EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK



Like dokumenter
EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksamensdato: Torsdag 11. desember 2008 Eksamenstid: 09:00-13:00

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksamensdato: Torsdag 16. desember 2010 Eksamenstid: 09:00-13:00

EKSAMEN I TFY4145 OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

1) Hva blir akselerasjonen til en kloss som glir nedover et friksjonsfritt skråplan med helningsvinkel 30?

Fysikk-OL Norsk finale 2004

FAG: FYS105 Fysikk (utsatt eksamen) LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

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

UNIVERSITETET I OSLO

1) Hva blir akselerasjonen til en kloss som glir nedover et friksjonsfritt skråplan med helningsvinkel 30?

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

EKSAMENSOPPGAVE. FYS-1001 Mekanikk. Fire A4-sider (to dobbeltsidige ark) med egne notater. Kalkulator ikke tillatt. Ruter.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. Midtveiseksamen i Fys-Mek1110 våren 2008

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 2.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TFY4145 MEKANISK FYSIKK FY1001 MEKANISK FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 6.

Fysikkolympiaden 1. runde 28. oktober 8. november 2013

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

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 5.

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

UNIVERSITETET I OSLO

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

UNIVERSITETET I OSLO

Mandag Mange senere emner i studiet bygger på kunnskap i bølgefysikk. Eksempler: Optikk, Kvantefysikk, Faststoff-fysikk etc. etc.

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

Kap Rotasjon av stive legemer

Frivillig test 5. april Flervalgsoppgaver.

UNIVERSITETET I OSLO

Øving 2: Krefter. Newtons lover. Dreiemoment.

Sykloide (et punkt på felgen ved rulling)

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Kap Rotasjon av stive legemer

FY1001 Mekanisk Fysikk Eksamen 14. desember 2017 BOKMÅL Side 2 av t/[s]

EKSAMEN i TFY4108 FYSIKK

Kap Rotasjon av stive legemer

UNIVERSITETET I BERGEN

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

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

EKSAMEN I EMNE TFY4100 FYSIKK Eksamensdato: Tirsdag 31. mai 2005 Eksamenstid: 09:00-13:00

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

Arbeid og energi. Energibevaring.

1. Førstesida (denne sida) som skal leveres inn som svar på flervalgsspørsmålene.

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TFY4145 OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

F B L/2. d A. mg Mg F A. TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 6. Oppgave 1

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

Rotasjon: Translasjon: F = m dv/dt = m a. τ = I dω/dt = I α. τ = 0 => L = konstant (N1-rot) stivt legeme om sym.akse: ω = konst

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, rom B154 2 ark med egne notater (4 sider) Godkjent kalkulator Rottman. Matematisk formelsamling

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

FYS2130. Tillegg til kapittel 13. Harmonisk oscillator. Løsning med komplekse tall

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

FYSMEK1110 Eksamensverksted 31. Mai 2017 (basert på eksamen 2004, 2013, 2014, 2015,)

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Onsdag 26.feb 2014 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Aud max.

1. Førstesida (denne sida) som skal leveres inn som svar på flervalgsspørsmålene.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

EKSAMENSOPPGAVE. To dobbeltsidige ark med notater. Stian Normann Anfinsen

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

TFY4108 Fysikk: Løysing kontinuasjonseksamen 13. aug. 2014

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002 GENERELL FYSIKK II Onsdag 8. desember 2004 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Fredag 13.des 2013 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Administrasjonsbygget: Aud.

Stivt legemers dynamikk

EKSAMEN. EMNE: FYS 120 FAGLÆRER: Margrethe Wold. Klasser: FYS 120 Dato: 09. mai 2017 Eksamenstid: Antall sider (ink.

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

r+r TFY4104 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

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

Keplers lover. Statikk og likevekt

EKSAMENSOPPGA VE. Fagnr: FO 44JA Dato: Antall oppgaver:

Ansla midlere kraft fra foten pa en fotball i et vel utfrt straespark.

Aristoteles (300 f.kr): Kraft påkrevd for å opprettholde bevegelse. Dvs. selv UTEN friksjon må oksen må trekke med kraft S k

Flervalgsoppgaver. Gruppeøving 8 Elektrisitet og magnetisme. 1. SI-enheten til magnetisk flukstetthet er tesla, som er ekvivalent med A. E.

Theory Norwegian (Norway) Vær vennlig å lese de generelle instruksjonene i den separate konvolutten før du begynner på dette problemet.

UNIVERSITETET I OSLO

Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. Kap. 4+5: Newtons lover. kap Hvor er luftmotstanden F f størst? F f lik i begge!!

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

Stivt legemers dynamikk

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 2/2 2012

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS120 VÅR 2017

1) Hva blir akselerasjonen (i absoluttverdi) til en kloss som glir oppover et friksjonsfritt skråplan med helningsvinkel

Transkript:

Side 1 av 1 skal påføres studentnuer og innleveres Ark nuer: Studentnuer: Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for fysikk Studieretning: EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksaensdato: Fredag 8 deseber 2006 Eksaenstid: 09:00-13:00 BOKMÅL Side 1 av 1 (pluss VEDLEGG) Faglig kontakt under eksaen: Institutt for fysikk, Arne Mikkelsen, tlf 7359 3433 Studiepoeng: 7,5 Tillatte hjelpeidler (kode C): Bestet enkel godkjent kalkulator Rottann: Mateatisk forelsaling (norsk eller tysk utgave) CAngell og BELian: Fysiske størrelser og enheter Vedlagt forelark(vedlegg C) Sensurdato: Innen 2 januar 2007 Eksaenspapirene består av: 1 Førstesida (denne sida) so skal leveres inn so svar på flervalgsspørsålene 2 En oppgave ed flervalgsspørsål, Oppgave 1 (VEDLEGG A) 3 Tradisjonelle oppgaver, Oppgaver 2-4 (VEDLEGG B) 4 Forelark ed aktuelle forler og konstanter (VEDLEGG C) Prosenttallene i parentes gitt ved hver oppgave angir hvor ye den i utgangspunktet vektlegges ved bedøelsen I de fleste tilfeller er det fulltulig å løse etterfølgende punkter selv o et punkt foran skulle være ubesvart Noen generelle erknader: - Syboler er angitt i kursiv (feks for asse), ens enheter angis uten kursiv (feks for eter) - î, ĵ og ˆk er enhetsvektorer i henholdsvis x-, y- ogz-retning I flervalgsspørsålene er kun ett av svarene rett Du skal altså svare A, B, C, D eller E eller du kan svare blankt Rett svar gir 5 p, galt svar eller flere svar gir 0 p, blank (ubesvart) gir 1 p Svar på flervalgsspørsål i VEDLEGG A: Spørsål: a b c d e f g h i j Ditt svar:

Påside1av1skalstudentnuerførastpå og sida skal innleverast Ark nuer: Studentnuer: Noregs teknisk-naturvitskaplege universitet Institutt for fysikk Studieretning: EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksaensdato: Fredag 8 deseber 2006 Eksaenstid: 09:00-13:00 NYNORSK Side 1 av 1 (pluss VEDLEGG) Fagleg kontakt under eksaen: Institutt for fysikk, Arne Mikkelsen, tlf 7359 3433 Studiepoeng: 7,5 Tilletne hjelpeiddel (kode C): Bestet enkel godkjend kalkulator Rottann: Mateatisk forelsaling (norsk eller tysk utgåve) CAngell og BELian: Fysiske størrelser og enheter Vedlagt forelark(vedlegg C) Sensurdato: Innan 2 januar 2007 Eksaenspapira består av: 1 Førstesida (denne sida) so skal leverast inn so svar på fleirvalsspørsåla 2 Ei oppgåve ed fleirvalsspørsål, Oppgåve 1 (VEDLEGG A) 3 Tradisjonelle oppgåver, Oppgåver 2-4 (VEDLEGG B) 4 Forelark ed aktuelle forlar og konstantar (VEDLEGG C) Prosenttala i parentes gjevne ved kvar oppgåve syner noral vektlegging av oppgåva ved bedøinga I dei fleste døe er det fullt ogeleg å løyse etterfølgjande punkt sjølv o eit punkt foran skulle vere utan svar Nokre generelle erknadar: - Sybol er gjevne i kursiv (td for asse), edan einingar er gjevne utan kursiv (td for eter) - î, ĵ og ˆk er einingsvektorar i x-, y- ogz-retning I fleirvalsspørsåla er kun eitt av svara rett Du skal altså svare A, B, C, D eller E eller du kan svare blankt Rett svar gir 5 p, galt svar eller fleire svar gir 0 p, blank (ubesvart) gir 1 p Svar på fleirvalsspørsåla i VEDLEGG A: Spørsål: a b c d e f g h i j Ditt svar:

TFY4145/FY1001 8des 2006 VEDLEGG A Vedleggsside 1 av 5 Oppgave 1 Flervalgsspørsål (teller 30%) a Figuren viser en parabolsk bane fra A til E for en ball so kastes i jordens tyngdefelt, en i fravær av luftfriksjon Hva er retningen til ballens akselerasjon i punkt B? A) Oppover og til høyre B) Nedover og til venstre C) Rett opp D) Rett ned E) Akselerasjonen er null b Ei kraft F blir brukt for å skyve en gjenstand ed asse oppover et skråplan Krafta virker parallelt ed skråplanet Vinkelen ello skråplanet og horisontalplanet er θ Noralkrafta so virker fra skråplanet på assen er: A) g cos θ + F cos θ B) g cos θ C) g cos θ + F sin θ D) g cos θ F cos θ E) uulig å bestee fordi friksjonskoeffisienten ikke er kjent c En asse = 2,5 kg glir friksjonsfritt på et bord ed starthastighet v i retning ot ei fjær Fjæra har fjærkonstant k = 500 N/ og blir presset saen en distanse x 2 x 1 = 5, 0 c etter klossen har truffet den Startfarten v til assen var: A) 0,71 /s B) 1,00 /s C) 1,40 /s D) 0,50 /s E) 1,70 /s d To like asser henger i hver si snor ed lik lengde En asse blir sluppet fra en høyde h over bunnpunktet og treffer den andre assen De to festes til hverandre og beveger seg videre og koer da opp til en felles høyde H so er gitt av A) 3h/4 B) h/4 C) h/2 D) h E) Ingen av svarene er korrekte e To identiske sylinderskiver har en felles akse Først roterer den ene skiva ens den andre er i ro Når de to skivene bringes i kontakt ed hverandre, vil de øyeblikkelig festes til hverandre La L tot være det totale spinnet (dreieipulsen) og W k,tot være den totale kinetiske energien til de to skivene Hvilke av følgende utsagn er rett? A) W k,tot og L tot er uendra fra verdiene før kontakten B) W k,tot og L tot er begge redusert til halvparten av deres opprinnelige verdier C) L tot er uendra, en W k,tot er redusert til halvparten av opprinnelig verdi D) W k,tot er uendra, en L tot er redusert til halvparten av opprinnelig verdi E) L tot er uendra, en W k,tot er redusert til fjerdeparten av opprinnelig verdi

TFY4145/FY1001 8des 2006 VEDLEGG A Vedleggsside 2 av 5 f En fysikkprofessor sitter på en stol ed arene utstrekt og holder en bok i hver hånd Stolen roterer initielt ed en konstant vinkelhastighet ω og rotasjonen er friksjonsfri Professoren trekker så arene nærere kroppen Da vil det totale spinn L og den totale kinetiske energi E k til professor + stol endre seg slik: A) L øker og E k øker B) L øker og E k uendra C) L uendra og E k øker D) L uendra og E k uendra E) L uendra og E k avtar g Et roterende sykkelhjul er festet ed et tau i den ene enden av akslingen ed tauretning langs koordinatretningen y, so vist i figuren Hjulet/akslingen har et resulterende kraftoent o origo Dette har retning langs hvilken koordinatretning? A) x B) y C) y D) z E) z h Et legee svinger haronisk ifølge likningen x(t) = Ved tida t =2, 0 s er hastigheten til legeet A) 1/3 /s B) 1/π /s C) 3/π /s D) 4 /s E) 4 3/s 2, 0 π sin ( 4πs 1 t + π/3 ) i En ball beveger seg so en udepet haronisk oscillator ello punktene A og B Ballens akselerasjon ved punkt C er 5, 00 /s 2 Størrelsen (absoluttverdien) til ballens akselerasjon ved punkt D er A) 1,25 /s 2 B) 2,50 /s 2 C) 5,00 /s 2 D) 7,50 /s 2 E) 10,0 /s 2 j Tyngdens akselerasjon på jordas overflate er g Anta det fins en planet so har halvparten av assen til jorda og halvparten av dens radius På overflata av denne planeten vil tyngdens akselerasjon være lik A) 2g B) g C) g/2 D) g/4 E) ingen av disse

TFY4145/FY1001 8des 2006 VEDLEGG B Vedleggsside 3 av 5 Oppgave 2 (teller 25%) 2l l A B C M k En rett, hoogen (jan tetthet) og stiv bjelke AC har lengde L =3l og asse M =3 Bjelken kan dreie seg friksjonsfritt o en akse i B, plassert i avstand l fra C I C er det festa ei fjær ed fjærstivhet kbjelken har horisontal likevektsstilling Tyngdens akselerasjon er g Massen over A koer først i betraktning fra og ed punkt c Tallverdier: =4,0kg,l =1, 00, k = 900 N/ Du trenger bare sette inn tallverdier der det spørres etter dette a Tegn en figur so viser alle krefter so virker på bjelken Sett opp betingelsene for statisk likevekt og finn så uttrykk for alle krefter, uttrykt ed Mg b Hva er treghetsoentet til bjelken o punktet B? Du kan bruke oppgitte forler Uttrykk svaret ed og l, sat finn tallverdi Nåslippesenpartikkeledasse fra ro i en viss høyde over bjelken ved A Partikkelen kan betraktes so en punktasse, støter ot bjelkeenden A og blir sittende fast (fullstendig uelastisk støt) Bjelken får en vinkelhastighet θ på grunn av støtet og koer etterpå i haronisk svingning ed så utslag c Finn først uttrykk for treghetsoentet I o B for bjelken pluss assen etter støtet Bruk så spinnbevaring til å finne uttrykk for bjelkens vinkelhastighet θ uiddelbart etter støtet, uttrykt ved bla hastigheten v for punktassen rett før støtet d Systeet vil etter støtet svinge o en ny likevektsstilling Finn denne likevektsstillingen, dvs beregn hvilken vinkel θ 0 so vil dannes ello bjelken og horisontalen når bjelken står i ro ed assen på bjelkeenden ved A Bla skal og l inngå i uttrykket Finn til slutt også tallverdi for θ 0, gitt i grader Du kan regne at forstyrrelsen er så liten at horisontal bevegelse av fjæra er neglisjerbar og at du kan sette sin θ θ og cos θ 1 e Finn frekvensen ω til svingningen for bjelken o likevektspunktet, uttrykt ed og k Du kan fortsatt regne ed svært så utsving og bruke approksiasjonene i punktet ovenfor Oppgave 3 (teller 25%) Ulike legeer plasseres på et skråplan ed hellingsvinkel θ Anta at kineatisk og statisk friksjonskoeffisient ello legee og skråplan er like, og lik μ L L θ a Legeet er en assiv, hoogen kube ed asse og sidekant L Hva er kravet til μ for at kuben ikke skal gli nedover skråplanet? Uttrykk svaret ed θ b Anta μ er stor nok til at kuben ikke glir Hva er den største vinkelen θ skråplanet kan ha uten at kuben tipper over? (oppgaven fortsetter neste side)

