Norsk ysikklærerforening Norsk ysisk Selskps fggruppe for underisning YSIKK-KONKURRANSE 00 003 Andre runde: 6/ 003 Skri øerst: Nn, fødselsdto, hjemmedresse og eentuell e-postdresse, skolens nn og dresse. Vrighet: 3 klokketimer Hjelpemidler: Tbell med formelsmling, lommeregner Prøen består sider. Det er 8 oppger. Oppge En bil kjører med konstnt kselersjon en rett strekning i tiden,0 s. Bilen strter fr ro. Hor lng tid bruker bilen på å kjøre en like lng strekning dersom kselersjonen fortsetter å ære den smme? Oppge Tim Montgomery hr erdensrekorden på 00 m på 9,78 s. Vi ntr t hn løp med konstnt kselersjon de første 4,0 sekundene, og deretter med konstnt frt inn til mål. inn den konstnte frten. Oppge 3 Vi hr koblet 8 identiske motstnder som ist på figuren. Resistnsen for her motstnd er,0 Ω. Ant t det går en strøm på,0 A gjennom den siste motstnden. Beregn spenningen mellom punktene og b.,0 A b
Oppge 4 I en syklotron kn ldde prtikler kselereres slik t de får sært høye hstigheter. Syklotronen består to hlsirkelformede, lufttomme beholdere som ligger inntil herndre. Normlt på de to beholderne er det et krftig mgnetfelt. Her gng den ldde prtikkelen psserer gpet mellom de to hlsirkelformede beholderne, settes det på en spenning mellom dem slik t prtikkelen kselereres. I en syklotron er den mgnetiske flukstettheten 0,30 T, og den mksimle energien til et proton er,5 0-3 J. H er dimeteren til syklotronen? Oppge 5 En rektngulær ledersløyfe med resistnsen R og mssen m består to lngsider med lengden l og to kortsider med lengden b. Den fller fr ro slik t lngsidene hele tiden er ertikle. Den nederste kortsiden er i et horisontlt mgnetfelt med flukstettheten B. ør den øerste kortsiden kommer inn i mgnetfeltet, hr ledersløyfen fått en konstnt frt. inn et uttrykk for denne frten. Oppge 6 Vi sender lys fr en kilde inkelrett inn mot et gitter med 300 linjer per mm. På en skjerm på den ndre siden gitteret obsererer i en rød linje og en blå linje på prktisk tlt smme sted. Retningen er 4,5 o fr det sentrle lysmksimum. Det røde lyset hr bølgelengden 690 nm, og det blå 460 nm. Vil i kunne obserere dette også i ndre retninger? Begrunn sret. Oppge 7 C h D B u l A En liten positit ldd kule A med mssen m henger i en ikke ledende, msseløs snor. En nnen positit ldd kule er plssert i B. Astnden BC AC. Systemet er i ro slik figuren iser. Vi setter ACB u og BAD, Vis t snordrget på kule A er S mg Oppge 8 En kloss blir gitt et dytt oppoer et skråpln. Klossen sklir oppoer og kommer så nedoer igjen. Tiden klossen sklir oppoer skråplnet er t opp, og tiden nedoer tilbke til strtstedet på skråplnet er t ned. Ved en bestemt inkel på skråplnet i forhold til horisontlen, iser det seg t forholdet t opp / t ned (friksjonskoeffisienten. inn denne inkelen når 0,50.
Norsk ysikklærerforening Norsk ysisk Selskps fggruppe for underisning YSIKK-KONKURRANSE 00 003 Andre runde: 6/ 003 Løsningsforslg Oppge s t og s t som gir når t,0 s: t t t Oppge Strekningen (00 m: 00 0,5 4,0 5,78 som gir,9 m/s Oppge 3 A 8,0 A 3,0 A,0 A 3 A 5,0 A,0 A,0 A b Spenningen oer grenene i en prllellkobling er lik. Siden lle motstndene hr en resistns på, 0Ω finner en strømmene gjennom de ulike motstndene som ist oer. (ibonccis rekke Dette gir spenningen oer b: V 3.0 V 34 V b ( 3
Oppge 4 qb m og r q B r E k m m Innstt erdier gir det r 0,60 m, og D, m Oppge 5 IbB mg og bb RI RI Rmg som gir: bb b B Oppge 6 nλ dsin n nb λr 690 3 Stripene fller smmen når nbλb nrλr nr λb 460 nb 6 9 n helt tll, i hr derfor følgende ndre muligheter: n 4 6 L 3 o 0 Men følgende kr må og ære oppfylt: nλ dsinn dsin 90 3333nm. 300 D kn i bre få en mulighet til, nb 6 og nr 4. 6 460 nm 760 nm < 3333nm, 9 460 nm 440 nm > 3333nm 6 460 Det gir retningen: 6 sin 55,9 o. 3333 R 4
Oppge 7 Summen kreftene er null. G S 0 G er prllell med BC, S med AC og (elektrisk krft er prllell med AB. Dermed blir krfttreknten ensformet med ABC som er likebeinet. Vi ser t G S mg C G S A B Alternti løsning: S S V u S H V A H G 5
o o u ABC er likebenet 90 u 80 Videre får i: (se fig. i oppgen S G sin S mg V H V S H S sin S sin S sin sin mg sin sin sin mg sin mg sin D er S mg Oppge 8 Oppoer skråplnet: opp g og t opp 0 opp 0 g Tilsrende nedoer skråplnet: ned g og t ned ned g topp Her skl i h: t ned Dessuten er: 0 oppx og ned x 6
7 D blir: Og tn tn sin sin ( tn som gir 0 40