BOKMÅL+ NYNORSK Namn/Namn: Turid Worren Reenaas Bokmål side 2 4 Tlf: Nynorsk side 5 7. EKSAMEN i FY 0001 Brukerkurs i fysikk. 7.

Transkript

1 Norges tekisk-aturviteskapelige uiversitet stitutt for fysikk Side av Kotaktperso BOKMÅL+ NYNOSK Nam/Nam: Turid Worre eeaas Bokmål side 4 Tlf: Nyorsk side 5 7 VEDLEGG Formellister side 8- EKSAMEN i FY 000 Brukerkurs i fysikk 7. jui 0 Varighet/Varigheit : 9-3 Tillatte hjelpemidler/tillate hjelpemiddel: Kalkulator: HP30S eller Citize S-70X Formelhefte: Gyldedals tabeller og formler i fysikk Fysikk og Fysikk Fysiske kostater er oppgitt til slutt i oppgavesettet, og liste over formler fies i vedlegget./ Fysiske kostatar er gjeve til slutt i oppgåvesettet, og liste over formlar fist i vedlegget. Alle 5 deloppgaver teller likt./alle 5 deloppgåver tel likt.

2 BOKMÅL Side av Oppgave a) E kaokule skytes ut (0 m over bakke) med e fart på 0,0 m/s i e vikel på i forhold til horisotalplaet. Hvor lagt fra kaoe lader kula? Se bort fra luftmotstade, og ata at bakke er flat. b) Hvor stor kietisk eergi har kula i toppe av bae og år de lader? Kula har e masse på 3,5 kg. Se bort fra luftmotstade. Oppgave E kloss ligger i ro på et skråpla a) Teg fritt-legeme-diagram, dvs kreftee som virker på klosse. b) Hva må friksjoskoeffisiete være for at klosse skal ligge i ro? Klosse har masse 0,5 kg og skråplaets vikel i forhold til horisotalplaet er 0. c) Hva blir akselerasjoe (lags skråplaet) om friksjoskoeffisiete er 0,? Oppgave 3 a) Justi Bieber har kosert på taket på Operae i Oslo, og roper til fase så høyt ha klarer, ute mikrofo. De som står,0 m ua hører e itesitet på,0 0-4 W/m. Hva er itesitete redusert til for de som står 0,0 m ua Bieber? Ata vi ka se på Bieber som e puktkilde. b) Du står på perroge på e togstasjo år to tog ærmer seg i hver si retig (heldigvis ikke på samme spor). Lokførere på begge tog blåser i fløyta, som har e frekves på 430 Hz. Hvis det ee toget kjører i 50 km/t, hvor fort må det adre toget kjøre for at du skal høre e sveve frekves (beat) på 4 Hz? Lydfarte er 340 m/s. Oppgave 4 eg ut total bidigseergi og bidigseergie per ukleo for deuterium, H. Masse til et deuterium-atom er,040 u, et proto,0078 u, et øytro,00866 u og et elektro 5, u. Oppgi svaret både i J og ev.

3 Oppgave 5 a) Side 3 av C C C 4 Hva er ekvivaletkapasitase til kretse av kodesatorer i figure over, år C = C = C 3 = C 4 = 0 F? C 3 b) + V - - V + + V C - C = 0 F = k E speigskilde på V = 30,0 V (DC) i C-kretse over, slås på ved tide t = 0. Ved t=0 er kodesatore utladet. Skissér hvorda strømme gjeom motstade, ladige på platee i kodesatore, og speige over kodesatore varierer med tide for t > 0. Agi tidskostate, og størrelse på strøm, ladig og speig ved tide t = i forhold til maksimalverdiee, i plottee. c) Hvor stor er startverdie på strømme gjeom motstade, sluttverdie på ladige på kodesatorplatee og speige over kodesatore i oppgave b)? d) V(t) = 500 Vekselspeige fra kilde i kretse over ka uttrykkes som V(t) 0,0cos( t)v. Hva er MS verdie på speige fra kilde? e) Sett opp et uttrykk for hvorda speige over motstade, og strømme gjeom de varierer med tide, for kretse i oppgave d). Hva bli maksimalverdiee for strøm og speig? 3

