Repetisjon

Like dokumenter
Repetisjon

Repetisjon Eksamensverksted i dag, kl , Entropia

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

Stivt legemers dynamikk

Stivt legemers dynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

Repetisjon

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Stivt legemers dynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Keplers lover. Statikk og likevekt

Repetisjon

Stivt legemers dynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

Fiktive krefter

Kinematikk i to og tre dimensjoner

UNIVERSITETET I OSLO

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

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren 2011

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Newtons lover i én dimensjon

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

UNIVERSITETET I OSLO

Newtons lover i én dimensjon

Løsningsforslag Fys-mek1110 V2012

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren !"!!!. Du kan se bort fra luftmotstand.

UNIVERSITETET I OSLO

Fiktive krefter

Newtons lover i én dimensjon

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110/Fys-mef1110 høsten 2007

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Stivt legemers dynamikk

Newtons lover i én dimensjon (2)

Newtons lover i én dimensjon (2)

Newtons lover i én dimensjon (2)

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Newtons lover i én dimensjon (2)

Spesiell relativitetsteori

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

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

Spesiell relativitetsteori

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

UNIVERSITETET I OSLO

Spesiell relativitetsteori

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS120 VÅR 2017

6. Rotasjon. Løsning på blandede oppgaver.

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

Kap Rotasjon av stive legemer

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

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

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

Arbeid og energi. Energibevaring.

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

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

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

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

Vi skal se på: Lineær bevegelsesmengde, kollisjoner (Kap. 8)

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

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

Fiktive krefter

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

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

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag. Midtveiseksamen i Fys-Mek1110 våren 2008

Korrigert løsningsforslag til eksamen i

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

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

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

EKSAMENSOPPGAVE Njål Gulbrandsen / Ole Meyer /

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Kollisjoner. Massesenter.

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Kollisjoner. Massesenter.

Universitetet i Agder Fakultet for helse- og idrettsvitenskap EKSAMEN. Time Is)

Norges Informasjonstekonlogiske Høgskole

r+r TFY4104 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

Løsningsforslag til ukeoppgave 2

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

Kap Rotasjon av stive legemer

Spesiell relativitetsteori

EKSAMEN I TFY4145 OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

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

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Obligatorisk numerikkøving. Innleveringsfrist: Søndag 13. november kl

FYSMEK1110 Eksamensverksted 29. Mai 2017 (basert på eksamen I 2004, 2012,2013,2015)

Kap Rotasjon av stive legemer

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 5

Repetisjonsoppgaver kapittel 0 og 1 løsningsforslag

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

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Kortfattet løsningsforslag

Transkript:

Repetisjon 18.05.017 Eksamensverksted: Mandag, 9.5., kl. 1 16, Origo Onsdag, 31.5., kl. 1 16, Origo FYS-MEK 1110 18.05.017 1

Lorentz transformasjon ( ut) y z y z u t c t 1 u 1 c transformasjon tilbake: omvendt fortegn for u ( ut) y z y z u t c t u små hastighet u: 1 og 0 c t t ut Galileo transformasjon FYS-MEK 1110 18.05.017

FYS-MEK 1110 18.05.017 3 lengdekontraksjon ) ( ) ( 1 1 1 ut ut L ) ( ) ( 1 1 t t u et legeme i ro i system S har egenlengde: 1 L legemet beveger seg i system S vi må måle posisjonene 1 og samtidig (t 1 = t ) L ) ( 1 L L tidsdilatasjon egentid: vi maler et tidsintervall t på samme sted: 1 ) ( ) ( 1 1 1 c u t c u t t t t ) ( ) ( 1 1 c u t t t

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 Et romskip passerer deg med hastighet v = 0.8 c. I ditt system måler du lengden til romskipet og du finner L = 00 m. Senere kommer romskipet tilbake og lander. Hva er lengden du måler nå? A. 10 m B. 00 m C. 333 m Romskipet har egenlengde L. Mens den passerer deg måler du en lengde som er kortere: L = 1 γ L L = γl = 1 00 m = 333 m 1 0.8 Etter landing er romskipet i ro i ditt system og du måler egenlengden. FYS-MEK 1110 18.05.017 4

Lorentz transformasjon for hastighet et partikkel beveger seg i system S med hastighet og i system S med hastighet v t ( ut) v t Lorentz transformasjon: t ( t ) u c v = t = u t t u c = t u 1 u c t = v u 1 u c v transformasjon fra S til S: v = v + u 1 + u c v FYS-MEK 1110 18.05.017 5

