EKSAMEN I FAG SIF4002 FYSIKK. Mandag 5. mai 2003 Tid: Sensur uke 23.

Like dokumenter
EKSAMEN I FAG SIF4002 FYSIKK LØSNINGSKISSE. Mandag 5. mai 2003 Tid: Sensur uke 23.

EKSAMEN I FAG TFY4105 FYSIKK for studenter ved Linje for bygg- og miljøteknikk

1. Førstesida (denne sida) som skal leveres inn som svar på flervalgsspørsmålene.

EKSAMEN I EMNE TFY4100 FYSIKK Eksamensdato: Tirsdag 31. mai 2005 Eksamenstid: 09:00-13:00

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

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY4105 FYSIKK Eksamensdato: Lørdag 20. august 2005 Eksamenstid: 09:00-13:00

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

EKSAMEN I EMNE TFY4102 FYSIKK

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

TFY4160 Bølgefysikk/FY1002 Generell Fysikk II 1. Løsning Øving 2. m d2 x. k = mω0 2 = m. k = dt 2 + bdx + kx = 0 (7)

Fysikkk. Støvneng Tlf.: 45. Andreas Eksamensdato: Rottmann, boksen 1 12) Dato. Sign

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

1. Førstesida (denne sida) som skal leveres inn som svar på flervalgsspørsmålene.

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.

Løsningsforslag til øving 6

Fysikkk. Støvneng Tlf.: 45. Andreas Eksamensdato: Rottmann, boksen 1 12) Dato. Sign

Denne ligninga beskriver en udempet harmonisk oscillator. Torsjons-svingning. En stav er festet midt på en tråd som er festet i begge ender.

MEKANISK FYSIKK INKL SVINGNINGER. Newtons andre lov: F = dp/dt. p = mv = mṙ. Konstant akselerasjon: v = v 0 +at

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, rom B154 2 ark med egne notater (4 sider) Godkjent kalkulator Rottman. Matematisk formelsamling

Løsningsskisse EKSAMEN i FYSIKK, 30. mai 2006

MEKANISK FYSIKK INKL SVINGNINGER. Newtons andre lov: F = dp/dt p = mv = mṙ. Konstant akselerasjon: v = v 0 + at x = x 0 + v 0 t at2

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4160 BØLGEFYSIKK Mandag 3. desember 2007 kl

EKSAMEN I SIF4018 MATEMATISK FYSIKK mandag 28. mai 2001 kl

Formelsamling Bølgefysikk Desember 2006

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

TFY4105 Fysikk for Bygg

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002 GENERELL FYSIKK II Onsdag 8. desember 2004 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

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

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

FY1002/TFY4160 Bølgefysikk. Løsningsforslag til Midtsemesterprøve fredag 15. oktober 2010 kl Oppgavene og et kortfattet løsningsforslag:

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

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

Formelsamling. ξ(r, t) = ξ 0 sin(k r ωt + φ) 2 ξ(x, t) = 1 2 ξ(x, t) t 2. 2 ξ. x ξ. z 2. y ξ. v = ω k. v g = dω dk

Midtveis hjemmeeksamen. Fys Brukerkurs i fysikk Høsten 2018

Mandag F d = b v. 0 x (likevekt)

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

Løsningsforslag til øving 1

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

Løsningsforslag til øving 8

Eksamen i SIF5036 Matematisk modellering Onsdag 12. desember 2001 Kl

Kap. 14 Mekaniske svingninger. 14. Mekaniske svingninger. Vi skal se på: Udempet harmonisk svingning. kap

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Fredag 12. oktober 2007 kl

EKSAMENSOPPGAVE. Karl Rottmann: Matematisk formelsamling Kalkulator med tomt dataminne

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

Formelsamling. ξ(r, t) = ξ 0 sin(k r ωt + φ) 2 ξ(x, t) = 1 2 ξ(x, t) t 2. 2 ξ. x ξ. z 2. y ξ. v = ω k. v g = dω dk

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

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK. Mandag 7. august 2006 Tid: kl

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1002 BØLGEFYSIKK Mandag 10. desember 2007 kl

TFY4104 Fysikk Eksamen 28. november 2016 Side 13 av 22

EKSAMEN I EMNE SIF4002 FYSIKK LØSNINGSSKISSE. Lørdag 10. august 2002 Tid: Sensur uke 36.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN, MAT 1001, HØSTEN (x + 1) 2 dx = u 2 du = u 1 = (x + 1) 1 = 1 x + 1. ln x

