Fysikk 3FY AA6227. Elever. 6. juni Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag

Like dokumenter
Fysikk 3FY AA6227. (ny læreplan) Elever og privatister. 28. mai 1999

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

L Æ R I N G S S E N T E R E T. Fysikk 3FY AA6227. Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag

Fysikk 3FY AA6227. Elever og privatister. 28. mai Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN VÅREN 2007 SENSORTEORI. Klasse OM2

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 14/8 2015

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

Løsningsforslag til eksamen i FYS1001, 15/6 2018

Eksamensoppgave TFOR0102 FYSIKK. Bokmål. 15. mai 2018 kl

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 3/2 2011

UNIVERSITETET I OSLO

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

TENTAMEN I FYSIKK FORKURS FOR INGENIØRHØGSKOLE

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for lærer- og tolkeutdanning

Løsningsforslag til MEF1000 Material og energi - Kapittel 2 Høsten 2006

Eksamensoppgave i LGU53005 Naturfag 2 (5-10) emne 2

UNIVERSITETET I OSLO

Klikk på sidetallet for å komme til det enkelte lysark. De svarte sidetallene viser hvor illustrasjonen står i læreboka.

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

Kapittel 4. Algebra. Mål for kapittel 4: Kompetansemål. Mål for opplæringen er at eleven skal kunne

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 2/2 2012

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 1/2 2007

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN. EMNE: FYS 119 FAGLÆRER: Margrethe Wold. Klasser: FYS 119 Dato: 09. mai 2017 Eksamenstid: Antall sider (ink.

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

Repetisjonsoppgaver kapittel 0 og 1 løsningsforslag

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

Matematikk 3MX AA6524 og AA6526 Elever og privatister 8. desember 2003

FASIT UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Eksamensoppgive FYSIKK. Nynorsk. 6. august Eksamenstid: 5 timar. Hielpemiddel: Lommereknar

UNIVERSITETET I OSLO

FYSIKK-OLYMPIADEN

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

Kan vi forutse en pendels bevegelse, før vi har satt den i sving?

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag. Eksamen i: Fysikk for tretermin (FO911A)

UNIVERSITETET I OSLO

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

LÆRINGSSENTERET. Fysikk 3FY. Elevar / Elever. AA juni 2004

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN VÅREN 2006 SENSORTEORI. Klasse OM2 og KJK2

Eksamen i: FYS145 - Kvantefysikk og relativitetsteori Eksamensdag: Mandag 10. mai 2004, kl (3 timer)

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Juni 2011

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

UTSETT EKSAMEN VÅREN 2006 SENSORTEORI. Klasse OM2 og KJK2

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

FYSIKK-OLYMPIADEN

Oppgaver i naturfag 19-åringer, fysikkspesialistene

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

Eksamen REA3024 Matematikk R2

FYSIKK-OLYMPIADEN

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 4: Fysikken i astrofysikk, del 1

Eksamensoppgave. FYSIKK Bokmål. 2. juni 2017 kl

EKSAMEN VÅREN 2009 SENSORTEORI. Klasse OM2 og ON1

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

EKSAMEN Emnekode: ITD12011

UNIVERSITETET I OSLO

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

FYS2140 Kvantefysikk, Obligatorisk oppgave 2. Nicolai Kristen Solheim, Gruppe 2

Løsningsforslag til prøve i fysikk

Theory Norwegian (Norway)

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

UNIVERSITETET I OSLO

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

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

UNIVERSITETET I OSLO

Læreplan i fysikk - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til ukeoppgave 2

Matematikk 3MZ AA6544 / AA6546 Elever / privatister Oktober 2002

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

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 15/8 2014

Emnenavn: Fysikk og kjemi. Eksamenstid: 9:00 til 13:00. Faglærer: Erling P. Strand

ERGO Fysikk. 3FY. AA (Reform 94) - 8. Relativitetsteori Tid - Fagstoff. Innholdsfortegnelse

UNIVERSITETET I OSLO

Emnenavn: Fysikk og kjemi. Eksamenstid: 9:00 til 13:00. Faglærer: Erling P. Strand

Kapittel 4. Algebra. Mål for Kapittel 4, Algebra. Kompetansemål. Mål for opplæringen er at eleven skal kunne

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

Transkript:

E K S A M E N LÆRINGSSENTERET Fysikk 3FY AA6227 Elever 6. juni 2003 Bokmål Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag Les opplysningene på neste side.