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 Du ser et romskip som beveger seg mot deg med hastighet u = 0.4 c. Romskipet skyter et prosjektil som beveger seg med hastighet v = 0.3 c relativ til romskipet i samme retning. Hva er hastigheten v til prosjektilet relativ til deg? A. v = 0.1 c B. v = 0.3 c C. v = 0.65 c D. v = 0.7 c E. v = 0.85 c S v = 0.3 c u = 0.4 c S system S: Jorden system S : romskip relativhastighet: u = 0.4 c v' u 0.3c 0.4c v 0. 65c u 1 v' 1 0.30.4 c FYS-MEK 1110 18.05.017 6

Fri-legeme diagram 1. Del problemet inn i system og omgivelser. system: person; omgivelse: tau, luft. Tegn figur av objektet og alt som berører det. 3. Tegn en lukket kurve rundt systemet. 4. Finn kontaktpunkter hvor kontaktkrefter angriper. Personen er i kontakt med tauet og med luften. 5. Navngi kontaktkrefter og definer symboler. Kraft fra tauet på personen: T Luftmotstand: F D v 6. Identifiser langtrekkende krefter og definer symboler. Gravitasjonskraft: G 7. Angrepspunktene er viktig for å finne kraftmomentene 8. Tegn objektet med skalerte krefter. 9. Tegn inn koordinatsystemet. 10. Det kan hjelpe å tegne inn en hastighetsvektor (f.eks. hvis det er hastighetsavhengige krefter). Ikke tegn hastighetsvektorer i kontakt med system: ikke bland hastigheter og krefter G: gravitasjon T: tauspenning F D : luftmotstand FYS-MEK 1110 18.05.017 7

translasjon rotasjon posisjon (t) (t) vinkel hastighet v( t) d dt ( t) d dt vinkelhastighet akselerasjon a( t) dv dt 1 translatorisk energi Kt mv d dt d dt d dt ( t) Kr vinkelakselerasjon masse m I dm treghetsmoment 1 I rotasjonell energi kraft F r F kraftmoment O M bevegelsesmengde p mv l O r p spinn NL F d p dt ma z d dt L z I spinnsats FYS-MEK 1110 18.05.017 8

Betinget bevegelse pendel T y W NL i y retning: N mg may bil i kontakt med bakken: v R a y sentripetalakselerasjon N mg v m R N v m g R normalkraft er fartsavhengig v For at bilen forblir i kontakt med bakken: N m g 0 R v gr FYS-MEK 1110 18.05.017 9

programmering på papir i eksamen... skriv et program som finner posisjonen og hastigheten... Det er tilstrekkelig kun å ta med integrasjonsløkken. eksempel: F C e r r ˆ C 3 r r r(1,:) = [0 y0 z0]; v(1,:) = [v0 v0y v0z]; for i = 1:n-1 r3 = norm(r(i,:))^3; F = C*r(i,:)/r3; a = F/m; v(i+1,:) = v(i,:) + a*dt; r(i+1,:) = r(i,:) + v(i+1,:)*dt; t(i+1) = t(i) + dt; end syntaks må ligne matlab eller python beregningen må foregå i diskrete tidsskritt må bruke indeks ikke bland skalarer og vektorer FYS-MEK 1110 18.05.017 10

obs: retning av krefter! eksempel: luftmotstand F D = Dv rettet mot bevegelsesretning F D = D v v eksempel: dynamisk friksjonskraft f d = μ d N virker motsatt bevegelsesretning: f d N d v v FYS-MEK 1110 18.05.017 11

Konservative krefter konservativ kraft: F arbeid: W 0,1 t1 1 F v dt F dr t 0 potensiell energi: U( r) U(, y, z) 0 U r ) U( ) ( 0 r1 integral uavhengig av veien, bare avhengig av start og sluttposisjon én dimensjon: F( ) du d tre dimensjoner: F r = U r = U(r) U(r) i y j U(r) dz k konservativ kraft F U arbeid uavhengig av veien energi er bevart K U( 0) K1 U( 1) 0 flere konservative krefter: energibevaring: Ui 0) K1 K U ( ) 0 F F i ( ) net i i ( i 1 i FYS-MEK 1110 18.05.017 1

Bevaring av energi, bevegelsesmengde, spinn Forklar hva du gjør! Du må begrunne bruk av bevaringslover konservative krefter netto ytre krefter netto ytre kraftmomenter FYS-MEK 1110 18.05.017 13

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 En kule spretter på et flatt underlag. Er spinn bevart? A. ja B. nei C. vet ikke FYS-MEK 1110 18.05.017 14

