UNIVERSITETET I OSLO

Transkript

1 UNIVERSITETET I OSLO Side 1 Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Midtveiseksamen i: FYS1000 Eksamensdag: 31. mars 2011 Tid for eksamen: 15:00-17:00, 2 timer Oppgavesettet er på 6 sider Vedlegg: 1 Tillatte hjelpemidler: Godkjent kalkulator. Formelsamlinger: Angell og Lian: "Fysiske Størrelser og enheter" (evt. eldre utgave av Øgrim og Lian), "TABELLER OG FORMLER I FYSIKK; 2FY og 3FY" (lysegrønt hefte fra videregående), K. Rottmann: "Matematisk formelsamling",john Haugan: Gyldendals tabeller og formler i fysikk; Fysikk 1 og Fysikk 2 Notater: ett A4-ark med egne notater,- det vil si to A4-sider håndskrevet med blå tusjpenn eller blå kulepenn. (Trykte ting eller sider som skrives med svart penn (eventuelt kopiert ned til svært liten skrift) er IKKE tillatt.) Kontroller at oppgavesettet er komplett før du begynner å besvare spørsmålene.

2 Oppgave 1 Flervalgsoppgaver a) Tiden og posisjonen for de tre første sekundene av et 100 meter løp er gitt i tabellen: t/s 0 1,0 2,0 3,0 s/m 0 2,4 8,4 16,2 Gjennomsnittsfarten i tiden fra 1,0 s til 3,0 s var o 5,4 m/s o 0,14 m/s o 6,9 m/s o 4,6 m/s b) Du kaster en ball rett opp. Vi ser på bevegelsen etter at ballen har forlatt hånden din. Vi ser bort fra luftmotstand. Hvilken påstand er sann? o På toppen av banen er farten og akselerasjonen null o Summen av kreftene på ballen er størst på vei opp o Summen av kreftene på ballen er størst på vei ned o Akselerasjonen er like stor hele tiden c) Du kaster en ball rett opp. Vi ser på bevegelsen etter at ballen har forlatt hånden din. Vi tar nå hensyn til at det er luftmotstand. Hvilken påstand er sann? o På toppen av banen er farten og akselerasjonen null o Summen av kreftene på ballen er størst på vei opp o Summen av kreftene på ballen er størst på vei ned o Akselerasjonen er like stor hele tiden d) Et metallstykke har temperaturen 0 C. Et identisk metallstykke har dobbelt så stor indre energi. Hva er temperaturen til metallstykket? o 0 C o 20 C o 273 C o 546 C

3 e) I følge Bernoullis lov så vil en økt strømningsfart i et horisontalt rør føre til at o Trykket øker o Trykket avtar o Væsken utvider seg o Væsken får lavere tetthet f) Vi måler sidene i et kvadrat til å være 6,00 cm ± 0,03 cm. Hvordan bør vi oppgi arealet? o (36,0 ± 0,01) cm 2 o (36,0 ± 0,03) cm 2 o (36,0 ± 0,06) cm 2 o (36,0 ± 0,4) cm 2 g) Du skal bestemme varmekapasiteten til en termosflaske. Du heller 200 g varmt vann på termosen. Temperaturen til vannet er 90 C. Temperaturen i termosflasken er først 20 C. Etter at vannet er helt over på termosen måler du blandingstemperaturen til 83 C. Hva er termosens varmekapasitet? o 47 J/K o 93 J/K o 7,6 kj/k o 42 J/K h) Et lite dyr i en innsjø har en luftboble som den kan bruke til å kontrollere oppdriften sin. Ved overflaten av innsjøen har boblen radius 0,50 mm. Hva blir radius i dybden 10 m? o 0,25 mm o 0,30 mm o 0,40 mm o 0,52 mm i) I en adiabatisk prosess blir termofysikkens første lov slik: o U = Q o U = W o U = Q W o W = Q

4 j) På figuren ser du fartsgrafen til en bil. Hvor langt kjørte bilen på de 12 minuttene turen varte? o 126 m o 3,8 km o 7,6 km o 15 km k) Et lodd med masse m henger i en snor med lengde l. Se figur. Vi holder snora horisontalt og stramt (posisjon A) og slipper loddet. Vi ser bort fra luftmotstand og friksjon og ser på loddet under bevegelsen ABCD. Hvor stort er snordraget i C? o S = mg o S = mg o S = 2mg o S = 3mg l) Blodet i en blodåre strømmer med farten v b. Avleiringer på innsiden av blodåren gjør at radius blir halvert. Hva blir farten i denne delen av blodåren? o 2 v b o 4 v b o v b /2 o v b /4

5 m) Blodtrykk blir målt med to verdier; systolisk og diastolisk trykk. Disse trykkverdiene blir gjerne gitt i måleenheten mm Hg (millimeter kvikksølv). En pasient kan for eksempel ha blodtrykksverdiene 120 over 80. Det betyr at det systoliske trykket er 120 mm Hg og det diastoliske trykket er 80 mm Hg. Hva blir de tilsvarende verdiene i pascal (Pa)? o 16 kpa over 11 kpa o 16 Pa over 11 Pa o 117 kpa over 78 kpa o 14 kpa over 9,3 kpa n) I et dobbeltspalteforsøk går lys med bølgelengde λ gjennom to smale spalter X og Y og gir et mønster med lyse og mørke flekker på en skjerm, slik figuren viser. I punktet P blir det lysmaksimum. Veiforskjellen YP-XP er da lik o λ o 1, 5λ o 2λ o 2,5λ o) Du skal feste en skrue i bilmotoren din. Den trenger et kraftmoment på 20 Nm. Du bruker en 15 cm lang skiftenøkkel, og kraften virker ytterst på denne og i en retning som gir størst mulig kraftmoment. Hvor stor kraft må du bruke? o 7,5 mn o 66 N o 0,13 kn o 300 N

6 Oppgave 2 a) Bruk det periodiske system til å finne molekylmassen til karbondioksid (CO 2 ) b) Hvor mange molekyler er det i 200 g tørris (CO 2 )? c) Hvor stort blir volumet når all tørrisen er gått over i gassform med temperaturen 300 K og trykket er 100 kpa? Oppgave 3 Figuren viser en lysstråle som passerer en halvsirkelformet glasskive omgitt av luft. a) Regn ut brytningsindeksen for glasset. b) Finn ut hvordan lysstrålen vil gå dersom innfallsvinkelen økes til 30. c) Regn ut lysfarten i glasset. d) Finn grensevinkelen for totalrefleksjon. Oppgave 4 En jente står på en kraftsensor og hopper. Sensoren registrerer kraften fra jenta på kraftsensoren. Figuren i vedlegg 1 viser måleresultatene under et hopp der hun starter fra ro og fram til hun lander igjen. a) Forklar at massen til jenta må være 51 kg. b) Når er jenta i luften? c) Tegn kreftene på jenta når hun skyver fra mot kraftsensoren. Hvor stor kraft skyver jenta fra med? d) Bruk grafen til å regne ut hvor høyt hun hopper. Du kan se bort fra luftmotstand.

7 Vedlegg 1: