Fysikkolympiaden Norsk finale 2019 Løsningsforslag

Like dokumenter
Fysikkolympiaden Norsk finale 2017

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 3/2 2011

TENTAMEN I FYSIKK FORKURS FOR INGENIØRHØGSKOLE

Fasit eksamen Fys1000 vår 2009

FYSIKK-OLYMPIADEN

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 17/8 2017

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 14/8 2015

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Fysikk-OL Norsk finale 2006

Løsningsforslag til ukeoppgave 10

UNIVERSITETET I OSLO

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

Fysikkolympiaden 1. runde 31. oktober 11. november 2011

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1000, 17/3 2016

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2008

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE. Fagnr: FO 443A Dato: Antall oppgaver:

UNIVERSITETET I OSLO

Løysingsframlegg kontinuasjonseksamen TFY 4104 Fysikk august 2011

Løsningsforslag. for. eksamen. fysikk forkurs. 3 juni 2002

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

Fysikkolympiaden 1. runde 26. oktober 6. november 2009

Fysikkonkurranse 1. runde november 2000

Fagnr: FIOIA I - Dato: Antall oppgaver: 2 : Antall vedlegg:

Løsningsforslag til ukeoppgave 2

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016

Løsningsforslag EKSAMEN TFY4102 FYSIKK Fredag 10. juni 2011

Repetisjonsoppgaver kapittel 0 og 1 løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Kollisjoner. Massesenter.

FYSIKK-OLYMPIADEN

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 2/2 2012

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 12/6 2017

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

a) Bruk en passende Gaussflate og bestem feltstyrken E i rommet mellom de 2 kuleskallene.

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Kollisjoner. Massesenter.

Andreas. har 8 sider

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 5

Kap. 1 Fysiske størrelser og enheter

Stivt legemers dynamikk

TFY4104 Fysikk Eksamen 17. august V=V = 3 r=r ) V = 3V r=r ' 0:15 cm 3. = m=v 5 = 7:86 g=cm 3

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

FYS1120 Elektromagnetisme H10 Midtveiseksamen

Repetisjonsoppgaver kapittel 5 løsningsforslag

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Kontinuasjonseksamen august 2010

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS120 VÅR 2017

Obligatorisk oppgave nr 1 FYS Lars Kristian Henriksen UiO

Høgskoleni østfold. Avdeling for ingeniorfag. Eksamen ingeniodysikk

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

UNIVERSITETET I OSLO

9) Mhp CM er τ = 0 i selve støtet, slik at kula glir uten å rulle i starten. Dermed må friksjonskraften f virke mot venstre, og figur A blir riktig.

Fysikkolympiaden Norsk finale 2012

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 15/8 2014

Løsningsforslag eksamen TFY desember 2010.

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Fysikkolympiaden 1. runde 26. oktober 6. november 2015

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 19/8 2016

6. Rotasjon. Løsning på blandede oppgaver.

Newtons lover i én dimensjon (2)

UNIVERSITETET I OSLO. Introduksjon. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet 1.1

Sammendrag, uke 13 (30. mars)

Elektrisk og Magnetisk felt

Løsningsforslag til øving 5

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 16/8 2013

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4106 FYSIKK Torsdag 6. august :00 13:00

Løsningsforslag til eksamen i FYS1001, 15/6 2018

FYSIKK-OLYMPIADEN

UNIVERSITETET I OSLO

Fysikk-OL Norsk finale 2004

Løsningsforslag til øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

Løsningsforslag til øving 3: Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

Forelesning nr.2 INF 1411 Elektroniske systemer. Effekt, serielle kretser og Kirchhoffs spenningslov

2,0atm. Deretter blir gassen utsatt for prosess B, der. V 1,0L, under konstant trykk P P. P 6,0atm. 1 atm = 1,013*10 5 Pa.

UTSETT EKSAMEN VÅREN 2006 SENSORTEORI. Klasse OM2 og KJK2

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

Fysikk 3FY AA6227. Elever og privatister. 26. mai Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag

Realstart og Teknostart ROTASJONSFYSIKK. PROSJEKTOPPGAVE for BFY, MLREAL og MTFYMA

Fjæra i a) kobles sammen med massen m = 100 [kg] og et dempeledd med dempningskoeffisient b til en harmonisk oscillator.

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

Newtons lover i én dimensjon (2)

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 7.

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2014

Prøve i R2. Innhold. Differensiallikninger. 29. november Oppgave Løsning a) b) c)...