TFY4145/FY1001 8des 2006 VEDLEGG B Vedleggsside 4 av 5 R θ c Legeet er nå ei assiv og hoogen kule ed asse og radius R Hva er kravet til μ for at kula skal bevege seg ed rein rulling nedover skråplanet (dvs ikke gli)? Uttrykk svaret ed θ Treghetsoent for kule kan antas kjent d Vi betrakter sae kula so i c Skråplanet har nå vinkelθ =45 og friksjonskoeffisienten har verdi μ =1/4 Ved disse verdiene er friksjonskrafta for liten til å tilfredsstille rullevilkårene, slik at kula rutsjer nedover, dvs kobinert gliing og rotasjon For rein rulling er forholdet ello translasjonsakselerasjon a og vinkelakselerasjon α lik a/α = R Hvaer forholdet a/α for den beskrevne rutsjebevegelsen? Tips: Sett inn verdier μ = 1 4 og cos θ =sinθ = 1 2 2 tidlig i regningen Behold brøker og ikke bruk desialtall i uttrykkene Oppgave 4 (teller 20%) a Beregn ved integrasjon treghetsoentet til en tynn ring ved rotasjon o en diagonal, dvs akse gjenno ringens sentru og parallelt ed ringens plan Uttrykk I ed ringens radius R og asse ω θ R Oppgitt: sin 2 θ dθ = 1 2 θ 1 4 sin 2θ b En kloss ed asse 1 =4,40kgerplassertoppåenklossed asse 2 =5,50kgNår an holder nedre kloss fast trengs det en horisonal kraft på 12,0 N på den øverste klossen for å få den til å gli av De to klossene blir så plassert på et horisontalt, friksjonsløst underlag, so vist i figuren Beste, i selvvalgt rekkefølge: i) Den største horisontale krafta F so kan bli påført den nedre klossen slik at klossene beveger seg saen og ikke glir seg iello ii) Den resulterende akselerasjonen til klossene i dette tilfellet iii) Friksjonskoeffisienten μ s ello klossene 1 2 F c Satellitt 1 kretser i en geostasjonær bane o jorda dvs periode (oløpstid) T 1 = 24 tier og satellitt 2 kretser i en bane ed periode T 2 = 12 tier Beste forholdet ello radiene til satellitt 1 og satellitt 2

TFY4145/FY1001 8des 2006 VEDLEGG C Vedleggsside 5 av 5 FORMELARK Forlenes gyldighetsoråde og de ulike sybolenes betydning antas å være kjent Sybolbruk so i forelesningene I tillegg finnes en engde definisjoner og forler i Angell & Lian: Fysiske størrelser og enheter g =9, 81 /s 2 F ( r, t) = d p dt, Resten av konstantene hentes fra Angell & Lian: Fysiske størrelser og enheter der p( r, t) = v = r Konstant a: v = v 0 + at s = s 0 + v 0 t + 1 2 at2 v 2 v 2 0 =2as Arbeid dw = F d s Kinetisk energi E k = 1 2 v2 E p ( r) = potensiell energi (feks tyngde: gh, fjær: 1 2 kx2 ) Konservativ kraft: F = Ep ( r) F f μ s F F f = μ k F Luftotstand ol: F f = k f v Massefellespunkt: r M = 1 r i i 1 r d M M v = rω i Sentripetalaksel a c = vω = v2 r = ω2 r Kraftoent τ = r F Statisk likevekt: Σ F i = 0 Σ τ i = 0 Baneaksel a t = dv dt = r dω dt Spinn (dreieipuls) L = r p τ = d L dt Stive legeer: L = I ω τ = I d ω dt Kinetisk energi E k = 1 2 Iω2 der treghetsoent I = i ri 2 r 2 d i Massiv kule: I = 2 5 MR2 Ring: I = MR 2 Sylinder/skive: I = 1 2 MR2 Kuleskall: I = 2 3 MR2 Lang, tynn stav: I = 1 12 Ml2 Parallellakseteoreet: I = I c + Mh 2 Gravitasjon: F ( r) = G 1 2 r 2 ˆr E p (r) = G M r Udepet svingning: ẍ + ω0x 2 =0 T = 2π f 0 = 1 ω 0 T = ω 0 2π k Fjærpendel: ω 0 = Tyngdependel: θ gd + ω0 2 sin θ =0, der sin θ θ Fysisk: ω 0 = I Rakettlikningen: F Y + v rel d dt = d v dt Mateatisk: ω 0 = g l