Fysik Prov 1 1:e April, 2014 Na1

Transkript

1 ysik Prov 1 1:e pril, 2014 Na1 Skriv alla dina svar på svarspapper. Redoör LL dina beräkninar och vilka formel som används. ne svar med rätt antal värde siffror och prefi. Kraft E Uppifter. Tre krafter 1, 2 och verkar på en kropp enlit fiuren nedan. Rita så norant som möjlit resultanten till de tre krafterna i samma fiur. Tryck - E Uppifter 1. Hur stort blir trycket om man placerar en 1 k-vikt på en horisontell yta med arean dm 2? Svar: Pa Svar: 1 kpa Trycket p = m = 1,0 9,82 = Pa = Res En behållare med cirkulär bottenyta är delvis fylld med etanol, se fiur. Etanol har densitet ρ = 0,79 /cm. Beräkna vätsketrycket vid behållarens botten. 4. Tre klossar, B och C lier på varandra som fiuren visar. Hur stor är den kraft med vilken kloss påverkar kloss B (d.v.s. normalkraften på kloss B)? C 11 k B 17 k 5 cm 16 cm 24 k. etanol 12 cm ätsketrycket p vid botten är oberoende av behållarens form. Det äller p = ρ h där ρ är vätskans densitet och h djupet under vätskeytan. v fiuren framår att h = 16 cm. Densiteten för etanol erhålles ur tabell, ρ = 0,79 /cm. i får p = 790 9,82 0,16 Pa = 1240 Pa Kropp håller upp den sammanlada tynden av kropp B och kropp C. Normalkraften N från på B balanserar tynden av B och C: N = m = ( ). 9,82 N = 274,96 N Svar: 0,27 kn Svar: 1,2 kpa

2 Enheter, prefi mm E Uppifter 5. Solen består till största delen av väte och helium. Solens massa är k. Massan av en atom i solen är i medeltal k. ne storleksordninen (endast 10-potens) av antalet atomer i solen. ntalet atomkärnor är = 6, Storleksordninen är således mätlaset jorde våen ett utsla enlit fiuren nedan. Bestäm vätskans densitet. åen aner massan i enheten ram () och mätlaset är raderat i milliliter (ml). Svar: Ett enelskt pund 1 lb = 45. a) Skriv 28 lb i enheten 1 k b) Skriv 185 k i enheten 1 lb a) 28 lb = 28 0,45 k = 12,684 k 185 b) 185 k = lb = 408,4 lb 0,45 Svar: a) 1 k b) 408 lb 7. En tennisplan för sinelspel skall vara 2,77 m lån och 8,2 m bred. ne tennisplanens area med lämplit antal värdesiffror. = 2,77 8,2 m 2 = 195,6271 m 2 Planens länd är iven med fyra värdesiffror men dess bredd endast med tre. rean bör därför inte es med mer än tre värdesiffror. = 196 m 2 Svar: 196 m 2 Densitet E Uppifter 8. Ett tomt mätlas ställdes på en vå, som därefter nollställdes. åen visade således 0,00 när det tomma mätlaset stod på våen. När man fyllde på en vätska i vläsnin av mätlaset er vätskans volym = 240 ml = 240 cm Massan m = 02,6 m 02,6 m = ρ er ρ = = 240 Svar: 1,26 /cm /cm = 1,261 /cm 9. Beräkna volymen av en uldtacka som väer 5,95 k. ne svaret i enheten dm. Densiteten för uld är enlit tabell ρ = 19, /cm. Guldtackans massa m = 5,95 k = 5950 m 5950 olymen = = cm = 08, cm = ρ 19, = 0,08 dm Svar: 0,08 dm