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Løsningsforslag til øving 4. m 1 gl = 1 2 m 1v 2 1. = v 1 = 2gL

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Fredag 29. mai 2009

Keplers lover. Statikk og likevekt

TFY4106 Fysikk Eksamen 17. august V=V = 3 r=r ) V = 3V r=r ' 0:15 cm 3. = m=v 5 = 7:86 g=cm 3

Transkript:

Fysikkolympiaden Norsk finale 09 Løsningsforslag Oppgave Vi kaller strømmene gjennom de to batteriene I og I og strømmen gjennom den ytre motstanden I = I + I. Da må vi ha at U = R I + RI U = R I + RI. Vi kan løse disse likningene på mange måter. For eksempel kan vi sette inn for I på høyre sidene og få Fra den første av disse finner vi U = (R + R)I + RI U = (R + R)I + RI. som vi setter inn i den andre U = R + R R Når vi løser denne får vi I = R [U (R + R)I ] [U (R + R)I ] + RI = R [ + R R U + R (R ] + R)(R + R) I. R I = (R + R)U RU R(R + R ) + R R = 6, 6 A. Fra symmetrien i problemet kan vi direkte skrive I = (R + R)U RU R(R + R ) + R R = 0, 08 A. Oppgave Hvis vi trekker planken en strekning x ned fra likevektsposisjonen vil fjærene trekke tilbake med en samlet kraft F. Siden snora beveger seg fritt over trinsa må det være

samme kraft i begge fjærene, og den må være F/. Den totale forlengelsen av begge fjærene er x. Hvis vi kaller forlenglesene i hver fjær for x k og x 3k, så må x k + x 3k = x og 3kx 3k = kx k. Dette gir x k = 3x og x 3k = x. Dermed er F = 3kx, som betyr at den effektive fjærkonstanten for hele systemet er 3k. Vi kan sette dette inn i formelen for svingetid for en harmonisk pendel og får m T = π 3k. Oppgave 3 a) Vi kaller starttemperaturene T is = 5 C = 58 K og T v = 55 C = 38 K og smeltepunktet T 0 = 0 C = 73 K. Massene er m is =, 0 kg og m v =, 0 kg. Da er sluttemperaturen T gitt ved å balansere varmestrømmen ut av vann og inn i is som vi løser og finner m v c v (T v T ) = m is c is (T 0 T is ) + m is L is + m is c v (T T 0 ) T = m vc v T v + m is c v T 0 m is c is (T 0 T is ) m is L is m v c v + m is c v = 80, 66 K 8 C. b) Entropiendringen i vannet er og i isen S v = T T v dq T = m vc V T T v dt T = m vc V ln T T v = 309 J/K S is = m is c is ln T 0 + m isl is + m is c v ln T = 458 J/K T is T 0 T 0 Den totale entropiendringen blir da S = S v + S is = 49 J/K. Oppgave 4 a) Vi kaller farta i avstanden r for v r, farta i avstanden R for v R og bruker bevaring av energi og spinn: mv R = mv r Mg(R r) mv r r = mv R R.

Når vi løser disse to likningene får vi MgR v r = = 3, 5 m/s m(r + r) Mgr v R = = 0, 89 m/s. m(r + r) b) Vi kaller snordraget S og akselerasjonen til loddet a. Da har vi Ma = G S For kula er den radielle akselerasjonen også a, og snordraget går delvis til sentripetalakselerasjon og delvis til radiell akselerasjon: ma = S m v r Vi løser disse to likningene og får at a = Mg mv /r m + M I det høyeste og laveste punktet blir det a R = 5, 9 m/s og a r = 35 m/s. Oppgave 5 Når vi lukker bryteren vil det begynne å gå strøm gjennom både motstanden og spolen. Så lenge vi ser bort i fra indre resistans i spenningskilden vil den holde samme spenning over motstanden uavhengig av spolen, og dermed er strømmen gjennom motstanden konstant så lenge bryteren er lukket. Når vi åpner bryteren igjen vil det induseres en spenning i spolen som opprettholder strømmen gjennom den i samme retning som før. Denne strømmen går 3

gjennom motstanden i motsatt retning av den som var tidligere. Strømmen skifter altså fortegn, og avtar eksponensielt med tida. Oppgave 6 Den potensielle energien i starten er E p = kq r + kq + kq r r = 4kq r. Denne går over i kinetisk energi, og vi må finne ut hvordan den fordeler seg mellom de tre ladningene. Vi kaller avstanden mellom og for r og mellom og 3 for r. Til å begynne med er r = r = r, og vi vil vise at de kommer til å fortsette å være like. Vi har akselerasjonene til de tre ladningene a = kq m a = kq m a 3 = kq 5m ( ) r (r + r ) ( ) r r ( (r + r ) + ). r Vi har at r er avstanden mellom første og andre ladning. Da må den andrederiverte av denne med hensyn på tid være den relative akselerasjonen, dvs differansen mellom a og a. Hvis vi starter i en konfigurasjon der r = r = r vil d r dt d r dt = a a = kq mr = a 3 a = kq mr. Siden r og r starter likt og endrer seg likt må de være like til alle tider. Dermed har vi a = 3 kq mr a = kq mr a 3 = kq mr. Det betyr at v = 3v 3 og v = v 3. Dermed er 4

E k = 9 6 E p = 9kq 4r E k = 6 E p = kq r E k3 = 5 6 E p = 5kq 4r. 5