Eksamenstid: 5 timer Antall sider: Andre opplysninger: Om vurderingen: Oppgaven har 10 tekstsider medregnet forsiden. Konstanter du har bruk for, finner du i tabellene. Sensor vil vurdere i hvilken grad du har nådd målene i læreplanen, og hvordan du anvender faglige kunnskaper og ferdigheter. Oppgave 1 og 2 teller til sammen omtrent like mye som hver av oppgavene 3, 4 og 5. I vurderingen vil sensor se om du har gjort det klart hvilke antakelser du har gjort gjort rimelige avgrensninger valgt relevante eksempler fått med det vesentligste vist evne til å gjøre kvalitative vurderinger begrunnet valg av lover, likninger og formler som du skriver om eller bruker i utregninger regnet riktig vurdert svarene presentert løsningen på en oversiktlig og systematisk måte, slik at det går klart fram hva du har tenkt Disse punktene gjelder oppgavesettet som helhet. Sensor forventer ikke at alle punktene er dekket i hvert enkelt spørsmål. Spesielt om åpne oppgaver: Noen oppgaver vil være mer åpne enn andre. Svaret på slike oppgaver vil ikke bli vurdert ut fra en "fasit" som er bestemt på forhånd. Det vil være en styrke om du i besvarelsen din ikke bare reproduserer, men også anvender kunnskap, og viser at du kan vurdere/analysere. 2

OPPGAVE 1 Denne oppgaven dreier seg om universets utvikling. Figuren viser Planck-kurven til den kosmiske bakgrunnstrålingen, slik den ble målt av COBE-satellitten i 1990. Intensiteten er framstilt som funksjon av bølgelengden. a) Bruk Wiens forskyvningslov til å bestemme den temperaturen Planck-kurven på figuren svarer til. Den kosmiske bakgrunnsstrålingen er en av grunnene til at vi tror på standardmodellen ( Big Bang -modellen) for utviklingen av universet. b) Gi en kort beskrivelse av en annen observasjon som støtter opp om standardmodellen. 3

OPPGAVE 2 Denne oppgaven dreier seg blant annet om relativitetsteori og kvantefysikk. Figuren viser en skisse av et elektronmikroskop. Farten til elektronene er tilnærmet lik 0 m/s når de forlater elektronkilden. Elektronene blir akselerert mellom elektronkilden og anoden. Når de passerer anoden, er farten 1,76 10 8 m/s = 0,587 c, der c er lysfarten. Denne farten har de også når de treffer det som skal undersøkes. Elektronstråle Elektronkilde Anode Magnetisk linse Spoler Elektrondetektor Det som skal undersøkes a) Vis at den relativistiske, kinetiske energien til et elektron når det passerer anoden, er 1,93 10-14 J. b) Regn ut spenningen mellom elektronkilden og anoden. 4

De minste detaljene vi i teorien kan se i elektronmikroskopet, er omtrent like store som de Broglie-bølgelengden (materie-bølgelengden) til elektronene. I praksis vil de minste detaljene vi kan se, være ca. 200 ganger større enn denne bølgelengden. c) Bestem størrelsen til de minste detaljene vi kan se i dette elektronmikroskopet. Kommenter svaret. OPPGAVE 3 Denne oppgaven dreier seg om satellitter og bevegelse i gravitasjonsfelt. I et samarbeidsprosjekt mellom Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), Andøya rakettskytefelt og Norsk Romsenter skal studenter bygge Norges første satellitt. De skal lage en mini-satellitt som har form som en terning med sidekant 10 cm og masse mellom 1 og 2 kg. Planen er at den skal gå i en tilnærmet sirkelformet bane over jordens poler (polar bane). Høyden over bakken vil være ca. 600 km. 5

a) Ta utgangspunkt i Newtons gravitasjonslov og regn ut tyngdeakselerasjonen 600 km over jordoverflaten. γ M b) Vis at farten v s til satellitten er bestemt ved uttrykket v s = når den r følger sirkelbanen med radius r. Her er M massen til jorden og γ er gravitasjonskonstanten. Regn ut denne farten. Det kan være nødvendig å korrigere banen til satellitten. Det kan man gjøre ved å skyte ut gass fra en rakettmotor. c) Regn ut hvor stor fart satellitten får hvis vi skyter ut en gassmengde som er 1,0 % av satellittens masse. Gassen har farten 4000 m/s i forhold til jorden, i motsatt retning av satellittens fartsretning. Uttrykket for den mekaniske energien til en satellitt som går i bane i avstanden r fra jordsenteret, er 1 E = mv 2 2 γ Mm r d) Forklar hva som menes med unnslippingsfart. Ta utgangspunkt i uttrykket for den mekaniske energien, og vis at unnslippingsfarten v er gitt ved uttrykket v = v s 2 der v s er farten satellitten har når den kretser i sirkelbane rundt jorden. 6

