UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Midtveisksamen i: FYS1000 Eksamensdag: 21. mars 2013 Tid for eksamen: 15.00-17.00, 2 timer Oppgavesettet er på 5 sider Vedlegg: Formelark (2 sider). Svarark (1 side). Tillatte hjelpemidler: Elektronisk kalkulator av godkjent type. Tabeller og formler i fysikk for videregående skole Rom Stoff Tid Fysikktabeller. Kontrollér at oppgavesettet er komplett før du begynner å besvare spørsmålene. Oppgave 1 Du står på ei bro og slipper en stein. Det tar 2,3 sekunder før den treffer vannet. Hvor høyt er det fra broa og ned til vannet? Se bort fra luftmotstanden. A: 21 m B: 26 m C: 31 m D: 36 m Oppgave 2 Figuren viser akselerasjonen som funksjon av tiden til en bil som starter i ro og kjører langs en rett vei. a) Hvilken graf beskriver bilens fart som funksjon av tiden? 1
b) Hvilken graf beskriver bilens posisjon som funksjon av tiden? Oppgave 3 Du sykler rett framover på en flat vei. Hvis akselerasjonen er a > 0 mot venstre, hvilken av figurene viser kreftene på forhjulet? (K er kraften fra resten av sykkelen på hjulet) Oppgave 4 En edderkopp henger etter to tråder som vist på figuren. Den har fanget ei flue som den heiser opp etter en tredje tråd. a) Hvilken figur viser best kreftene som virker på edderkoppen? 2
b) Edderkopptråden tåler en kraft på 23,3 mn før den ryker. Hvis edderkoppen har massen 1,3 g, hva er den tyngste flua den kan heise opp? A: 1,1 g B: 1,4 g C: 2,4 g D: 3,1 g Oppgave 5 Du står på ski ned en bakke. Fra toppen til bunnen er det en høydeforskjell på 112 m. Du starter i ro. a) Hvis vi regner med at det ikke er noe friksjon, hvor stor fart har du i bunnen av bakken? A: 46,9 m/s B: 33,1 m/s C: 5,91 m/s D: 21,8 m/s b) Mer realistisk er det at det er noe friksjon mot bakken. Hvor stor fart får du i bunnen hvis friksjonen gjør et arbeid på 60,0 kj og du har massen 63 kg? A: 17 m/s B: 12 m/s C: 35 m/s D: 9,8 m/s Oppgave 6 En bil kjører over en bakketopp med farten v > 0 Da er A: N > G B: N = G C: N < G D: Vi kan ikke si noe om N uten å kjenne v 3
Oppgave 7 En stein henger i ei snor i ei fjærvekt som viser at steinen veier 20,0 N. Deretter veies steinen nedsenket i vann. Fjærvekta viser nå 12,5 N. Hva er steinens tetthet? A: 7, 50 10 3 kg/m 3 B: 2, 52 10 3 kg/m 3 C: 3, 51 10 3 kg/m 3 D: 2, 67 10 3 kg/m 3 Oppgave 8 Du sitter i en båt på en dam. I båten er det en stor stein. Hvis du kaster steinen i vannet, vil vannstanden A: synke B: stige C: være den samme D: Det kommer an på om båten er av tre eller jern Oppgave 9 Du dykker ned til 3,0 m under vannflata og slipper ut ei luftboble med radius 2,3 cm. Hvor stor er radien til bobla når den når overflaten? A: 2,0 cm B: 2,5 cm C: 3,0 cm D: 3,5 cm Oppgave 10 Du har tre godt isolerte kar med 1,00 liter vann med temperaturen 20,0 C i hvert. Du har tre metallstykker, et av jern, et av bly og et av aluminium. Hvert metallstykke har massen 120 g og temperaturen 85 C. Du slipper et stykke i hvert kar og venter til temperaturen har stabilisert seg. Sluttemperaturen i hvert kar kaller vi T Fe (jern), T Pb (bly), T Al (aluminium). a) Hva er riktig? A: T Fe > T Pb > T Al B: T Al > T Fe > T Pb C: T Pb > T Fe > T Al D: T Fe > T Al > T Pb b) Hva blir sluttemperaturen T Fe i karet med jernstykket? A: 23,8 C B: 22,8 C C: 21,8 C D: 20,8 C 4
Oppgave 11 En kubikkmeter luft består av om lag 2, 5 10 25 molekyler. Lufta, som har tettheten 1, 2 kg/m 3 og en temperatur på 20 C, blåser av sted med en fart på 50 km/h. a) Hva er den ytre kinetiske energien til denne kubikkmeteren med luft? A: 1, 2 10 2 J B: 2, 2 10 2 J C: 3, 2 10 2 J D: 4, 2 10 2 J b) Luft består for det meste av toatomige molekyler som har rotasjonskinetisk energi i tillegg til translatorisk. Den samlede indre kinetiske energien er da gitt ved E i = 5 2 NkT. Hva er den indre kinetiske energien til kubikkmeteren med luft? A: 1, 5 10 5 J B: 2, 5 10 5 J C: 3, 5 10 5 J D: 4, 5 10 5 J Oppgave 12 Sola stråler omtrent som et sort legeme med temperatur 5800 K. Hvor stor effekt stråler sola med? A: 9, 67 10 25 W B: 3, 22 10 26 W C: 4, 69 10 26 W D: 3, 91 10 26 W Oppgave 13 Nede i et vann svømmer en ørret. Det er godt lys, og ørreten ser oppover mot punktet a på vannoverflaten, som vist på figuren. Brytningsindeksen i vannet er n v = 1,33 og lysets hastighet i luft settes lik lysets hastighet i vakum, c = 3, 00 10 8 m/s. a) Lysfarten i vann er A: 2,26 10 8 m/s B: 2,53 10 8 m/s C: 2,05 10 8 m/s D: 3,00 10 7 m/s b) Vinkelen θ når fisken kan se langs vannflaten er A: 42.3 B: 48.8 C: 50,3 D: 60,0 c) θ = 60. Hva ser fisken? A: himmel B: bunnen C: sola D: seg selv 5