Eksamensoppgave i FY0001 Brukerkurs i fysikk (V2017)

Transkript

1 ntitutt for fyikk Ekaenoppgave i FY000 Brukerkur i fyikk (V07) Faglig kontakt under ekaen: Mikael Lindgren Tlf.: Ekaendato: 4. ai 07 Ekaentid (fra-til): Hjelpeiddelkode/Tillatte hjelpeidler: C (Godkjent kalkulator; Rottann, Mateatik forelaling, Gyldendal tabeller og forler i fyikk Fyikk og Fyikk ) Annen inforajon: Oppgavene er oppdelt i A- og B-del. A-delen har kun flervalgpørål ed varalternativ A, B, C, D eller E. På B-delen kal det gi fulltendige løninger. Oppgavene er utarbeidet av Mikael Lindgren og Eil Sauelen Antall ider ed oppgaver: 5 (inkludert et bevareleark) Antall ider ed forler: 3 nforajon o trykking av ekaenoppgave Originalen er: -idig -idig ort/hvit farger Dato Kontrollert av: Sign Merk! Studenter finner enur i Studentweb. Har du pørål o din enur å du kontakte intituttet ditt. Ekaenkontoret vil ikke kunne vare på like pørål.

2 Side Del A. Denne delen betår av flervalgpørål ed varalternativ A-E. (Bevareleark ide 4 eller lage et eget bevareleark). Hver rett bevarele gir 4 poeng.. Kateakiner fra antikken (Trebuchet) kunne hive en tein på 00 kg opp til 00. Hva er utganghatigheten hvi elevajonvinkelen er 45 o? A: 0 / B: 60 k/h C: 44 / D: 50 k/h E: 00 / g (g er tyngdeakelerajonen). Du er på flybuen og legger en 0 kr ynt ed ae på arlenet ved itteplaen. Den tatike frikjonkoeffiienten er = 0,5. Dere koer inn i en rundkjøring ed radiu r. Hatigheten o får ynten å kli beregne fra: g A: v B: v g r C: v g r D: r g v r E: v gr 3. En hei (ae ) går opp og ned ved å fete en kabel til et hjul o i Figuren. Heien balanere ed en otvekt (ae ). La heien være latet lik at = =, og e bort fra hjulet ae. Hvi heien akelererer oppover ed akelerajonen a =,5 /, hva gjelder for kreftene T og T? T T A: T T T T B: a T T C: D: T T a E: T T a 4. En elektrik kret har et V batteri og er koblet o figuren vier. Hva gjelder for trøene og lik de er definert i figuren? A: B: R R V R 3 C: D: E:

3 Side 5. En elektroagnetik bølge er gitt av følgende ligning: 7 4 E z, t E ˆ 0 co 0 z 0 0 t x 3 [V/], der z er åltall i eter og t er åltall i ekunder. Hva er bølgen bevegeleretning, hatighet, bølgelengde? A: z [ ] z 8 B: [ ] z 0 8 C: [ ] z 4 D: [ n] z 8 E: [ Hz] 6. Ole har 3 kondenatorer ed kapaitanene =,0 F; C =,0 F og = 5,0 F, en trenger å koble til en effektiv kapaitan på,5 F for ine ålinger. Hvordan å han koble de tre kondenatorene for å få de til? A) B) C C C) C C D) E) C 7. En tynn, parallell, laertråle ed bølgelengde 63,8 n lyer på et akvariu ed innfallvinkelen luft = 0 o (vinkelen definere i henhold til overflaten noral, e figuren). Glaet brytningindek er,50 og vannet,33. En av følgende påtand er riktig:? luft luft n vann? A: Noe ly reflektere ed ae verdi på reflekjonvinkelen, det ete av lyet går inn i vannet ed brytningvinkelen vann > luft. B: Alt ly total-reflektere ed ae verdi på reflekjonvinkelen. C: Alt ly går igjenno glaet inn i vannet ed vinkel vann = luft. D: Noe ly reflektere ed ae verdi på reflekjonvinkelen, de ete av lyet går inn i vannet ed brytningvinkelen vann < luft. E: Lyet bryte til et pektru ed ulike farger fra blått til rødt.

