TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 9.

Like dokumenter
TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 9. Veiledning: 18. oktober. Innleveringsfrist: 23. oktober kl 14.

Øving 6. Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme. Veiledning: Uke 7 Innleveringsfrist: Mandag 19. februar.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 10.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 10. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl Versjon A

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 8. a =

Øving 1. Institutt for fysikk, NTNU Fag SIF 4012 Elektromagnetisme og MNFFY 103 Elektrisitet og magnetisme Høst 2002

Kap. 23 Elektrisk potensial

Kap. 23 Elektrisk potensial

Løsning øving 9 ( ) ( ) sin ( )

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 9.

Kap 21 Elektrisk ladning / Elektrisk felt

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 8. a = e m E

Øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

Øving 9. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl Oppgavene med kort løsningsskisse

TFE4120 Elektromagnetisme

Midtsemesterprøve fredag 23. mars 2007 kl

Oppgave 8.12 Gitt en potensialhvirvel med styrke K i origo. Bestem sirkulasjonen ' langs kurven C. Sirkulasjonen er definert som: ' /

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl Oppgavene med kort løsningsforslag (Versjon A)

Løsningsforslag kapittel 3

Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl

Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

c) etingelsen fo at det elektiske feltet E e otasjonsinvaiant om x-aksen e, med E og ee som denet ovenfo, at e E = E. Dette skal gjelde fo en vilkalig

Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl (Versjon B)

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN MAI 2007

Løsning øving 12 N L. Fra Faradays induksjonslov får vi da en indusert elektromotorisk spenning:

Løsningsforslag Kollokvium 1

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Kap. 23 Elektrisk potensial. Eks. 1, forts. av: Hvor stor er 1 coulomb? Kap 23

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl

Løsningsforslag til Øvingsoppgave 5

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsningsforslag SIE4010 Elektromagnetisme 5. mai 2003

2.2.1 Grunnleggende betraktninger

A. forbli konstant B. øke med tida C. avta med tida D. øke først for så å avta E. ikke nok informasjon til å avgjøre

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

MEK 4520 BRUDDMEKANIKK Løsningsforslag til obligatorisk øving 1.

UNIVERSITETET I OSLO

1 Geometri KATEGORI Vinkelsummen i mangekanter. 1.2 Vinkler i formlike figurer

E K S A M E N. Matematikk 3MX. Elevar/Elever Privatistar/Privatister. AA6524/AA desember 2004 UTDANNINGSDIREKTORATET

Newtons tredje lov. Kinematikk i to og tre dimensjoner

Løsning eksamen TFY desember 2014

Betinget bevegelse

Norsk Fysikklærerforening NORSK FYSISK SELSKAPS FAGGRUPPE FOR UNDERVISNING

Kap. 23 Elektrisk potensial. Kap. 23. Elektrisk potensial. Kap

Kap. 23 Elektrisk potensial. Eks. 1, forts. av: Hvor stor er 1 coulomb? Kap

Midtsemesterprøve fredag 23. mars kl

Oppgave 1 Svar KORT på disse oppgavene:

6. Beregning av treghetsmoment.

Løsningsforslag til Eksamen i fag MA1103 Flerdimensjonal analyse

LØSNINGS FORSLAG EKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK Mandag 6. desember 1999 kl. kl for r R/2 ) for R/2 r R for r >R

Sammendrag, uke 14 (5. og 6. april)

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2014

Fysikk-OL Norsk finale 2005

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

Løsningsforslag til øving 4

Kap. 23 Elektrisk potensial. Kap. 23. Elektrisk potensial

R2 kapittel 4 Tredimensjonale vektorer

EKSAMEN I FAG FASTE STOFFERS FYSIKK 2 Fakultet for fysikk, informatikk og matematikk 15 august 2000 Tid:

1b) Beregn den elektriske ladningstettheten inni kjernen og finn hvor stor den totale ladningen er.

n_angle_min.htm

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002/MNFFY101 GENERELL FYSIKK II Lørdag 6. desember 2003 kl Bokmål

0 g = B, R M ,, R M , , q q jgj = jet(g )j = 2 sin 2 sin 2 C A Ette at vi ha iviet Klein{Goon-ligningen me p jgj se en ut som f

Løsningsforslag til eksempeloppgave 2 i fysikk 2, 2009

Løsningsforslag Eksamen 30. mai 2007 FY2045 Kvantefysikk

MAT 1110: Løsningsforslag til obligatorisk oppgave 2, V-06

Inst. for fysikk 2015 TFY4155/FY1003 Elektr. & magnetisme. Øving 13. Induksjon. Forskyvningsstrøm. Vekselstrømskretser.