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

EKSAMEN I TFY4145 OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

Eksamensoppgave i TFY4104 Fysikk

EKSAMEN 07HBINEA, 07HBINET, 07HBINDA, 07HBINDT

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

Løsningsforslag til øving 4

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

Løsningsforslag til øving 5

TFY4102 Fysikk Eksamen 16. desember 2017 Foreløpig utgave Formelside 1 av 6

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

UNIVERSITETET I OSLO

TFY4104 Fysikk Eksamen 28. november 2016 Side 13 av 22

UNIVERSITETET I OSLO

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Løsningsforslag til øving 9.

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

UNIVERSITETET I OSLO

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

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/N

EKSAMENSOPPGAVE. To dobbeltsidige ark med notater. Stian Normann Anfinsen

UNIVERSITETET I OSLO

Prøve i R2. Innhold. Differensiallikninger. 29. november Oppgave Løsning a) b) c)...

Eksamensoppgave i TFY4145 MEKANISK FYSIKK FY1001 MEKANISK FYSIKK

Bachelor i idrettsvitenskap med spesialisering i idrettsbiologi 2014/2016. Utsatt individuell skriftlig eksamen. IBI 240- Basal biomekanikk

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

UNIVERSITETET I OSLO

Kap. 14 Mekaniske svingninger

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Våren Løsningsforslag til øving 8.

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

EKSAMEN I FAG SIF4062 FASTSTOFFYSIKK VK Fakultet for fysikk, informatikk og matematikk Tirsdag 8. mai 2001 Tid: Sensur faller 29.

UNIVERSITETET I OSLO

Øving 2. a) I forelesningene har vi sett at det mekaniske svingesystemet i figur A ovenfor, med F(t) = F 0 cosωt, oppfyller bevegelsesligningen

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

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

Kap. 14 Mekaniske svingninger

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

Kap. 14 Mekaniske svingninger

EKSAMEN i TFY4108 FYSIKK

Transkript:

side 1 av 5 (bokmål) NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET, INSTITUTT FOR FYSIKK Faglig kontakt under eksamen: Institutt for fysikk, Gløshaugen Professor Arnljot Elgsæter, 73940078 EKSAMEN I FAG SIF4002 FYSIKK Mandag 5 mai 2003 Tid: 0900-1500 Sensur uke 23 Tillatte hjelpemidler (C): Enkel typegodkjent kalkulator (HP30S), Matematisk formelsamling (K Rottmann), Tabeller og formler i fysikk for 2FY og 3FY (Gyldendal) NB: Det finnes et utvalg av formler bakerst i denne oppgaveteksten Oppgavene gitt i det følgende inneholder i alt 20 delspørsmål Hvert av disse delspørsmålene teller like mye ved utregning av den endelige karakteren Oppgave 1 a) Enheten (dimensjonen) til alle fysiske størrelse kan uttrykkes ved hjelp av fire grunnenheter Angi hva disse enhetene er i SI-systemet (Système International d Unités) Dette systemet refereres også til som MKSA-systemet Gjør kort rede for hvorfor følgende likning er meningsløs a b + c =0, (1) hvis a = hastighet, b = masse og c = tid b) Utled enheten (dimensjonen) til trykk ved hjelp av grunnenhetene i SI-systemet (Tips: Gjør bruk av Newtons andre lov) Hva heter enheten (dimensjonen) til trykk i SI-systemet? c) Anta gitt at f = a α b β c γ (2) Bruk dimensjonsanalyse til å bestemme verdiene til de ukjente eksponentene α, β og γ når [f] =m/s, [a] =m, [b] =kg og [c] =s d) Gjør kort rede for superposisjonsprinsippet uten bruk av matematikk og beskriv minst to eksempel e) Anta at dynamikken til en variabel y(t) er gitt ved likning aÿ + bẏ + cy = f(t) (3) Gjør kort rede for superposisjonsprinsippet ved bruk av matematiske begreper Gjør spesielt rede for hvilke krav som må stilles til koefisientene a, b, ogc for at superposisjonsprinsippet skal være gyldig

