EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Like dokumenter
EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Løysingsframlegg kontinuasjonseksamen TFY 4104 Fysikk august 2011

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 7 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

Løsningsskisse EKSAMEN i FYSIKK, 30. mai 2006

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Anne Borg Tlf BOKMÅL. EKSAMEN I EMNE TFY4115 Fysikk Elektronikk og Teknisk kybernetikk

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 17. desember 2007 kl K. Rottmann: Matematisk formelsamling (eller tilsvarende).

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK. Lørdag 20. august 2005 Tid: kl

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Kontinuasjonseksamen august 2010

Flervalgsoppgave. Kollisjoner. Kap. 6. Arbeid og energi. Energibevaring. Konstant-akselerasjonslikninger REP

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

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

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

Fasit eksamen Fys1000 vår 2009

UNIVERSITETET I OSLO

Fysikkolympiaden Norsk finale 2017

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

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK. Lørdag 20. august 2005 Tid: kl

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

Flervalgsoppgave. Arbeid og energi. Energibevaring. Kollisjoner REP Konstant-akselerasjonslikninger. Vi har sett på:

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

EKSAMEN I FAG SIF 4002 FYSIKK Mandag 7. mai 2001 Tid: Sensur: Uke 22

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY FYSIKK. 10. august 2012 Tid:

Termodynamikk ΔU = Q - W. 1. Hovedsetning = Energibevarelse: (endring indre energi) = (varme inn) (arbeid utført)

T L) = H λ A T H., λ = varmeledningsevnen og A er stavens tverrsnitt-areal. eks. λ Al = 205 W/m K

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

KJ1042 Øving 3: Varme, arbeid og termodynamikkens første lov

Arbeid og energi. Energibevaring.

Fysikk-OL Norsk finale 2006

Repetisjonsoppgaver kapittel 5 løsningsforslag

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

EKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 31. mai 2005 kl

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag: Kontinuasjonseksamen TFY4115, august 2008

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

Eksamen TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

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

Løsningsforslag eksamen TFY desember 2010.

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

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.

Frivillig test 5. april Flervalgsoppgaver.

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 8. juni 2007 kl

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

Side 1/10. EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK Fredag 10. juni 2011 Tid:

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.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

UNIVERSITETET I OSLO

Norges teknisk-naturvitenskapelig universitet Institutt for fysikk, NTNU

UNIVERSITETET I OSLO

FAG: Fysikk FYS121 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

UNIVERSITETET I OSLO

DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

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

Termisk fysikk består av:

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamenssettet er utarbeidet av førsteamanuensis Dag W. Breiby og professor Tore Lindmo og består av:

NORGES TEKNISKNATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK EKSAMEN I EMNE TFY4120 FYSIKK. Fredag 9. desember 2005 Tid: kl

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

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

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

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

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 17/8 2017

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016

UNIVERSITETET I OSLO

Folkevandringstelling

Side 1/11. Eksamenssettet er utarbeidet av førsteamanuensis Dag W. Breiby og professor Tore Lindmo og består av:

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

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

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

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

EKSAMEN I EMNE TFY4120 FYSIKK. Fredag 3. desember 2004 Tid: kl

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

TFY4105 Fysikk for Bygg

Kap Newtons lover. Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. kap 4+5 <file> Hvor er luftmotstanden F f størst?

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

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Bokmål NORGES TEKNSK- NATURVTENSKAPELGE UNVERSTET NSTTUTT FOR FYSKK Studentnummer: Bokmål, Side av Faglig kontakt under eksamen: nstitutt for fysikk, Gløshaugen Professor Steinar Raaen, 73593635, mob.4896758 EKSAMEN EMNE TFY45 FYSKK Tirsdag 3. mai 005 Tid: kl 09.00-3.00 Hjelpemidler: Alternativ C Godkjent lommekalkulator. Rottman: Matematisk formelsamling (alle språkutgaver) Barnett and Cronin: Mathematical Formulae Vedlagt formelark (VEDLEGG C) Sensuren faller 0. juni Eksamen består av:. Førstesiden (denne siden) som skal leveres inn som svar på flervalgsspørmålene. Ett sett med flervalgsspørsmål, Oppgave (Vedlegg A) 3. Tre normale oppgaver, Oppgaver -4 (Vedlegg B) 4. Formelark med aktuelle fysiske formler og konstanter (Vedlegg C) De tre normale oppgavene og flervalgsspørsmålene teller hver 5 %. Ved besvarelse av flervalgsspørmålene skal bare ETT av svaralternativene A-E angis for hvert av de 5 spørsmålene. Riktig svar gir ett poeng mens feil svar gir null poeng. Svar på flervalgsspørsmål i Vedlegg A: Spørsmål 3 4 5 6 7 8 9 0 Svar

Nynorsk NORGES TEKNSK- NATURVTENSKAPELGE UNVERSTET NSTTUTT FOR FYSKK Studentnummer: Nynorsk, Side av Fagleg kontakt under eksamen: nstitutt for fysikk, Gløshaugen Professor Steinar Raaen, 73593635, mob.4896758 EKSAMEN EMNE TFY45 FYSKK Tirsdag 3. mai 005 Tid: kl 09.00-3.00 Hjelpemiddel: Alternativ C Godkjend lommekalkulator. Rottman: Matematisk formelsamling (alle språkutgavar) Barnett and Cronin: Mathematical Formulae Vedlagt formelark (VEDLEGG C) Sensuren fell 0. juni Eksamen består av:. Førstesida (denne sida) som skal leverast inn som svar på fleirvalgsspørmåla. Eit sett med fleirvalgsspørsmål, Oppgave (Vedlegg A) 3. Tre normale oppgaver, Oppgaver -4 (Vedlegg B) 4. Formelark med aktuelle fysiske formlar og konstantar (Vedlegg C) Dei tre normale oppgavene og fleirvalgsspørsmåla tel kvar 5 %. Ved svar på fleirvalgspørsmåla skal bare ET av svaralternativa A-E merkast for kvart av dei 5 spørsmåla. Riktig svar gjev eit poeng mens feil svar gjev null poeng. Svar på fleirvalgsspørsmål i Vedlegg A: Spørsmål 3 4 5 6 7 8 9 0 Svar

Vedlegg A Oppgave. Bestem hvilket svaralternativ som er det korrekte for hvert av følgende flervalgspørsmål:. Basert på kinetisk gassteori kan en si at når den absolutte temperaturen i en gass dobles, så endres den gjennomsnittlige kinetiske energien for gassmolekylene med en faktor A) 6 B) C) D) 4 E) 0.5. Hvilket av de følgende utsagn motsier en av Maxwells likninger? A) Et tidsvarierende magnetfelt gir opphav til et elektrisk felt. B) Netto magnetisk fluks gjennom en lukket flate er relatert til strømmen innenfor flaten. C) Et tidsvarierende elektrisk felt gir opphav til et magnetfelt. D) Netto elektrisk fluks gjennom en lukket flate er relatert til ladningen innenfor flaten. E) ngen av disse utsagnene motsier noen av Maxwells likninger. 3. En ideell gas blir varmet opp slik at den utvider seg ved konstant trykk. Gassen gjør dermed et arbeid W. Hvor stor varmemengde blir tilført gassen? A) W B) W C) Null D) Mer enn W E) Mindre enn W 4. En baseball kastes med hastighet 7 m/s mot den som skal slå ballen. Etter å ha blitt slått med balltreet, går ballen i motsatt retning med hastighet 40 m/s. Hvis ballen har masse på 0. kg og er i kontakt med balltreet i 3.0 ms, så er den gjennomsnittlige kraften som balltreet påvirker ballen med A) 0.99 kn B) 0.48 kn C).5 kn D) 7.4 kn E).5 kn Page

Vedlegg A 5. En kompakt sylinder, en hul sylinder og en terningformet kloss, alle med samme masse, slippes samtidig fra toppen av et skråplan. Sylindrene ruller ned, og klossen sklir, alle med neglisjerbare friksjonstap. hvilken rekkefølge kommer de til enden av skråplanet? A) Kompakt sylinder, hul sylinder, kloss B) Hul sylinder, kompakt sylinder, kloss C) Kloss, hul sylinder, kompakt sylinder D) Kloss, kompakt sylinder, hul sylinder E) Alle kommer samtidig 6. Figuren viser et uniformt elektrisk felt. Den retningen hvor det ikke er noen endring i elektrisk potensial er gitt ved linje A) B) C) 3 D) 4 E) 5 7. Vi ønsker å øke effektiviteten for en ideell varmekraftmaskin fra 5% til 35%. Hvis temperaturen i det varme reservoaret opprinnelig er 650 C, hva må denne temperaturen endres til dersom vi vil beholde samme eksostemperatur? A) 065 C B) 750 C C) 09 C D) 973 C E) 79 C 8. Ett mol av en ideell gass gjennomgår en reversibel isoterm utvidelse fra et volum på L til et volum på L. Endringen i entropi for gassen, uttrykt ved den universelle gasskonstanten R, blir A) R/ B) R C) R ln() D) R ln(½) E) ngen av svarene ovenfor er korrekte Page