Klikk (ctrl + klikk for nytt vindu) for å starte simuleringen i SimReal.

Øving 3. Oppgave 1 (oppvarming med noen enkle oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver)

Eks. 1, forts. av: Hvor stor er 1 coulomb? Kap. 23 Elektrisk potensial

EKSAMEN. ANTALL SIDER UTLEVERT: 7 (innkl. forside og 2 sider formelark)

Løsning midtveiseksamen H12 AST1100

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

75045 Dynamiske systemer 3. juni 1997 Løsningsforslag

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 24. mai = 2πrlɛE(r) = Q innenfor S =

Kapittel 2: Krumlinjet bevegelse

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 9. E dl = 0. q i q j 4πε 0 r ij. U = i<j

E, B. q m. TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 12.

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 10 1 LØSNING ØVING 10

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap mg mg. Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

FAG: MA-209 Matematikk 3 LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

EKSAMEN i. MA-132 Geometri. Torsdag 3. desember 2009 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Fysikk 2 Torsdag 2. desember 2004

R2 - Heldagsprøve våren 2013

Matematikk 3MX AA6524 / AA6526 Elever / privatister Oktober 2002

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Vår 2004 Ordinær eksamen

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 20-24/9

Fasit. Grunnbok. Kapittel 4. Bokmål

Eksamen i MA-104 Geometri Løsningsforslag

Integralregning. Mål. for opplæringen er at eleven skal kunne

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Institutt for elektroteknikk og databehandling

Transkript:

TFY404 Fsikk. Institutt fo fsikk, NTNU. ving 9. Oppgve ) Figuen vise et unifomt elektisk felt (heltukne linje). Lngs hvilken stiplet linje ende potensilet seg ikke? 2 C 3 D 4 2 3 4 b) Den potensielle enegien til to elektone i innbdes vstnd (= 0 0 m) e [ ev = :6 0 9 J] 4.4 mev 4.4 ev C 4.4 kev D 4.4 MeV c) Fie punktldninge, to positive og to negtive ( = 9 C), e plsset i hjnene p et kvdt med sideknte 5 cm, som vist i guen. Hv e sstemets potensielle enegi? C D 9 J Null -7 J -38 J 5 cm 5 cm

d) To punktldninge Q = 69 nc og Q 2 = 98 nc e plsset i -plnet, som vist i guen. t elekton ttes f punkt til punkt. Hvo sto ending gi denne fotningen i sstemets potensielle enegi? (Sstemet- de to punktldningene og elektonet.) ( ev = :6 0 9 J) C D - kev - ev ev kev 0.6m Q 0.8m Q 2 0.6m e) Hvo sto e dien til en (kulefomet) ekvipotensilte p 50 V med en punktldning 0 nc i sentum? Null potensil velges uendelig lngt unn..3 m.8 m C 3.2 m D 5.0 m f) Hvis potensilet V som funksjon v vstnden f en ldningsfodeling e som vist i gf n, hvilken gf vise d det elektiske feltet som funksjon v vstnden? V 2 3 2 3 C 4 D 5 4 5

Oppgve 2 n elektisk dipol som best v to punktldninge, e plsset lngs z-ksen med sentum i oigo, som vist i guen. Det elektiske dipolmomentet e d p =, de = ^z e vektoen f til. z V =? 2 (f.eks.) Siden vi he opplgt m h smmeti med hensn til otsjon omking z-ksen, e det tilstekkelig se p foholdene i et hlvpln som inneholde z-ksen, f.eks. z-plnet, med > 0. Vi kn videe velge mellom ktesiske koodinte (; z) elle polkoodinte (; ) fo ngi en vilklig posisjon i dette plnet. Vi skl se p begge dele i denne oppgven. Vinkelen kn vi selvsgt velge i fohold til hvilken ktesiske kse vi vil; he l vi ve vinkelen som dnne i fohold til z-ksen (se guen). ) estem fst smmenhengen mellom de ktesiske koodintene og polkoodintene, dvs (; ), z(; ) og (; z). b) Vis t potensilet f en slik dipol i ktesiske koodinte bli 0 V (; z) = @ 4" 0 2 + (z =2) 2 2 + (z + =2) 2 Hv bli potensilet p -ksen, V (; 0)? nn p z-ksen, V (0; z)? (P hele z-ksen; pss p fotegnene...!) Skisse funksjonen V (0; z). c) Vis t i sto vstnd f dipolen (dvs ) e potensilet med god tilnmelse gitt i polkoodinte ved V (; ) = p cos = p 4" 0 2 4" 0 3 Tips: T utgngspunkt i t = 2 2 2 og buk guen til nne et tilnmet uttkk fo dette n. Mens potensilet f en enkelt punktldning vt som =, vt lts potensilet f en dipol skee, nemlig som = 2. dette imelig?

