TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 13 av 22

Like dokumenter
Andreas. Støvneng Tlf.: Eksamensdato: Rottmann, Nynorsk. I alt 10. Dato. Sign

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

TFY4106 Fysikk Eksamen 18. mai 2017 Formelside 1 av 6

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

Fysikkk. Andreas. Støvneng Tlf.: Eksamensdato: Rottmann, boksen. Dato. Sign

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

TFY4104 Fysikk Eksamen 28. november 2016 Side 13 av 22

TFY4104 Fysikk Eksamen 28. november 2016 Side 13 av 22

Eksamensoppgave i TFY4104 Fysikk

Stivt legeme, reeksjonssymmetri mhp rotasjonsaksen: L = L b + L s = R CM MV + I 0!

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

TFY4104 Fysikk Eksamen 6. desember 2018 { 6 sider

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

Formelsamling Bølgefysikk Desember 2006

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

TFY4104 Fysikk Eksamen 16. desember 2017 Formelside 1 av 6

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

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

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

TFY4115 Fysikk Eksamen 6. desember 2018 { 6 sider

Stivt legeme, reeksjonssymmetri mhp rotasjonsaksen: L = L b + L s = R CM M V + I 0!

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

EKSAMEN FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Torsdag 3. desember 2009 kl

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Torsdag 12. oktober 2006 kl

EKSAMEN FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Fredag 3. desember 2010 kl

EKSAMEN FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Onsdag 20. desember 2006 kl Norsk utgave

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4160 BØLGEFYSIKK Torsdag 9. august 2007 kl

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Fredag 10. oktober 2008 ca kl

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Fredag 10. oktober 2008 ca kl

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Fredag 10. oktober 2008 ca kl

EKSAMEN FY1002 BØLGEFYSIKK Mandag 10. desember 2007 kl Norsk utgave

1) Hva blir akselerasjonen (i absoluttverdi) til en kloss som glir oppover et friksjonsfritt skråplan med helningsvinkel

FY1002/TFY4160 Bølgefysikk. Midtsemesterprøve fredag 15. oktober 2010 kl

EKSAMEN TFY4160 BØLGEFYSIKK Mandag 3. desember 2007 kl Norsk utgave

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Fredag 12. oktober 2007 kl

Flervalgsoppgaver i bølgefysikk

EKSAMEN FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK. Onsdag 12. desember 2012 kl

5) Tyngdens komponent langs skråplanet, mg sin β, lik maksimal statisk friksjonskraft, f max = µ s N =

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

TFY4109 Fysikk Eksamen 9. august Løsningsforslag

EKSAMEN FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Fredag 5. desember 2008 kl

Eksamensoppgave i FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

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

FY1002/TFY4160 Bølgefysikk. Midtsemesterprøve fredag 9. oktober 2009 kl

EKSAMEN i TFY4108 FYSIKK

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag, eksamen FY desember 2017

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

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

TFY4106 FORMLER

TFY4160 og FY1002 Bølgefysikk

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Stivt legeme, reeksjonssymmetri mhp rotasjonsaksen: L = L b + L s = R CM M V + I 0!

Sykloide (et punkt på felgen ved rulling)

Eksamensoppgave i TFY4145 MEKANISK FYSIKK FY1001 MEKANISK FYSIKK

Framdriftsplan (endelig versjon pr ) FY1002/TFY4160 Bølgefysikk Høstsemesteret Litteraturhenvisninger:

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

Løsningsforslag til øving 6

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

Eksamensoppgave i TFY4108 Fysikk

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

Kap Rotasjon av stive legemer

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

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4102 FYSIKK Fredag 12. august 2011 kl

Repetisjon

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Onsdag 20. desember 2006 kl

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

Midtsemesterprøve Bølgefysikk Fredag 19. november 2010 kl

Kap Rotasjon av stive legemer

1) Hva blir akselerasjonen til en kloss som glir nedover et friksjonsfritt skråplan med helningsvinkel 30?

TFY4106 Fysikk Lsningsforslag til Eksamen 16. mai t= + t 2 = 2 ) exp( t=);

UNIVERSITETET I OSLO

Kap Rotasjon av stive legemer

5) Tyngdens komponent langs skråplanet, mgsinβ, lik maksimal statisk friksjonskraft, f max = µ s N =

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksamensdato: Torsdag 16. desember 2010 Eksamenstid: 09:00-13:00

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4160/FY1002: Bølgefysikk Høsten 2006, uke 36

TFY4109 Fysikk Eksamen 9. august 2016 Side 1 av 22

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET, INSTITUTT FOR FYSIKK. Utarbeidet av: Jon Andreas Støvneng

Kap. 14 Mekaniske svingninger

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

7) Newtons 2. lov for rotasjon (om fast akse): τ(t) = Iα(t). Her er τ(t) = rf(t) og α(t) = ω 2 0 exp( ω 0t), slik at F(t) = Iω 2 0 exp( ω 0t)/r.