Vedlegg A 9. Kulene i figuren glir på en stram line, uten friksjon. Hvis alle kulene har samme masse, så er en elastisk kollisjon hvor de fire kulene kolliderer med de to kulene i ro, best representert ved diagram nr. A) B) C) 3 D) 4 E) 5 0. To parallelle horisontale plater har innbyrdes avstand 0.60 cm i luft. Det introduseres en oljedråpe med masse 7.4 0 7 kg mellom platene. Hvis dråpen har pålagret 5 (netto) elektriske elementærladninger, og vi ser bort fra oppdrift i luft, så kan oljedråpen holdes i likevekt mellom platene ved hjelp av en potensialforskjell mellom platene på A) 5.4 V B) 7 V C) 3.0 V D) 0.54 V E) 0.7 kv. et koordinatsystem som beveger seg med masse-senteret (for et system av flere legemer), er A) Systemets kinetiske energi lik null. B) Bevegelsesmengden ikke bevart. C) Total bevegelsesmengde lik null. D) Alle kollisjonene elastiske. E) ngen av svarene ovenfor er korrekte.. To punktladninger av ukjent størrelse og fortegn er plassert med innbyrdes avstand d. Den elektriske feltstyrken er null i et punkt på forbindelseslinjen mellom ladningene. Du kan da konkludere at A) Ladningene er like store i tallverdi, men har motsatt fortegn. B) Ladningene er like store i tallverdi, og har samme fortegn. C) Ladningene er ikke nødvendigvis like store i tallverdi, men har motsatt fortegn. D) Ladningene er ikke nødvendigvis like store i tallverdi, men har samme fortegn. E) Det er ikke gitt nok informasjon til å si noe spesielt om ladningene. Page 3

VEDLEGG B. Normale oppgaver Vedlegg B, Side av Oppgave En kloss med masse m er plassert på toppen av et skråplan som vist i figuren. Øvre del av planet (med lengde l ) har friksjonskoeffisient µ k, og nedre del av planet har friksjonskoeffisient µ k. Klossen blir sluppet og glir lengden l nedover første del av planet med liten friksjon. Deretter kommer den inn i nedre del av planet med stor friksjon, og stopper opp etter en avstand l. m l µ k µ k l θ Tallverdier: m = kg l = 0 m µ k = 0.70 µ k = 0.95 θ = 40 o a) Finn et utrykk for friksjonskrafta mellom klossen og skråplanet. b) Bruk energibevarelse til å finne et uttrykk for hastigheten v til klossen i det den kommer inn i området med friksjonskoeffisient µ k (Tallsvar v = 4.6 m/s). c) Beregn hvor langt, l, klossen glir inn i nedre friksjonsområde før den stopper opp. d) Beregn akselerasjonen, a, for klossen når den glir på høyfriksjonsdelen. Oppgave 3 Anta at n mol av en ideell to-atomig gass med C V = 5R/ gjennomgår en termisk syklus som vist i figuren. Prosessen til skjer ved konstant volum, prosessen til 3 er adiabatisk, og prosessen 3 til er ved konstant trykk. Tallverdier er: n = mol, p = 0 5 Pa, T = 300 K og T = 750 K. p Τ p Τ 3 V

Oppgave 3 (forts.) Vedlegg B, Side av a) Redegjør for hvorfor molar varmekapasitet C v for denne gassen er 5R/. b) Utled utrykk for de manglende tilstandsvariable p og T 3. c) Skriv opp og beskriv termodynamikkens. hovedsetning. Angi i hvilke trinn varme opptas eller avgis i kretsprosessen som vist i figuren. Hva er varmemengdene Q, Q 3 og Q 3? d) Hva blir virkningsgraden for kretsprosessen som vist i figuren. Oppgave 4 En strøm går gjennom en sirkulær strømsløyfe med radius R som vist i figuren. Strømsløyfa ligger i xz-planet z x R dl r db P y Biot-Savarts lov: µ 0 db = ------- dl ------------ r 4π r 3 figuren gjelder at: dl r a) Et linje-element dl av strømsløyfa setter opp et magnetisk felt db i et punkt P som beskrevet av Biot-Savarts lov. µ Vis at magnetfeltet i punktet P fra hele strømsløyfa er gitt ved 0 B ------- R = ----------------------------- ( y + R ) 3 hvilken retning peker det resulterende B-feltet i punkt P? b) Strømsløyfa erstattes nå av en kort, rett spole med N viklinger (samme strømretning). Hva blir magnetfeltet i sentrum av spolen? hvilken avstand langs y-aksen fra sentrum av spolen er B-feltet redusert til /3 av maksimalt felt? c) Anta at strømsløyfa plasseres i et ytre tidsvarierende homogent magnetfelt i y-retning. Gi en kort beskrivelse av magnetisk induksjon. d) Redegjør kort for Lenz lov.