4 Side 4 av Oppgave 6 a) E fiskeør flyr over Trodheimsfjorde og ser e laks este rett uder seg. For øra ser ut som om lakse svømmer h = 0,5 m uder vaoverflate. Vis at de faktiske dybde uder vaoverflate h hvor lakse befier seg ka uttrykkes som ta h' h ta hvor viklee og er agitt i figure til høyre. =,00 =,33 h h vaoverflate b) Hva er faktisk dybde h for lakse, om h = 0,5 m og = 0? Fysiske kostater: c =, m/s. g = 9,8 m/s. q =, C u =, kg, 4

5 NYNOSK Side 5 av Oppgåve a) Ei kaokule skytast ut (0 m over bakke) med ei fart på 0,0 m/s i ei vikel på i forhold til horisotalplaet. Kor lagt frå kaoe ladar kula? Se bort frå luftmotstad, og ata at bakke er flat. b) Kor stor kietisk eergi har kula i toppe av bae og år de ladar? Kula har ei masse på 3,5 kg. Sjå bort frå luftmotstad. Oppgåve Ei kloss ligger i ro på eit skråpla a) Teik fritt-lekam-diagram, dvs kreftae som virke på klosse. b) Kva må friksjoskoeffisiete være for at klosse skal ligge i ro? Klosse har masse 0,5 kg og skråplaets vikel i forhold til horisotalplaet er 0. c) Kva blir akselerasjoe (lags skråplaet) om friksjoskoeffisiete er 0,? Oppgåve 3 a) Justi Bieber har kosert på taket på Operae i Oslo, og roper til fase så høgt ha klarer, uta mikrofo. Dei som står,0 m ua hører ei itesitet på,0 0-4 W/m. Kva er itesitete redusert til for dei som står 0,0 m ua Bieber? Ata vi ka sjå på Bieber som ei puktkjelde. b) Du står på perroge på ei togstasjo år to tog ærmar seg i kvar si retig (heldigvis ikkje på same spor). Lokførarae på begge tog bles i fløyta, som har ei frekves på 430 Hz. Viss det eie toget kjører i 50 km/t, kor fort må det adre toget kjøre for at du skal høyre ei svevefrekves (beat) på 4 Hz? Lydfarta er 340 m/s. Oppgåve 4 ek ut total bidigseergi og bidigseergi per ukleo for deuterium, H. Masse til eit deuterium-atom er,040 u, eit proto,0078 u, eit øytro,00866 u og eit elektro 5, u. Gje svaret både i J og ev. 5

6 Oppgåve 5 a) Side 6 av C C C 4 Kva er ekvivaletkapasitase til kretse av kodesatorar i figure over, år C = C = C 3 = C 4 = 0 F? C 3 b) + V - - V + + V C - C = 0 F = k Ei speigskilde på V = 30,0 V (DC) i C-krise over, slås på ved tida t = 0. Ved t=0 er kodesatore utlada. Skissér korleis straume gjeom motstade, ladige på platee i kodesatore, og speiga over kodesatore varierer med tida for t > 0. Agi tidskostate, og størrelse på straum, ladig og speig ved tida t = i forhold til maksimalverdiae, i plotta. c) Kor stor er startverdie på straume gjeom motstade, sluttverdie på ladige på kodesatorplatee og speiga over kodesatore i oppgåve b)? d) V(t) = 500 Vekselspeige frå kilde i kretse over ka uttrykkast som V(t) 0,0cos( t)v. Kva er MS verdie på speige frå kilde? e) Sett opp eit uttrykk for korleis speiga over motstade, og straume gjeom de varierer med tida, for krise i oppgåve d). Kva bli maksimalverdiae for straum og speig? 6

7 Oppgåve 6 a) Side 7 av Ei fiskeør flyg over Trodheimsfjorde og ser ei laks este rett uder seg. For øra ser ut som om lakse symjer h = 0,5 m uder vaoverflata. Vis at de faktiske djupa uder vaoverflata h kor lakse er seg ka uttrykkast som ta h' h ta =,00 =,33 vaoverflate kor viklae og er vist i figure til høgre. h h b) Kva er faktisk djupa h for lakse, om h = 0,5 m og = 0? Fysiske kostatar: c =, m/s. g = 9,8 m/s. q =, C u =, kg, 7