Transkript:

TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 13 av 22 FORMLER: Fete symboler angir vektorer. Symboler med hatt over angir enhetsvektorer. Formlenes gyldighetsområde og de ulike symbolenes betydning antas forøvrig å være kjent. Symbolbruk og betegnelser som i forelesningene. KLASSISK DYNAMIKK Newtons andre lov: F = dp/dt p = mv = mṙ Konstant akselerasjon: v = v 0 +at x = x 0 +v 0 t+ 1 2 at2 Konstant vinkelakselerasjon: ω = ω 0 +αt θ = θ 0 +ω 0 t+ 1 2 αt2 Arbeid: dw = F dr Kinetisk energi: K = 1 2 mv2 r Konservativ kraft og potensiell energi: U(r) = F dr r 0 F = U(r) Friksjon, statisk: f µ s N kinetisk: f = µ k N Luftmotstand (liten v): f = kv Luftmotstand (stor v): f = Dv 2ˆv Tyngdepunkt: R CM = 1 r i m i 1 r dm M M i Sirkelbevegelse: v = rω Sentripetalakselerasjon: a = v 2 /r Baneakselerasjon: a = dv/dt = rdω/dt Dreiemoment: τ = (r r 0 ) F Statisk likevekt: ΣF i = 0 Στ i = 0 Dreieimpuls: L = (r r 0 ) p N2 rotasjon: τ = dl/dt Stivt legeme, refleksjonssymmetri mhp rotasjonsaksen: L = L b +L s = (R CM r 0 ) MV +I 0 ω Kinetisk energi, stivt legeme: K = 1 2 MV 2 + 1 2 I 0ω 2 Treghetsmoment: I = i m i r 2 i r 2 dm Kompakt sylinder (skive): I 0 = 1 2 MR2 Kompakt kule: I 0 = 2 5 MR2 Kuleskall: I 0 = 2 3 MR2 Tynn stang: I 0 = 1 12 ML2 Stivt legeme, rotasjon om fast akse: K = 1 2 Iω2 N2 rotasjon, akse med fast orientering: τ = I dω dt Steiners sats (parallellakseteoremet): I = I 0 +Md 2

TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 14 av 22 Enkel harmonisk oscillator: ẍ+ω0x 2 = 0 T = 2π/ω 0 f = 1/T = ω 0 /2π Masse i fjær: ω 0 = k/m Matematisk pendel: ω 0 = g/l Fysisk pendel: ω 0 = mgd/i Fri, dempet svingning, langsom bevegelse i fluid: mẍ+bẋ+kx = 0 ẍ+2γẋ+ω0x 2 = 0 ω0 2 = k/m γ = b/2m Underkritisk demping (γ < ω 0 ) x(t) = Ae γt sin(ωt+φ) ω = ω0 2 γ2 Overkritisk demping (γ > ω 0 ) x(t) = Ae α1t +Be α 2t α 1,2 = γ ± γ 2 ω0 2 Kritisk demping (γ = ω 0 ) x(t) = Ae γt +Bte γt Tvungen svingning, harmonisk ytre kraft: (partikulær-)løsning: x(t) = A(ω) sin(ωt + φ(ω)) F 0 /m amplitude: A(ω) = (ω 2 ω0 2)2 +(2γω) 2 mẍ+bẋ+kx = F 0 cosωt halvverdibredde: ω 2γ Q-faktor: Q = ω 0 / ω BØLGEFYSIKK Harmonisk plan bølge (forplantning i positiv x-retning): ξ(x,t) = ξ 0 sin(kx ωt+φ), k = 2π/λ, ω = 2π/T = 2πf Bølgeligning: Fasehastighet: v = λ/t = ω/k Gruppehastighet: v g = dω/dk 2 ξ(x,t) x 2 = 1 v 2 2 ξ(x,t) t 2 Lineær respons i elastiske, isotrope medier (Hookes lov): mekanisk spenning = elastisk modul relativ tøyning S = strekk-kraft, B = bulkmodul, E = elastisitetsmodul, G = skjærmodul For transversale bølger på streng: v = S/µ For longitudinale bølger (lydbølger) i fluider (gasser og væsker): v = B/ρ Lydhastighet i gass (m = (midlere) molekylmasse, γ = C p /C V ): v = γk B T/m For longitudinale bølger i tynn stang (fast stoff): v = E/ρ For longitudinale (v P ) og transversale (v S ) bølger i faste stoffer (bulk): v P = (B +4G/3)/ρ ; v S = G/ρ

TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 15 av 22 Midlere energi pr lengdeenhet for harmonisk bølge på streng: ε = 1 2 µω2 y 2 0 Midlere energi pr volumenhet for harmonisk plan longitudinal bølge (lydbølge): ε = 1 2 ρω2 ξ 2 0 Midlere effekt transportert med harmonisk bølge på streng: P = vε = 1 2 vµω2 y 2 0 (Midlere) Intensitet i harmonisk plan longitudinal bølge (lydbølge): I = vε = 1 2 vρω2 ξ 2 0 Lydtrykk: Lydtrykksnivå: p = B ξ x β(db) = 10log I I 0 med I 0 = 10 12 W/m 2 Refleksjon og transmisjon av bølge på streng: µ2 µ 1 y r0 = µ2 + 2 µ 1 y i0 ; y t0 = µ 1 µ2 + y i0 ; R = P r = µ 1 P i ( yr0 y i0 ) 2 ; T = P t P i = 1 R Dopplereffekt: Svevning ( interferens i tid ): Interferens (romlig): f O = v +v m v O v +v m v S f S f S = f 1 f 2 I max for dsinθ = nλ (n = 0,1,2,...) Dispersjonsrelasjon for tyngdebølger (D = vanndybden): ω 2 (k) = gk tanh(kd) GRAVITASJON Gravitasjon: F = GMm r 2 ˆr, U(r) = GMm r, g = F/m Keplers lover: K1: Ellipseformede planetbaner. K2: da/dt = konstant. K3: T 2 /a 3 = konstant for alle planetene.

TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 16 av 22 RELATIVITETSTEORI Lorentzfaktor: γ = (1 v 2 /c 2) 1/2 Lorentztransformasjonene (S har hastighet v = vˆx i forhold til S): x = γ(x vt) y = y z = z t = γ (t v ) c 2x x = γ(x+vt) y = y z = z t = γ (t+ v ) c 2x Tidsdilatasjon: Lengdekontraksjon: t = γ t x = γ x Hastighet i S (u = u xˆx+u y ŷ +u z ẑ): u x = dx/dt u y = dy/dt u z = dz/dt Hastighet i S (u = u xˆx+u y ŷ +u z ẑ): u x = dx/dt u y = dy/dt u z = dz/dt Transformasjon av hastigheter: u x = (u x +v)/(1+u x v/c 2 ) u y = (u y /γ)/(1+u x v/c 2 ) u z = (u z /γ)/(1+u x v/c 2 ) Addisjon av hastigheter (alle hastigheter i samme retning; Einsteins addisjonsformel): Dopplereffekt for elektromagnetiske bølger: v AC = v AB +v BC 1+v AB v BC /c 2 f = f ( ) c v 1/2 c+v Relativistisk impuls: p = γmv Relativistisk energi (for partikkel med masse m og impuls p): E = γmc 2 ; E 0 = mc 2 ; K = E E 0 ; E 2 = (pc) 2 + (mc 2) 2 Elastisk prosess: E, p, K og m bevart. Uelastisk prosess: E og p bevart.

TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 17 av 22 MIDDELVERDI OG FEIL I MÅLINGER Gauss feilforplantningslov: ( q) 2 = n i=1 ( q a i a i ) 2 Middelverdi (gjennomsnittsverdi): x = 1 N Ni=1 x i ( Standardavvik (feil i enkeltmåling): δ x = 1 Ni=1 N 1 (x i x) 2) Standardfeil (feil i middelverdi): δ x = δ x / N KONSTANTER, OMREGNINGSFAKTORER OG DEKADISKE PREFIKSER Fundamentale konstanter: G = 6.67 10 11 Nm 2 /kg 2 g = 9.81 m/s 2 ) m e = 9.11 10 31 kg m p = m n = 1.67 10 27 kg c = 3.00 10 8 m/s k B = 1.38 10 23 J/K N A = 6.02 10 23 mol 1 h = 6.63 10 34 Js h = h/2π = 1.05 10 34 Js e = 1.60 10 19 C Omregningsfaktorer: 1 ev = 1.60 10 19 J 1 Å = 10 10 m Dekadiske prefikser: p = piko = 10 12, n = nano = 10 9, µ = mikro = 10 6, m = milli = 10 3, c = centi = 10 2, k = kilo = 10 3, M = mega = 10 6, G = giga = 10 9 MATEMATIKK OG DIVERSE d dx eαx = αe αx e αx dx = 1 α eαx π x 2 e x2 dx = 2 tanh(x) = ex e x e x +e x, tanh(x) 1 hvis x 1, tanh(x) x hvis x 1 Klokkeslettangivelse: time:minutt(:sekund)

TFY4109 Fysikk Eksamen 14. desember 2015 Side 18 av 22