4 Side 3 8. Et vogntog ed ae 0 tonn o kjører 7 k/h, kolliderer ed en peronbil ed ae 500 kg o tår parkert. Kollijonen er fulltendig uelatik vogntoget og bilen hekter aen etter kollijonen. Vi er her bort fra frikjon. Følgende er riktig: A: Vogntoget + bilen taper 0 % av den totale kinetike energien ved kollijonen. B: Hatigheten for vogntog + bil er ca. 67 k/h rett etter kollijonen. C: Den totale kinetike energien for vogntog + bil etter kollijonen er 4,0 kj. D: Den totale kinetike energien for vogntog + bil er bevart rett etter kollijonen. E: Vogntoget kinetike energi er 4,0 kj før kollijonen. 9. Vidar prøver å lage en elektroagnet og har kjøpt en varierbar liketrøkilde (Cla Ohlon, Soliden) aen ed en køytekabel. Han lar køytekabelen gå rundt et platrør ed diaeter 3,0 c å det blir til en irkel (e figur). Hva er otrentlig tyrken og retningen til B-feltet idt i røret hvi han øker trøen til 0 A (å ye ikringen tåler)? Rør ett oppifra d = 3 c A: B = 0,4 T; rettet til høyre B: B = 4, T; rettet etter røret, ut av papiret C: B = 4, T; rettet etter røret, inn i papiret D: B = 0,4 T; rettet etter røret ut av papiret E: B-feltet er null idt i røret. 0. En bøtte ed ae henger i et tau (e bort fra vekt/ae) opprullet på et hjul. Hjulet har treghetoent = MR / der M er aen og R radien til hjulet. Hvi vi lipper bøtta, kan den akelerajon nedover bekrive ed følgende ligning: g M g M g A: a g B: a C: a D: a M g E: a M M M M 3

5 Bevareleark del A: d-no# Side 4 : : 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 0: 4

6 Side 5 Del B. Denne delen krever fulltendige løninger, på eparate ark (ak. 0 poeng/oppgave). Oppgave. Du har to golf-baller o du lipper fra et vindu i 5. etaje. Den førte lipper du,0 før den andre. Vinduet er 4,3 over bakken. Se bort fra luftottand. a) Hvor høyt over bakken er den førte ballen når du lipper den andre? b) Hvor høyt er den andre ballen over bakken når den førte treffer bakken? c) Plott x (høyde) o funkjon av tid for ballene i ae x(t)-diagra (fra t = 0 når du lipper den førte til den andre treffer bakken). Sett x = 0 ved bakken og poitiv retning oppover. d) Plott v (hatighet) for de to ballene i ae v(t)-diagra. Oppgave. Elektroner ed ae e = 9, x 0-3 kg, akelerere (fra ro) i et elektrik felt ed tyrke 3000 V/ over trekning 0 c. Deretter går de inn i et hoogent agnetfelt på 0,0 T o er rettet innover i papiret (-z i figur). e - v elektroner fra akelerator ed hatighet v x x x x x x x x x x x x x B = 0.0 T z (opp) y a) Hva er hatigheten til elektronene etter at de har paert akeleratoren. b) Hva er kraften og retningen på elektronene når de koer inn i agnetfeltet. c) Skiér hvordan elektronene beveger eg i agnetfeltet og beregn kritike paraetrer. Oppgave 3. Lie har to liner ed fokallengde f = 4 og 5 c og lurer på å ette opp et enkelt ikrokop o hun huker fra optikk-labben. Hun tar ført linen ed den korte fokallengden og tenker eg å få til et reelt (på andre iden av linen), invertert bilde, ganger fortørret. a) Hvor kal objektet plaere i forhold til linen, og hvor finner hun bildet? b) Tegn en nøye/godt kalert tråleporing (ray-tracing) o vier trålegang gjenno linen og fokalpunkter aen ed objektet/bildet poijoner og tørrele. c) Lie tenker eg å bruke den andre linen o et fortørrelegla (okular) for å få et enda tørre bilde av objektet ved å e på det reelle bildet. Skiér hvordan hun kal plaere line, og lag ogå en tilnæret tråleporing o vier objekt, ello-bilde og endelig bilde i forhold til hvor en obervatør å plaere. 5