Fysikkonkurranse 1. runde november 2001

Transkript

1 Norsk Fysikklærerforening Norsk Fysisk Selskaps faggruppe for underisning Fysikkonkurranse. runde noember 00 Hjelpemidler: Tabeller og formler i fysikk og matematikk Lommeregner Tid: 00 minutter Prøen består både a fleralgsoppgaer og åpne oppgaer. På fleralgsoppgaene er det oppgitt fire eller fem mulige sar angitt med en boksta ed siden a. Du skal sette en ring rundt bokstaen ed det saret du mener er riktig. På de åpne oppgaene skal du skrie et sar, og du skal ise hordan du har kommet fram til saret. Oppgaesettet har 5 sider og det er 0 oppgaer. Lykke til! Oppgae To lag, Brann og Viking, konkurrerer i tautrekking. Brann drar i tauet med en kraft på 5000 N. Hilke a følgende påstander er rett? A. Snordraget il ære ahengig a om lagene er i likeekt. B. Viking drar med en kraft som er større enn 5000 N dersom de inner. C. Viking drar med en kraft på 5000 N. D. Ingen a påstandene er rett. Oppgae En glasskule med tetthet 0,5 g/cm 3 flyter i rent ann. Vann har tetthet,0 g/cm 3. Så heller i en æske med tetthet 0, g/cm 3 oer kula som flyter i annet. Væsken blandes ikke med annet og dekker hele kula. Hor stor del a kulas olum er nå i annet? A. 3 3 B. 8 C. 5 D. 8 3 E. 4

2 Oppgae 3 Når en lysstråle går gjennom en glassplate, blir den parallellforskjøet. Hor stor er denne parallellforskyningen dersom innfallsinkelen i luft er 30 o, brytningsindeksen er,5 og tykkelsen på glassplata er 6,0 cm? Oppgae 4 To kuler blir samtidig skutt ut parallelt med et skråplan. Kulene har forskjellig masse og utgangsfart. Hilken a de to kulene il treffe skråplanet først? Se bort fra luftmotstanden. A. Den med størst utgangsfart. B. den med minst utgangsfart. C. Den tyngste. D. Den letteste. E. De treffer skråplanet samtidig. Oppgae 5 En elektrisk krets består a en seriekopling a et batteri og en motstand. Batteriets ems er ε og den indre resistansen er r. Ha må resistansen i motstanden ære for at effekten i motstanden skal ære størst?

3 Oppgae 6 Trykk p A p/ C B V/ V Volum Figuren iser et pv-diagram for en ideal gass i en sylinder. Gassen følger syklusen ABCA. Arbeidet som gassen gjør på omgielsene er: A. 8 pv B. pv C. pv D. 4 pv E. pv 3

4 Oppgae 7 En bananklase henger i den ene enden a et tau som går oer en lett, friksjonsfri trinse. I den andre enden a tauet henger en apekatt med akkurat samme masse som bananklasen. Apekatten og bananklasen er opprinnelig helt i ro. Så klatrer apekatten oppoer tauet med farten. Ha il skje med bananene? A. De il beege seg nedoer med fart. F. De il forbli i ro. G. De il beege seg oppoer med fart ½. H. De beeger seg oppoer med fart. I. De il beege seg oppoer med fart. Oppgae 8 Figuren iser et snøbrettanlegg med en såkalt quarterpipe fra B til C. h C 8,5 m A B Deltakerne kan starte i algfri høyde. Kjørerne passerer så en annrett flate (A) før de går inn i en kartsirkel B C med radien 8,5 m. Kjørerne forlater quarterpipen ed C, og det gjelder å oppnå størst mulig høyde oer C. Vi antar at den største kraften fra underlaget som kjøreren kan tåle, er på 6 G. Hor høyt oer kanten C kan det ære mulig å komme? 4

5 Oppgae 9 Finn farten til α-partikkelen i reaksjonen: 88 Ra 86Rn+ 6 4 He Vi antar at radiumkjernen er i ro før α-utsendelsen. Oppgae 0 A B 45 o h En kloss A med massen m er plassert på en trekantet kloss B som også har massen m. A glir fra ro nedoer B, og B kan gli på et horisontalt underlag. Finn et uttrykk for farten til B når A har nådd enden a B, - se figuren. Se bort fra all friksjon. 5

6 Fysikkonkurranse. runde noember 00 Retteskjema Oppgae C poeng Oppgae B poeng Oppgae 3 i A a b d B A figuren får i: d sin( i b) = og AB a cosb = som gir: AB sin( i b) d = a cosb Snell gir: sin i = nsin b som innsatt erdier gir b = 9,5 o Da blir: d =, cm 4 poeng Oppgae 4 E poeng 6

7 Oppgae 5 Vi får følgende: ε ε = ri + RI I = r + R ε P = RI = R r + R ε ( r + R) ( r + R) Rε Derierer: P' ( R) = ( r + R) P '( R) = 0 når ε ( r + R)( r + R R) = 0 som gir R = r 4 poeng Oppgae 6 A poeng Oppgae 7 D poeng Oppgae 8 Ved B blir kraften fra underlaget: T G = m r Med T = 6G får i: 5 = 5gr og h = = r g Høyden oer C blir da h = h 8,5m 3 m Det il si at høyden i praksis må bli noe mindre enn 3 m pga. friksjon. 4 poeng Oppgae 9 Vi finner først den kinetiske energien: m = (6,0540,0757 4,00603) u = 0,0057 u Q = mc = 7,8 0-3 J Bearing a beegelsesmengde og energi gir: 4 m = m og Rn = He Rn Rn He He Q = m + Rn Rn m He He 7 som innsatt erdier gir: =,5 0 m/s 4 poeng He 7

8 Oppgae 0 x y 45 0 l u Vektordiagrammet iser farten () til klossen som glir nedoer trekantklossen sett i forhold til underlaget. l er farten langs trekantklossen og u er farten til trekantklossen. A figuren får i at 0 y tan 45 = som gir y = x + u + u x Bearing a beegelsesmengde og energi gir: m x = mu og mgh = mu + m x + m y Da blir: gh = + og u + ) u + ( u u gh u = 5 poeng 3 8