3 Tryck C Uppifter 10. I en mätcylinder finns ett skikt med vatten och ovanpå detta lier ett skikt med olja. förenklin kan skrivas ρ trä = 0,55. ρ vatten ρ trä = 0,55. 1, /cm = 0,715 /cm Svar: 0,72 /cm olja 2,5 cm Kraft C Uppifter vatten 8,0 cm 12. Två klossar och B befinner si på en horisontell bordskiva enlit fiuren nedan. ätsketrycket vid mätcylinderns botten är 1007 Pa. Beräkna oljans densitet. Svaret skall anes i /cm. ätsketrycket p = ρ h i får ekvationen ρ olja h olja + ρ vatten h vatten = 1007 Med insatta värden får vi: ρ olja 9,82 2, ,82 8, = 1007 ρ olja 0,2455 = 221,4 = 902 k/m 221,4 ρ olja = k/m = 0,2455 När man drar horisontellt i med kraften,0 N lider inte klossen mot klossen B. Hur stort måste friktionstalet µ mellan klossen B och bordet minst vara, för att inte heller B skall börja lida mot bordskivan? riktionstalet µ definieras som kvoten mellan friktionskraften f och normalkraften N. 0. =,0 N m = 2,0 k Svar: 0,90 /cm B m = 1,0 k bord 11. En träbit flyter i havsvatten (densitet 1, /cm) med 45% av sin volym ovanför vattenytan. Beräkna träbitens densitet. tt träbiten flyter innebär att den resulterande kraften på träbiten är noll. attnets lyftkraft är alltså lika med träbitens tynd. Enlit rkimedes' princip är lyftkraften lika stor som tynden av den undantrända vätskan. Träbitens tynd: m = ρ trä.. 55% av volymen lier under vattenytan dvs. den undantrända vattenvolymen är 0,55. attnets lyftkraft: 0,55.. ρ vatten. tt kloss inte lider mot kloss B innebär att en kraft på,0 N verkar även på kloss B. Om den maimala friktionskraften mellan kloss B och bordet är mindre än,0 N kommer klossarna inte att lida. Maimal friktionskraft f är proportionell mot normalkraften N. f = µ. N. N är lika med tynden av de båda klossarna (2,0 + 1,0). =,0. i får således:,0 = µ.,0,0 µ = = 0,10,0 9,82 Svar: 0,10 i får ρ trä.. = 0,55.. ρ vatten. som efter

4 Enheter, prefi, mm C Uppifter 1. En bok skall tryckas på s.k. papper. Det innebär att 1 m 2 papper väer. Boken sidor är 22 cm breda och 8 cm höa. Boken består av 20 sidor. Man tänker trycka 000 eemplar av boken. Hur mycket väer det papper som behövs för att trycka dessa böcker? Boken har 20 sidor vilket innebär 160 blad. arje blad har arean 0,8. 0,22 m 2 = 0,086 m 2. Bladen till 000 böcker har således arean ,086 m 2 = m 2 Detta papper väer = = 210 k =,2 ton Svar:,2 ton En rät linje dras enom punkterna i diarammet. Lutninen hos denna linje er densiteten m m Ur mätnin i fiur framår m = 50 = cm ρ = cm m 50 = /cm = 0,625 /cm Svar: 0,6 /cm Densitet C Uppifter 14. Ett mätlas placeras på en vå. Sedan häller man i en vätska och avläser fortlöpande våen, samtidit som man antecknar vätskans volym. Mätresultaten framår av diarammet nedan. Bestäm vätskans densitet ur diarammet. 100 m cm

5 Tryck vancerade Uppifter 15. Ett föremål får häna i en dynamometer som då visar,00 N. Om föremålet sänks ned i olja med densiteten 900 k/m visar dynamometern 1,90 N. ilken densitet har föremålet? Koppar har densiteten ρ Cu = 8,96 /cm Silver har densiteten ρ = 10,5 /cm Guld har densiteten ρ u = 19, /cm Låt oss anta att vi har 100 av leerinen. i har då 25 koppar, 7 silver och ( ) = 8 uld. 25 koppar har volymen 25 cm = 2,79 cm. 8,96,00 N 1,90 N 7 silver har volymen 8 uld har volymen Leerinens totala volym blir då 7 cm =,52 cm. 10,5 8 cm = 1,97 cm. 19, (2,79 +,52 + 1,97) cm = 8,28 cm m 100 Leerinens densitet är = /cm = 12,1 8,28 Den vänstra bilden visar att föremålets tynd är,00 N. i har således m =,00 N, vilket er m =,00 =,00 9,82 k = 0,05 k Den höra bilden visar att lyftkraften på föremålet från oljan är (,00 1,90) N = 1,10 N. Således ρ olja = 1,10 N, vilket er 1,10 1,10 = = m = 1, m ρ olja 900 9,82 öremålets densitet m 0,05 ρ = = k/m = 2455 k/m 4 1,24 10 öremålets densitet är således 2450 k/m. /cm Svar: 12 /cm Svar: 2450 k/m Densitet vancerade Uppifter 16. Beräkna densiteten av en metalleerin bestående av 25% koppar, 7% silver och resten uld. Procenttalen avser massprocent. Bortse från volymförändrinar då man framställer leerinen.