Oppgve 3 n elektisk dipol best v to punktldninge og med en (fst) innbdes vstnd. Dipolen e plsset i et homogent \te" elektosttisk felt = ^. nt t dipolen ligge i -plnet og slik t vektoen f til, og demed ogs dipolmomentet p =, dnne en vinkel med. Vinkelen egnes mot uviseen i fohold til -ksen, som vist i guen. p ) Hv bli den totle kften (f det te feltet ) p dipolen? b) F meknikken h vi t deiemomentet omking en bestemt kse (elle stengt ttt: om et punkt) e denet som = P i i F i, de i e \men" f ksen og ut til posisjonen de kften F i ngipe. Vis t fo den elektiske dipolen i det homogene feltet bli deiemomentet omking ksen som g nomlt gjennom dipolens midtpunkt = p = p = p sin ^z c) Til slutt skl du nne et uttkk fo den potensielle enegien U() til den elektiske dipolen ovenfo. Skisse ogs U(). Hvilken oienteing v dipolen i fohold til epesentee en stbil likevekt? Til hjelp p punkt c) (epetisjon f meknikken): L oss fo enkelhets skld holde oss i -plnet. n kft F = F ^ + F ^ = F ^ + F ^ som ngipe i en posisjon = cos ^ + sin ^ vil d gi et deiemoment = F omking z-ksen: F α F F sin α α cos α Vi vet dessuten t kften F kn \vledes' f den potensielle enegien U ved hjelp v gdientopetoen: F = U. I polkoodinte (; ) h vi = ^ @ @ + ^ @ @ D kn det vises t og demed e = @U @ ; du = d ettesom U ikke vhenge v i vt tilfelle. (Vi h fst = =2 fo dipolen.)

Komment: n elektisk isolto, et sklt dielektikum, best tpisk v molekle med null nettoldning, men med en inten ldningsfodeling (dvs plsseing v tomkjene og elektone) som e \skjev". Sgt p en nnen mte: Ldningsmiddelpunktetfo moleklets positive ldning (dvs tomkjenene) e ikke i smme posisjon som ldningsmiddelpunktet fo moleklets negtive ldning (dvs elektonene). Slike pole molekle e demed elektiske dipole. ksempel: Vnn, H 2 O. Ksspodukt mellom vektoe (kun litt epetisjon) Ksspoduktet mellom to vektoe e en tedje vekto med etning nomlt p begge de to fste, og med bsoluttvedi lik poduktet v bsoluttvedien v de to fste multipliset med sinus til vinkelen mellom disse. Fotegnet p vinkelen mellom de to vektoene egnes som positivt n vi g f den fste vektoen til den nde. Denne fotegnskonvensjonen e det smme som det dee knskje kjenne som hehndsegelen: c c = b c = c = b sin b b L he hnds e nge (unnttt tommelen) peke lngs den fste vektoen. dem deette slik t de peke lngs den nde vektoen. (Vi be ngene den etningen som gi en vinkel minde enn 80 gde.) Tommelen peke n i ksspoduktets etning. lts: c = b h bsoluttvedi ksempel : = 0 ^ og b = 5 ^ gi ksempel 2: = 5 ^ og b = 0 ^ gi v dette se vi t c = jcj = jj jbj sin = b sin c = b = 50 ^z c = b = 50 ^z b = b ksempel 3: = 2 ^ 3 ^ og b = 5 ^ + 2 ^ gi c = b = 2 2 ^z + 3 5 ^z = 9 ^z I disse eksemplene h vi bukt t ^ ^ = 0 ^ ^ = 0 ^ ^ = ^z ^ ^ = ^z