side 2 av 5 (bokmål) Oppgave 2 a) Definer begrepet bevegelsesmengde til en punktmasse og skriv ned formen av Newtons andre lov hvor bevegelsesmengden inngår Bruk vektornotasjon Skriv ned den formen av Newtons andre lov som egner seg best for beregning av dynamikken til en punktpartikkel når den ytre krafta er gitt Bruk vektornotasjon og sett den ukjente parameteren på venstre side av likhetstegnet Skriv ned den formen av Newtons andre lov som egner seg best for beregning av den ytre krafta på en punktpartikkel når akselerasjonen er gitt Bruk vektornotasjon og sett den ukjente parameteren på venstre side av likhetstegnet b) Definer begrepene rotasjonsmengde, dreiemoment og treghetsmoment for et stivt legeme Skriv med sammenhengen mellom rotasjonsmengde og dreiemoment Bruk i hvert tilfelle vektornotasjon c) Beskriv kort (på matematisk form) hva som menes med begrepet et konservativt potensial Anta gitt et konservativt potensial V (x) Gjør kort rede for hvorfor en punktmasse i statisk likevekt i dette potensialet alltid vil befinne seg i et punkt x 0 som svarer til et minimum i V (x) Hva kjennetegner henholdsvis stabil, labil og indifferent statisk likevekt d) Skriv ned på vektorform de to fundamentale likningene som beskriver stive legemer i statisk likevekt F 1 = m 1 g F 2 = m 2 g la l b la En homogen bjelke med masse M er opplagret som vist i figuren, og belastet med masser m 1 og m 2 i endepunktene Beregn opplagringskreftene F v og F h på henholdsvis venstre og høyre opplagringspunkt e) En sirkusartist på motorsykkel kjører med hastighet v 0 =85 km/time opp en startrampe for deretter å foreta et langt hopp Vinkelen målt fra horisontallinja til ei linje gjennom navene til motorsykkelens to hjul settes lik θ startrampe v0 θ Gitt at den ytre diameteren D til motorsykkelens dekk er 66 cm Hva er vinkehastigheten til hjulene i det motorsykkelen forlater startrampen? Hvor mange omdreininger per sekund Ω gir dette for sykkelhjulene? Hvordan vil vinkelen θ endre seg hvis motorsykkelisten i svevet gir mer gass (øker turtallet til motoren)? Begrunn svaret Du kan se bort fra luftmotstanden Hvordan vil vinkelen θ endre seg hvis motorsykkelisten i svevet i stedet trykker inn handbremsa på framhjulet? Begrunn svaret Du kan se bort fra luftmotstanden

side 3 av 5 (bokmål) Oppgave 3 a) Anta gitt et stempel med olje-demping og som via ei lineær fjær er koplet til et fast punkt: k b m x Fjærkonstanten er lik k, massen til stempelet er lik m og friksjonskrafta er lik F = bv, hvor b er friksjonskoeffisienten og v er hastigheten til stempelet Skriv ned bevegelseslikninga for dette systemet Den generelle løsninga for denne bevegelseslikninga er å finnes blant likningene samlet bakerst i denne oppgaveteksten Finn løsningene for henholdsvis underkritisk og overkritisk demping, og skriv de ned i besvarelsen Angi betingelsen som bestemmer om man har underkritisk og overkritisk demping b) Betrakt samme system som under punkt a) bortsett fra at stempelet i dette tilfellet påvirkes av ei ytre kraft f(t): k b m f(t) x Skriv ned bevegelseslikninga for dette systemet Den generelle løsninga for denne bevegelseslikninga når den ytre krafta er en harmonisk funksjon av tida, er å finnes blant likningene samlet bakerst i denne oppgaveteksten Finn denne løsninga og skriv den ned i besvarelsen Beskrive kort hva som menes med begrepet mekanisk resonans c) Gjør kort rede for hva som menes med desibelskalaen i samband med lydmålinger og angi hvordan den er definert d) Utsvinget y(x, t) for feks en svingende fiolinstreng er y(x, t) =y 0 cos(kx) cos(ωt) (4) Hva kalles ei slik bølge, og parameterene k og ω? Angi enheten (dimensjonen) for hver av disse parameterene e) Hvis man klimprer på en lang streng, vil et lokalt utsving bre seg utover til begge sider Dette utsvinget er beskrevet av bølgelikninga 2 y t 2 y 2 v2 =0 (5) x2 Vis matematisk at følgende funksjon er ei løsning av bølgelikninga y(x, t) =f(x ± vt), (6) og angi hvilke krav funksjonen f(u) må oppfylle for at dette skal være tilfelle Gjør rede for hva parameter v er For det spesialtilfellet at f(u) = sin u får man løsninga y(x, t) = sin(x ± vt) med alternativ formulering y(x, t) = sin(kx ± ωt) Uttrykk parameter v som funksjon av k og ω Oppgave 4 a) Gjør med ord kort rede for sammenhengen mellom atomær/molekylær bevegelse og temperatur