Løsningsskisse Eksamen TFY45 3. mai 005. Løsning, Side av 3 Oppgave. Flervalgsspørsmål. Spørsmål 3 4 5 6 7 8 9 0 Svar B B D E D C E C B A C D Oppgave. a) Friksjonskrafta er: F f = µ k F = µ k mg cosθ b) Høyden ved start er h 0 og høyden ved friksjonsskillet er h. Vi skriver derfor: energi før = energi etter + friksjonsarbeid mgh 0 = mgh + --mv + mg( h 0 h ) = mg( l sinθ) = --mv --mv F f l + µ k mg cosθ l + µ k mg cosθ l v = g l ( sin θ µ k cosθ) = 46m, s c) Klossen stopper ved høyde h og hastighet v = 0. Benytter også her energianalyse: energi ved h = energi ved h + friksjonsarbeid mgh + --mv = mgh + --mv + mg( h h ) F f l + --mv = µ k mg cosθ l mg( l sinθ) + --mv = µ k mg cosθ l v l = g -------------------------------------------------------- = ( µ k cosθ sinθ) 3m d) Benytter Newtons. lov, F = ma, of skriver mg sinθ µ k mg cosθ a = ----------------------------------------------------------------- = g sinθ µ m k g cosθ = 0, 83m s

Oppgave 3 Løsning, Side av 3 a) Varmekapasiteten er gitt ved C V = n f --R hvor n f er antall frihetsgrader. For et to atomig molekyl er det 3 frihetsgrader pga translasjon og frihetsgrader pga av rotasjon (vibrasjonsfrihetsgradene er ikke eksiterte ved moderate temperaturer). Dermed blir n f = 5. b) Trinn til skjer ved konstant volum: T p V = nrt og p V = nrt gir p = p ----- Trinn til 3 er en adiabat: γ γ p T γ γ γ γ = p 3 T3 = p T3 gir T 3 T p ---- T = = T ----- = p ---------- γ γ T ---------- γ γ T T T ----- T -- γ c) Termodynamikkens. hovedsetning: dq = du + dw = du + pdv som sier at varme er energi og at energi er bevart. Tilført varme går til økning av indre energi og arbeid utført av systemet. Varmemengdene blir: Q = nc V ( T T ) > 0 varme tilføres ved konstant volum Q 3 = nc p ( T T 3 ) = nγc V ( T T 3 ) < 0 varme avgis ved konstant trykk Q 3 = 0 adiabatisk prosess Tallverdier: p = 50 kpa, T 3 = 577 K, Q = 8,7 kj, Q 3 = - 6, kj d) Virkningsgraden for prosessen: e W Q -------- + Q ----------------------- 3 = = = 0.4 Q Q

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Oppgave 4 Løsning, Side 3 av 3 a) Vi ser at r = y + R og at det resulterende B-feltet fra et linje-element dl har en komponent langs y-aksen og en vinkelrett på y-aksen db = db e ˆ ˆ + Av symmetrigrunner blir komponenten B = 0, og for komponenten langs y-aksen kan vi dermed skrive: B y R µ db --------------------- 0 ------- dl µ ---- 0 ------- R dθ = = y + R 4π r = ----------------------------- 4π ( y + R ) 3 = Det resulterende feltet peker altså i negativ y-retning. π 0 db µ 0 R -------------------------------- ( y + R ) 3 b) For en kort spole kan vi skrive N og i sentrum av spolen blir y = 0. Dermed fås B y µ 0 N = ----------- for magnetfeltet i sentrum av den korte spolen. R µ 0 NR avstanden y 0 er feltet redusert til 0.33. Dvs: B y = -------------------------------- ( y + R ) 3 = Vi løser mhp y og skriver: ----------------------------- ( y + R ) 3 = -- ( 3R 3 ) = ( y + R ) 3 y = ( 9R 6 ) 3 3 R 3 R y = R ( 9 3 ) = R ( 3 3 ) y = R 3 3 =, 04R -- 3 µ 0 N ----------- R e y c) Magnetisk induksjon Magnetisk fluks er definert ved Φ B = ( B da) dφ B Faradays induksjonslov er V ind = dt d) Lens lov Retningen av den induserte strømmen er slik at den prøver å motvirke endringen i magnetisk fluks A