Eksempel: Vår 011, oppgave 3 en kule som spretter på gulvet rotasjon om massesenteret til kulen: gravitasjon angriper i massesenteret ingen kraftmoment normalkraft er parallell med kraftarmen ingen kraftmoment bare friksjon gir et kraftmoment: τ z = Rf spinn er ikke bevart spinnsats: τ z = Iα FYS-MEK 1110 18.05.017 15

Rullebetingelse Rotasjon om z aksen: ω = ωk ω > 0: mot klokken ω < 0: med klokken r P rcm rp, cm y v P vcm vp, cm r cm r P R y' r P, cm P ' punktet P beveger seg på en sirkelbane i massesentersystemet: r kˆ ( R ˆj ) v P, cm P, cm v P v cm v P R( kˆ ˆj ) Riˆ cm vcm Riˆ, Legemet ruller uten å skli: v cm Riˆ v P 0 ω > 0 ω > 0 v P, cm v P, cm ω < 0 v P, cm ω < 0 v cm FYS-MEK 1110 18.05.017 16

Eksempel: Vår 007, oppgave krefter: tyngdekraft, normalkraft i hengselen, ingen friksjon, ingen luftmotstand tyngdekraften er konservativ normalkraften gjør ingen arbeid fordi hengselet beveger seg ikke vi kan bruke energibevaring FYS-MEK 1110 18.05.017 17

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 Hvilke størrelser er bevart i kollisjonen? A. bare energi B. bare bevegelsesmengde C. bare spinn D. energi og spinn E. energi og bevegelsesmengde F. bevegelsesmengde og spinn G. alle tre H. ingen energi generelt ikke bevart: lyd deformasjon oppvarming ytre kraft fra hengselen på staven bevegelsesmengde ikke bevart kraft fra hengselen gir ingen kraftmoment om O spinn om O er bevart FYS-MEK 1110 18.05.017 18

støtet er fullstendig elastisk energi er bevart (per definisjon) i kollisjonen oppstår krefter fra hengselen på stangen det virker ytre krefter og bevegelsesmengden er ikke bevart normalkraft i hengselen gir ingen kraftmoment om O tyngdekraft til stangen gir ingen kraftmoment siden kraftarm er null ingen kraftmoment fra ytre krefter om O spinn om O er bevart argumentene for spinnbevaring er fortsatt gyldig energi er ikke bevart, men vi kan løse problemet allikevel siden begge legemer beveger seg som ett. FYS-MEK 1110 18.05.017 19

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 En kule skytes i en tynn, homogen stav som ligger på en friksjonsfri overflate. Kulen treffer på staven i rett vinkel med hastighet v i en avstand d fra midten av staven. Kulen stoppes i staven og forblir der mens staven begynner å bevege seg. Hvilke størrelser er bevart i kollisjonen? A. bare energi B. bare bevegelsesmengde C. bare spinn D. energi og spinn E. energi og bevegelsesmengde F. bevegelsesmengde og spinn G. alle tre H. ingen fullstendig uelastisk kollisjon energi er ikke bevart: ingen friksjon ingen ytre kraft i horisontal retning normalkraft kompenserer gravitasjon ingen netto kraft i vertikal retning bevegelsesmengde er bevart ingen netto kraft ingen netto kraftmoment spinn er bevart FYS-MEK 1110 18.05.017 0 m M m v d y Våren 013 L

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 Hvilke størrelser er bevart i kollisjonen med kanten? Vår 014, oppgave 5 A. bare energi B. bare bevegelsesmengde C. bare spinn D. energi og spinn E. energi og bevegelsesmengde F. bevegelsesmengde og spinn G. alle tre H. ingen energi: ikke spesifisert at kollisjon er elastisk generell ikke bevart bevegelsesmengde: ytre kraft fra kanten på terningen ikke bevart spinn: ytre kraft fra kanten angriper i rotasjonsaksen ingen kraftmoment bevart FYS-MEK 1110 18.05.017 1

http://pingo.upb.de/ access number: 45786 Hvilke størrelser er bevart i rotasjonsbevegelsen om kanten? Vår 014, oppgave 5 A. bare energi B. bare bevegelsesmengde C. bare spinn D. energi og spinn E. energi og bevegelsesmengde F. bevegelsesmengde og spinn G. alle tre H. ingen energi: gravitasjon konservativ kraft kraft fra kanten gjør ingen arbeid bevart bevegelsesmengde: gravitasjon og kraft fra kanten er ytre krefter ikke bevart spinn: gravitasjon gir kraftmoment ikke bevart FYS-MEK 1110 18.05.017