side 4 av 5 (bokmål) Gjør rede for sammenhengen mellom grader Celsius og absolutt temperatur (grader Kelvin) b) Sett opp varmelæras 1 hovedsetning og gjør kort rede for hva de ulike parameterene som inngår, står for Skriv ned minst to ulike formuleringer av varmelæras 2 hovedsetning c) Gitt ei stålbru med lenge l = 100 m Beregn hvor mye lengre, l, brua er en sommerdag med T = 30 o C enn en vinterdag med 30 o C Beregn den mekaniske trykkspenninga (trykket) som er nødvendig for gjøre brua l kortere Gitt at varmeutvidelseskoeffisienten α for stål er 1 10 5 og at strekkmodulen E for stål er 2 10 11 Pa d) Beskriv Carnot-prosessen Hvorfor er denne prosessen av så stor prinsippiell betydning? e) Lage ei prinsippskisse av et enkelt kjøleanlegg basert på NH 3 som kjølefluid og forklar virkemåten til de ulike delene Hvilke endringer må gjøres for at anlegget skal kunne virke som ei varmempumpe? -ooooo- Noen formler som vil kunne være til hjelp (samme symboler som i forelesningsnotatene): d dt [m(t) r]= F ( r,t) F = m d 1 a p= F E = dt 2 m v 2 +V ( r) W k = 1 2 Iω2 F x = x V (x, y, z) F f = k f vf I = i m i r 2 i I = I T + MR 2 T L= r p τ = d dt L T = F/A T = Eɛ T = µγ T (y)=ey/r 0 δ(l) = l3 3EI F p + 1 2 ρv2 + ρgh = konstant Q = π 8 R 4 η dp dx F = 6πηvr p = p 0 +2γ/R θ + mgd I ω 0 = mgd/i ẍ +2δẋ + ω 2 0x =0 x(t) =Ae δt cos(ω d t + θ 0 ) ω d = x(t) =A (+) exp{ α (+) t} + A ( ) exp{ α ( ) t} α (±) = δ ± sin θ =0 δ 2 ω 2 0 ω 2 0 δ 2 ẍ +2δẋ + ω0 2 x = a 0 cos ωt X(t) =X 0 cos(ωt + φ) når t er stor X 0 = a 0 / (ω0 2 ω 2 ) 2 +4δ 2 ω 2 y = y 0 cos(kx) cos(ωt) y = A cos(kx ± ωt) f = ± ω k v f = ω k = λ T v g = ω k y(x, t) =f(x ± vt) ξ B ρ ξ =0 B = γk B T/m v = E/ρ P vω 2 y 2 0 I =(p 2 lyd/2)/(ρv) =(p 2 lyd/2)/ ρb β = 10 log 10 I I min

ω s ω M = f s f M = 1 v S/v B 1 v M /v B f n = n v 2L pv = nrt α = 1 l dl dt C = Q T J Q = λ T x ( ωd ) S =2Acos 2 t cos (ω 0 t) side 5 av 5 (bokmål) R = σt 4 R = eσt 4 R ν (ν, T )= 2πhν3 c 2 /(e hν/k BT 1) p = 1 3 Nmv2 /V pv = n 2 3 E E = 1 2 mv2 Q = N (mv 2 /2) = N 3 2 k B T W = p V Q = U + δw C p C V := γ = n f +2 n f pv γ = konstant TV γ 1 = konstant v lyd = γk B T/m σ = πd 2 l 0 = 1 nσ η = mk B T/3/σ (p + a )(v vm 2 M b) =RT e = Q e =1 1 Q H r γ 1 e =1 T L T H Q T =0 ds = dq rev T f(x) =f(x 0 )+ df(x) dx (x x 0 )+ 1 x=x0 2 S = k B ln w d 2 f(x) dx 2 (x x 0 ) 2 + x=x0