Oppgave 1 Svar KORTpå disse oppgavene:

Transkript

1 Løsningsforslag eksaen FYS1 V11 Oppgave 1 Svar KORTpå disse oppgavene: a) Tversbølge: Svingebevegelsen til hvert punkt på bølgen går på tvers av forplantningsretningen til bølgen. Langsbølge: Svingebevegelsen til hvert punkt på bølgen går på i sae retning so (langs) forplantningsretningen til bølgen. b) Kjente størrelser: n1 = 1,3 n = 1,5 α1 = 41, 4 Snells lov: n1sinα1 = nsinα n1sinα1 1, 3 sin 41, 4 sinα = = =,56559 n 1, 5 α = 34, 4 c) Kjente størrelser: i = g v = 1, kg cv = 4,18 1 J/kg K ci =,1 1 J/kg K li = J/kg Avgitt vare = Mottatt vare v v tv= i i ti+ l i i v v tv= i( ci ti+ li) 3 v v tv 1, 4, i = = kg =,1766 kg c 3 3 i t i + l i, Is so er igjen, = g 177 g = 3 g d) To krefter; snordraget og tyngden. Ingen andre! e) Bare tyngden virker etter at ballen har forlatt hånda. f) Jeg kan for eksepel bruke bevaring av ekanisk energi. Da får jeg 1 v = gh ( v = og h = ) v = gh g) Bq er antall desintegrasjoner per sekund. Enhet s -1. Gy er joule per kg. 1 Gy tilsvarer 1 joule absorbert energi pr kg. Sv er doseekvivalentetn; Sv = Gy w R der w R er en vektingsfaktor avhengig av typen stråling. h) Leser av grafen at A er halvert til 8 Bq ca. ved tiden t =,1 tier. 1

2 Løsningsforslag eksaen FYS1 V11 ln i) A= A e λt og λ = =,33 gir t 1/ A= 16,33t e j) Kraften står hele tiden vinkelrett på farten. Fart peker langs tangenten til banen og kraften peker da ot sentru av en sirkelbane. 19 k) Kjente størrelser: = 1, u q = e= 1,6 1 C = 6 V B= 7 T 1 Når ionene blir akselerert har vi saenhengen q = v Vi ultipliserer ed på begge sider og får 1 1 q = v = p Bevegelsesengden er dered gitt ved uttrykket p = q Når ionene koer inn i feltet kan vi bruke Newtons. lov; Σ F = a v qvb = r v p q r = = = =,55 qb qb qb r = 5,5 c

3 Løsningsforslag eksaen FYS1 V11 Oppgave a) Se lærebok! I hovedtrekk; 1) Elektronene kan bevege seg okring atokjernene uten å iste energi. De beveger seg i bestete energinivåer. ) Derso et elektron faller fra et høyere til et lavere energinivå blir det sendt ut ett enkelt foton so har en bølgelengde bestet av energiforskjellen ello de to nivåene.. B b) E = Ionisering derso vi tilfører nok energi til å løsrive elektronet. Det tilsvarer en n B energiforskjell E = E E1 = = B=,18 1 J 1 c) = 13 V WΣ F = Ek og elektronene starter fra ro. Det gir 19 = q = 1,6 1 C 13 V =,8 1 J Ek d) B B = n 1 1 n,8 1 J B 1 =,8 1 J n = 1,8 Det betyr at vi ikke får eksitert til n = 5 etterso til er altså n = 4. n < 5. Det høyeste nivået vi får eksitert e) Vi kan få seks linjer (3 linjer fra n = 4, linjer fra n = 3 og en linje fra n = ). f) For å eksitere til n = 4 trenger elektronet energien B B 15 E = E4 E1 = B, J = = Den tilgjengelige energien var,8 1 J. Energi igjen etter eksitasjon er derfor E k = =,8 1 J, J 3,65 1 J 1 Ek 3,65 1 J 5 Ek = v v = = =,8 1 /s 31 9,11 1 kg 3

4 Løsningsforslag eksaen FYS1 V11 Oppgave 3 a) P= 6 W t = 1 h = 36 s P P = I I = Q P 6 W I = Q= I t = t = 36 s = 939 C =,94 kc t 3 V b) c) P 33 W P= 33 W og = 3 V gir I = = = 1,43 A 3 V d) P =. Det vil si at liten R gir stor effekt og stor R gir liten effekt. Laveste effekt fra R oppgave c) å altså tilsvare at de to otstandene er koblet i serie for da får vi størst resistans. Jeg bruker dette til å bestee resistansen i én otstandstråd. Resultantresistansen i seriekoblingen blir (3 V) P = gir R1 16,3 R = P = 33 W = Ω Da det er to like otstander i denne seriekoblingen, å resistansen i én otstand være R1 R = = 8,15 Ω Parallellkoblingen gir lavest resultantresistans og dered høyest effekt Resultantresistansen blir R3 = + = + = 4,7 Ω R R 8,15 Ω 8,15 Ω Effekten blir da P3 = = 13 W = 1,3 kw R3 e) Man åler resistansen (ipedansen) i hud/vev og bruker dette til å kjenne igjen ulike typer vev. f) Se labrapporten din! Du bør ha ed en figur, og forklare at når vi har ladet opp kondensatoren så vil spenningen i t/ RC t/ kretsen avta slik = e = e τ Vi bruker dette til å bestee tidskonstanten τ = RC. Når kapasitansen er kjent kan vi dered regne ut R. 4

5 Løsningsforslag eksaen FYS1 V11 Oppgave 4 a) Se lærebok. Tegn for eksepel en vippehuske ed tung person nærere idten og forklar hvofor det er likevekt. Få ed at kraftoent er et kryssprodukt M = r F. Derso kraftoentet dreier ot klokka er fortegnet positivt, og o det dreier ed klokka er fortegnet negativt (egentlig bare nok en høyrhåndsregel so følger av kryssproduktet). Figur fra Grienes fl: Ro Stoff Tid Forkurs, Cappelen Da b) Odreining o forreste hjul. Likevektsbetingelse: Σ M = GK rk Gb rb cos 6 G r cos 6 = der GK er tyngden til heisekrana, r = 3,, r = 9, og r = 15 K b G b er tyngden til boen og c) Bruker likevektsbetingelsen fra oppgave b): GK rk Gb rb cos 6 G r cos 6 = Kg rk bg rb cos 6 g r cos 6 = K rk b rb cos 6 r cos 6 = K rk b rb cos 6 34 = = kg = 31 kg = 3,1 tonn r cos 6 7,5 G er tyngden til lasten. d) Vi ønsker å få inst ulig kraftoent. M = r F M = rf sinϕ Vi kan ikke forandre F, den er gitt av gjenstandens tyngde. Vi kan forandre r og φ. Ved å bøye knærne får vi gjenstanden nærere kroppen (r blir indre), og vi kan også løfte ed benusklaturen. Slik det blir løftet på figuren, vil ryggen åtte løfte både seg selv og gjenstanden, og avstanden til rotasjonen o korsryggen er stor. 5