Fysikkolympiaden 1. runde 26. oktober 6. november 2009

Transkript

1 Norsk Fysikklærerforening i samarbeid med Skolelaboratoriet Uniersitetet i Oslo Fysikkolympiaden. runde 6. oktober 6. noember 009 Hjelpemidler: Tabell og formelsamlinger i fysikk og matematikk Lommeregner Tid: 90 minutter Prøen består både a fleralgsoppgaer og oppgaer der du skal ise hordan du har kommet fram til saret. På fleralgsoppgaene er det oppgitt fire eller fem mulige sar angitt med en boksta. Sett en ring rundt bokstaen ed det saret du mener er riktig. Maks poeng er angitt for her oppgae. Oppgaesettet har sider, og det er 8 oppgaer. Lykke til! Oppgae ( poeng) En kloss sendes oppoer et skråplan med startfart 0 og glir tilbake til utgangspunktet. Hilken a grafene beskrier denne beegelsen best? Sett en ring rundt saret du mener er riktig.

2 Oppgae ( poeng) Et metallstykke med temperaturen 0 0 C armes opp slik at den indre energien dobles. Ha blir temperaturen? A. 0 0 C B. 0 0 C C C D C E C Sett en ring rundt saret du mener er riktig. Oppgae 3 ( poeng) Et batteri er koplet i serie med en regulerbar motstand. Fordi batteriet har indre resistans il spenningen oer batteriet ariere med strømmen som går gjennom det. Figuren under iser hordan spenningen oer batteriet arierer med strømmen. Finn batteriets indre resistans. U (V) I (A) A. 8 Ω B. 9 Ω C. 5 Ω D. Ω E. 0,5 Ω Sett en ring rundt saret du mener er riktig.

3 Oppgae (3 poeng) I en lyspære er temperaturen i glødetråden 70 0 C. Ha blir temperaturen i glødetråden dersom i dobler effekten til pæra? A C B. 0 0 C C. 5 0 C D C Sett en ring rundt saret du mener er riktig. Oppgae 5 (3 poeng) Lyspære A og B er merket henholdsis 6V/0,3A og 60W/30V. De er koplet i serie til en 30 V spenningskilde. Ha skjer? A. Begge pærene lyser B. Bare A lyser C. Bare B lyser D. Et lite lysblink i A, og så lyser erken A eller B Sett en ring rundt saret du mener er riktig. Oppgae 6 (3 poeng) En person med massen m hopper strikkhopp fra en bru. Den ene enden a strikken er festet til personen og den andre er festet til brua. Strikken har lengden L når den ikke er strukket. Vi antar at forlengelsen a strikken er proporsjonal med strekkraften og proporsjonalitetskonstanten er k. Den største farten som personen får under hoppet er A. gl B. gl C. m g k mg k D. mgl k Sett en ring rundt saret du mener er riktig. 3

4 Oppgae 7 ( poeng) En liten bil dries a en elektrisk motor med maksimal effekt på P 3, kw. Bil med fører har massen m 650 kg. Bilen kjører i indstille ær på en horisontal ei med farten. Den er da påirket a en rullemotstand R som er,5 % a normalkraften og en luftmotstand L gitt ed L (0, kg/m) Finn den største farten for elbilen. Oppgae 8 ( poeng) En urankjerne som ligger i ro blir spaltet slik: 38 9 U 3 90 Th γ -strålingen har frekensen, 0 9 Hz. Finn farten til -partikkelen.

5 Norsk Fysikklærerforening i samarbeid med Skolelaboratoriet Uniersitetet i Oslo Fysikkolympiaden. runde 6. oktober 6. noember 009 Løsning med poeng Sarskjemaet som skal fylles ut, finner dere på åre nettsider: Utfylt sarskjema sendes som edlegg til e-post til: kontakt@proscientia.no senest 3. noember. Oppgae B ( poeng) Akselerasjonen har størst tallerdi når klossen er på ei oppoer fordi da irker tyngden og friksjonen i samme retning. Oppgae C ( poeng) Indre energi er proporsjonal med absolutt temperatur. T = 93 K = 586 K. Altså t = 33 o C Oppgae 3 E ( poeng) U U ri 0 r er stigningstallet til grafen, altså r = 0,5 Ω Oppgae A (3 poeng) Forholdet mellom effektene og Stefan-Bolzmanns lo gir: T T og dermed t 35 o C Oppgae 5 A (3 poeng) P Strømmen i lyspære B blir omtrent: I 0,3 A U Det er det samme som pære A trenger for å lyse normalt. Altså lyser begge. Oppgae 6 A (3 poeng) Farten er størst når strekkraften er lik tyngden. Da er forlengelsen x. kx mg Tap a potensiell høydeenergi er lik summen a kinetisk energi og potensiell energi i strikken. mg ( L x) m kx som gir:

6 mg k m mg L k gl mg k mg k Oppgae 7 ( poeng) Når bilen kjører med toppfart, har i P ( R L) 3, kw = (0, kg 9,8 m/s + (0, kg/m) ) Ligningen løses med lommeregneren, og toppfarten blir 8,5 m/s = 67 km/h Oppgae 8 ( poeng) Frigjort energi: E mc (38,0508-3,036 -,006 ), kg ( 3, m/s) =6, J Samlet kinetisk energi for thorium og helium-partiklene: Ek E hf 6, J - 6,6 0-3 Js, 0 9 Hz = 6, J Beegelsesmengden er beart: m m Th Th Th 3 3 Ek m mth Th m 3 Den kinetiske energien til -partikkelen er Ek E m 6, J 3 38 =6, J 3 m 3 Farten er E 6,68 0 m,0, J kg 7, 0 m/s