OPPGAVE 4 Du skal besvare enten alternativ A eller alternativ B. De to alternativene er likeverdige i vurderingen. (Dersom besvarelsen inneholder deler av begge, vil bare det du har skrevet på alternativ A, bli vurdert.) Alternativ A Denne oppgaven dreier seg om magnetfelt, og at trekkfugler utnytter jordens magnetfelt til å finne ut hvor de er. Før trekkfuglene passerer Sahara på vei sørover, må de stoppe og fylle fettlagrene for å klare å fly gjennom ørkenen. Svenske forskere har simulert magnetfeltet i Sahara for å se om fuglene bruker dette feltet når de navigerer. I et laboratorium i Sverige brukte de horisontale og vertikale spoler for å lage magnetfelt. Jordmagnetfeltet i Sverige og feltet fra spolene ble til sammen likt feltet i Sahara. Vi har disse dataene om feltene: Sahara Horisontalkomponenten av flukstettheten til jordens magnetfelt er B H = 30,5 µt rettet nordover. Vertikalkomponenten av flukstettheten til jordens magnetfelt er B V = 30,6 µt rettet nedover. Laboratoriet i Sverige Flukstettheten til jordens magnetfelt er B = 50,8 µt. Vinkelen feltet danner med horisontalplanet er 70,4 o. 7

a) Tegn en skisse av magnetfeltet rundt en strømførende spole. Forklar hvordan feltets retning avhenger av strømretningen i spolen. b) Regn ut den totale magnetiske flukstettheten nord i Sahara. c) Hvor stor må den vertikale flukstettheten fra spolene være for at den totale vertikale flukstettheten i laboratoriet skal bli lik B V = 30,6 µt, slik som i Sahara? Vi skal nå se nærmere på det feltet som dannes av to like spoler. Det går like stor strøm i begge. Punktet P 1 ligger like langt fra de to spolene. Punktet P 2 ligger også like langt fra dem begge, og ligger på den felles aksen. Se figuren. d) Vurder påstandene: 1. Feltet i P 1 er parallelt med spoleaksene når strømmen i spolene har samme retning. 2. Feltet i P 2 er større når strømmen i spolene har motsatt retning enn når den har samme retning. 3. Det fins minst ett punkt P, like langt fra begge spolene, der flukstettheten er lik null når strømmen i spolene har samme retning. 8

Alternativ B Denne oppgaven dreier seg om røntgenstråling, fotoelektrisk effekt og pardanning. a) Tegn en skisse av et røntgenrør. Forklar kort hvilke energioverføringer som finner sted i røntgenrøret. Spenningen over et røntgenrør er 60 kv. b) Regn ut den korteste bølgelengden i røntgenspekteret. Når røntgenstrålingen trenger inn i et materiale, blir den absorbert. To av de prosessene som gjør at røntgenstråling blir absorbert, er fotoelektrisk effekt og pardanning. c) Beskriv en av disse prosessene. Illustrer med et regneeksempel. Dersom strålingen har intensiteten I 0 på overflaten av et materiale, går det an å vise at intensiteten, når strålingen har trengt en lengde x inn i materialet, er bestemt ved uttrykket I = e I 0 kx Her er k absorbsjonskoeffisienten, en konstant som avhenger blant annet av materialet. Dessuten er e 2,718. Betong blir ofte brukt for å skjerme mot røntgenstråling. Når vi sender røntgenstråler inn mot en betongvegg, vil strålingen være redusert til 37 % av den opprinnelige verdien etter å ha trengt 0,43 cm inn i veggen. d) Regn ut absorbsjonskoeffisienten k til betong. e) Vurder om en 5,0 cm tykk betongvegg gir god beskyttelse mot denne røntgenstrålingen. 9

OPPGAVE 5 Denne oppgaven dreier seg om fysikk og bilkjøring. Bilførere trenger ikke å kunne fysikk, men fysikere kan bruke teori for å beskrive hva som skjer ved bilkjøring. Blant annet når det gjelder kjøring i svinger, opp- og nedover bakker, over bakketopper og i dumper er det mulig å beskrive det som skjer ved hjelp av fysikk. Det er også mulig å vurdere energiforhold og bruken av bilbelter og annet sikkerhetsutstyr fra en fysikers ståsted. a) Tegn en figur som viser hvilke krefter som virker på en bil som kjører over en bakketopp. b) Ta for deg noen situasjoner som oppstår under bilkjøring, og diskuter dem ut fra det du har lært i 3FY. Illustrer med flere regneeksempler. Du må selv anslå rimelige verdier for de størrelsene du trenger. 10