EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100



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

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

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-2001

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

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen i: Fys-2001 Statistisk fysikk og termodynamikk Dato: Tirsdag 26. februar 2013 Tid: Kl 09:00 13:00

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave TFOR0102 FYSIKK. Bokmål. 15. mai 2018 kl

UNIVERSITETET I OSLO

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

FAG: Fysikk FYS118 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 3/2 2011

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 2/2 2012

To sider med formler blir delt ut i eksamenslokalet. Denne formelsamlingen finnes også på første side i oppgavesettet.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Juni 2011

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2008

FAG: Fysikk FYS122 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Tore Vehus (linjedel)

EKSAMENSOPPGAVE. To dobbeltsidige ark med notater. Stian Normann Anfinsen

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

EKSAMEN VÅREN 2007 SENSORTEORI. Klasse OM2

EKSAMENSOPPGAVE. Oppgavesettet er på 5 sider inklusiv forside Kontaktperson under eksamen: Stian Normann Anfinsen Telefon:

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 19/3 2018

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

Løysingsframlegg kontinuasjonseksamen TFY 4104 Fysikk august 2011

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1002

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

TENTAMEN I FYSIKK FORKURS FOR INGENIØRHØGSKOLE

Frivillig test 5. april Flervalgsoppgaver.

Fysikkolympiaden 1. runde 23. oktober 3. november 2017

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 14/8 2015

EKSAMEN I FAG SIF4065 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fakultet for naturvitenskap og teknologi 13. august 2002 Tid:

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

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 1/2 2007

BACHELOR I IDRETTSVITENSKAP MED SPESIALISERING I IDRETTSBIOLOGI 2011/2013. Individuell skriftlig eksamen i IBI 225- Fysikk og målinger

Kap. 1 Fysiske størrelser og enheter

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 15/8 2014

UNIVERSITETET I OSLO

FYSIKK-OLYMPIADEN

Midtveis hjemmeeksamen. Fys Brukerkurs i fysikk Høsten 2018

UNIVERSITETET I OSLO

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

Eksamen TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

Fysikkolympiaden 1. runde 29. oktober 9. november 2007

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

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

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

Repetisjonsoppgaver kapittel 5 løsningsforslag

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

FYSIKK-OLYMPIADEN

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

Andreas. har 8 sider

Fysikkolympiaden 1. runde 26. oktober 6. november 2015

UNIVERSITETET I OSLO

Fysikk-OL Norsk finale 2006

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

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS Elektromagnetisme Fredag 31. august 2012 Kl 09:00 13:00 adm. Bygget, rom B154

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2014

Transkript:

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100 Eksamen i: Fys-0100 Generell fysikk Eksamensdag: Onsdag 1. desember 2010 Tid for eksamen: Kl. 0900-1300 Sted: Åsgårdveien 9, lavblokka Tillatte hjelpemidler: K. Rottmann: Matematisk Formelsamling, O. Øgrim: Størrelser, enheter og symboler i fysikken, S. Barnett and T.M. Cronin: Mathematical Formulae, C. Nordling and J. Österman: Physics Handbook for Science and Engineering, Fysiske og matematiske tabeller, lommekalkulator, Tabeller og formler i fysikk for 2FY og 3FY. Dette oppgavesettet har 8 sider inkludert forsiden og to sider med formler. Kontaktperson: Ruth Esser, tlf. 776 44505 e-mail: ruth.esser@uit.no Institutt for fysikk og teknologi, Nordlysobservatoriet Universitetet i Tromsø, 9037 Tromsø Telefon 77 64 51 50, Telefax 77 64 55 80

side 2 av 8 sider Oppgave 1 En satellitt med masse m = 5 kg kretser rundt Jorden i en sirkulær bane i avstand r fra Jordens sentrum. Jordens radius er R E = 6371 km, massen er M E = 6 10 24 kg, og rotasjonstiden T E 24 timer. Gravitasjonskonstanten er G N = 6.67 10 11 m 3 kg 1 s 2. a) Vi antar først at (r R E )/R E << 1, slik at tyngdeakselerasjonen g er tilnærmet konstant. Finn satellittens fart v som funksjon av avstanden r. Hva er satellittens omløpstid T som funksjon av r? b) Med samme tilnærmelse som i punkt a), hva er satellittens potensielle og kinetiske energi som funksjon av r? Den potensielle energien settes til 0 på Jordens overflate. c) Satellitten skytes ut fra Jordens overflate. Hvor mye energi må vi minst bruke under oppskytningen for at den skal unnslippe Jordens tyngdefelt? d) Hvis satellitten skal gå i geostasjonær bane slik at den befinner seg i et fast punkt over Jordens ekvator, vis at satellittens fart, målt av en observatør som sitter i ro i Jordens sentrum, blir v g 2πG N M = TE E 1/ 3. I hvilken avstand r g fra Jordens sentrum går banen? e) Satellitten som går i den geostasjonære banen i punkt d) består egentlig av to deler med masser m 1 = 1 kg og m 2 = 4 kg. Mellom de to delene er det en eksplosiv ladning. Vi antar satellitten er orientert slik at de to delene ligger etter hverandre i fartsretningen, med den letteste delen (m 1 ) bakerst. Ved å detonere ladningen ønsker vi å få den letteste delen til å falle ned på Jorden. Dersom vi ønsker at den skal falle rett ned mot Jorden, hvor mye energi må frigjøres under detonasjonen? Du kan se bort fra massen av eksplosivet. Oppgave 2 Vi skal se på en monatomisk, idéell gass med et gitt antall atomer N. Figur 1 viser sammenhengen mellom trykk P og volum V for gassen. I punkt a i figuren er P a = 4.5 atm og V a = 1 liter, i b er P b = 1 atm og V b = 4.5 liter, og i punkt c er P c = 1 atm og V c = 1 liter, der 1 atm 10 5 Nm 2. I punktet a er temperaturen oppgitt til T a = 20 C.

side 3 av 8 sider Figur 1: Sammenheng mellom trykk P og volum V for en idéell gass. a) Bestem temperaturen i punktene b og c. b) Beregn arbeidet som blir utført på gassen idet den blir ført fra punkt b til punkt c (prosess B i figuren), og fra punkt c til punkt a (prosess C). Vis i figuren hva som er det totale arbeidet når gassen føres fra a til b til c og tilbake til a. c) Hva blir endringen i indre energi i prosessene B og C? Hva er den totale endringen i indre energi når gassen føres fra a til b til c og tilbake til a? Begrunn. d) Hva er varmen som tilføres gassen for prosessene B og C tilsammen (der den føres fra b til c og til a)? e) I prosess A antar vi at gassen ekspanderer langsomt ved å skyve et stempel utover. Vi lar igjen gassen starte i a, og ekspandere til samme volum som i punkt b, altså V b = 4.5 liter, og ved å skyve stempelet utover, men nå skjer ekspansjonen adiabatisk. Vil da trykket bli høyere eller lavere enn i punkt b (P b = 1 atm)? Begrunn.

side 4 av 8 sider Oppgave 3 Figur 2: To ladninger i en avstand 2a fra hverandre (oppgave 3). Figur 3: Punktene A og B er i avstand b fra ladningene +Q og Q henholdsvis (oppgave 3). To ladninger +Q og Q befinner seg i en avstand 2a fra hverandre, som vist i Figur 2. a) Finn størrelsen og retningen til det elektriske feltet i punktet P. b) Hva er størrelsen og retningen til det elektriske feltet i punktet P? c) Finn et uttrykk for potensialforskjellen V BA = V B V A mellom punktene A og B i Figur 3. d) Et elektron holdes i ro i en avstand r 1 til høyre for den negative ladningen Q (i forlengelsen av forbindelseslinjen mellom Q og Q). Elektronet slippes. Hva er farten til elektronet når det har kommet til en avstand r fra Q, der r >> 2a.

side 5 av 8 sider Oppgave 4 Vi skal se på bevegelsen til en utforkjører på ski. Hun har masse m = 50 kg. Tyngdeakselerasjonen settes til g = 10 m/s 2. Figur 4: Utforkjører som starter i punktet S. Figur 5: Utforbakke med knekk i punkt A. a) Øverste del av løypen, mellom startpunktet S og punktet A, er en plan bakke med helning α = 15 (se Figur 4). Lag en tegning som viser kreftene som virker på utforkjøreren. I resten av oppgaven ser vi bort fra friksjon fra snøen og luftmotstand. b) Ved punktet A har kjøreren oppnådd en fart v A = 30 m/s. Vi antar hun slapp seg ut fra startpunktet S uten å bruke fraspark eller stavene. Hva er da avstanden mellom S og A? Hvor lang tid har hun brukt på denne delen av løypen? c) I punktet A blir løypen plutselig brattere bakken nedenfor A har en helningsvinkel β = 20 (se Figur 5). Hun vil derfor sveve fritt et stykke fra hengkanten A. Hvor lenge svever hun? Hva blir den maksimale avstanden fra bakken? Vis at hastighetskomponenten normalt på bakken idet hun lander er v N = v A sin( β α). (1)

side 6 av 8 sider d) Hun lander med kroppen utstrakt og kroppsaksen normalt på bakkeplanet, og bremser fallet ved å bøye benene. Fallet er stoppet idet hun har senket overkroppen en avstand h = 50 cm (altså når hodet er 50 cm nærmere bakken enn da skiene først traff bakken). Vi antar muskelkraften er konstant under hele denne oppbremsningen. Vis at nedslaget, fra skiene treffer bakken og til fallet er stoppet, tar en tid 2h Δ t =. (2) e) For å klare denne harde landingen må hun ha trent opp benmuskulaturen på forhånd. Dersom hun trente ved å løfte vekter, hva var den minste vekten (i kg) som hun måtte være i stand til å løfte? v N

side 7 av 8 sider

side 8 av 8 sider