8 Formler Side 8 av Vedlegg Mekaikk Fart ved kostat akselerasjo v v0 at Strekig ved kostat akselerasjo x x0 v0t at Tidløs formel a(x x 0) (v v 0 ) Newtos. lov F 0 Newtos. lov F ma Friksjoskraft Ff F Kietisk eergi K Eki mv Arbeid W Fscos Potesiell eergi i kostat gravitasjosfelt U E mgh Setripetalakselerasjo a pot v Lyd og bølger Lyditesitet fra puktkilde r r Defiisjo db 0dBlog, 0 0 W / m Doppler-effekt, bevegelig mottaker f' f v Doppler-effekt, bevegelig seder f' f V E /v Beat frekves fbeat f f V øverste forteg: kilde og mottaker ærmer seg hveradre Lys efleksjo refl i Brytig si si Lysfart i medium med brytigsideks c v Vikel for maksimal itesitet for iterferes fra spalter d si 0,,,... Fortsetter este side 8

9 Side 9 av Kjerefysikk Bidigseergi adioaktivt hefall B.E. (m m ) c 0 ukleoer t/t / kjere Strøm og speig Kirchhoffs. lov i ut Kirchhoffs. lov V 0 Ohms lov V Seriekoblig motstader Seriekoblig kodesatorer Parallellkoblig motstader sløyfe... C C C C C Parallellkoblig kodesatorer C CC C3 C 4... Tidskostat C Vekselspeig V V(t) Vmax cos(f t) Vmax cos( t) MS-verdi Vmax VMS 9

10 x v t x dx v lim t dt t 0 v a t v dv a lim t dt t 0 v v(t) v0 at x x0 v0t at a(x x 0) (v v 0 ) r xyxxˆ yyˆ vv ˆ ˆ x vy vxxvyy x y vx vy t t vvx v ˆ ˆ y vxxvyy x dx vx lim t 0 t dt y dy vy lim t 0 t dt a ax a ˆ ˆ y axxayy vx a x t vy a y t a ax ay axxˆ a ˆ yy vx dvx ax lim t 0 t dt vy day ay lim t 0 t dt a a a v a F a Fma m F FF F 3... Fi i F F w F mg g fk Ffk kn f F N s,max fs s F kx W F x x W Fscos K Eki mv K W U E mgh pot EKUE E ki pot W U U U U kx W P t W dw P lim t 0 t dt W P Fcosv t W P lim Fcosv t 0t Mm F G r Mm E F G E GmM U r v T f T y(t) Asi( t) Asi t T F v M/L f f f beat Side 0 av L L L,, 3,etc 3 f v, v 3v, 3,etc L L L r r 4 4 4L, L, 3 L, osv 3 5 V f' f v øverste forteg: kilde og mottaker ærmer f' f seg hveradre V E /v qq' Fe 4 r 0

11 qq' Fe ke r F E e q Fe q' E ke q r U qey E V/d V U/q qq qq U ke 40 r r U q V ke q r Qd U A 0 Q C V A 0 C d U Q V... C C C C C 3 4 C C C C C V E L q t A V L L A V V V V V i 3 ut W V q W q V t t PV V PV Q VVC V 0 V 0 C C Side av V V(t) Vmax cos(f t) Vmax cos( t) Vmax VMS V max P P(t) V(t) (t) cos ( t) Vmax VMS P cos ( t) Vmax (t) V Csi( t) si( t) max XC max C C cos( t 90 ), X Vmax VMS max, MS Z Z c Z X refl i c v vac mes f f vac si si si krit, d,,3... d si 0,,, dsi,,,... a si,,3,... c Ef hf h 3,900 mk m T 4 P A T P 4 S T A E hf f,mi mi C K E f, 0 A Z N (,0 m) A Em c 5 /3 B.E. (m m ) c ukleoer t/t / 0 kjere