Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Transkript

1 Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet (fylls i av ansvarig) Datum för tentamen 911 Sal T1, T, U1, U3 Tid 8-1 Kurskod Provkod Kursnamn/benämning BFL11/BFL1 TEN1 Fysik A för tekniskt/naturvetenskapligt basår Institution IFM Antal uppgifter som 6 ingår i tentamen Antal sidor på tentamen (inkl. 5 försättsbladet) Jour/Kursansvarig Telefon under skrivtid Besöker salen ca kl. 9, 11 Kursadministratör Anette Andersson (namn + tfnnr + mailadress) Tillåtna hjälpmedel Se nästa sida! Övrigt (exempel när resultat kan ses på webben, betygsgränser, visning, övriga salar tentan går i m.m.)

2 Linköpings Tekniska Högskola IFM, MatNat Fysik tel Tentamen Fysik A, BFL11/BFL1, Tekniskt basår måndagen den 1 december 9, kl 8:-1: Hjälpmedel: Räknedosa Formelsamling: Ekholm m. fl., Formler & tabeller i Fysik, Matematik och Kemi, Konvergenta HB Några råd och förhållningsregler En del formler, konstanter och tabellvärden du kan behöva är givna på det sista bladet. Problemen är inte givna i svårighetsordning. Ta problemen i den ordning som känns bäst för dig! Skriv ett tydligt svar till varje uppgift. Av din lösning skall det klart framgå hur du resonerar. Använd gärna figurer för att förklara. Lämna in prydligt renskrivna lösningar. Skriv bara på ena sidan av pappret. Skriv AID-nummer på varje blad. Jag tittar in ca kl 9 och 11 för att svara på frågor om eventuella oklarheter i problemtexten. Lycka till

3 1. a) Linnéa har ett instrument för att mäta brytningsindex för vätskor. Vid botten av en fylld vätskebehållare finns en laser som skickar en ljusstråle upp mot vätskans plana horisontella gränsyta mot den omgivande luften. Infallsvinkeln mot vätskeytan kan varieras kontinuerligt, och brytningsvinkeln mäts. Linnéas resultat för en okänd vätska visas i diagrammet nedan. a) Bestäm vätskans brytningsindex! (1 p) b) Varför får man ingen brytningsvinkel för infallsvinklar större än ca 39º? (1 p) c) Ett stearinljus placeras 5 cm framför en vit skärm. När Linnéa håller en tunn positiv lins cm framför skärmen får hon en skarp bild av ljuset på skärmen. Bestäm linsens brännvidd och bildförstoringen! ( p) Ljusbrytning för okänd vätska Brytningsvinkel (grader) Infallsvinkel (grader) Fig. 1. Linus kommer till sin sommarstuga i slutet av vintern. Han måste elda för att få varmt vatten. Vattnet i brunnen har temperatur 5 ºC. a) Linus häller upp 3. liter brunnsvatten i en diskbalja. Han får sedan koka upp en viss mängd vatten och slå i baljan för att få den optimala temperaturen 4 ºC på sitt diskvatten Hur mycket kokhett vatten behöver han hälla i för att få diskvatten med rätt temperatur? ( p) b) Linus gör ett tankefel och häller i för mycket kokhett vatten, så att temperaturen blir 5.5 ºC och totala mängden vatten 6. liter. Linus rättar genast till detta genom att tillsätta lite nollgradig ren snö (dvs finkornig is). Hur mycket snö skall han lägga i för att få diskvatten med temperaturen 4 ºC? ( p) 3. a) En isbit med massan 1 g släpps ned i en mätcylinder som är till hälften fylld med vatten. Cylinderns bottenarea är cm. Hur mycket stiger vattennivån när isbiten ligger stilla och flyter? ( p) b) 1% av isbitens volym finns ovanför vattenytan. Beräkna med hjälp av detta faktum isbitens densitet. (1 p) c) Blir vattennivån högre när isbiten har smält? Motivera ditt svar! (1 p)

4 4. a) Linnéa kopplar in en sträckt motståndstråd till ett bilbatteri med polspänningen 1 V. Tråden är 35 cm lång,.3 mm tjock och den har resistiviteten Ωm. Bestäm effektutvecklingen i motståndstråden! ( p) b) Två identiska kulor, båda med laddningen +6 µc, är utplacerade i punkterna ( cm, cm) och ( cm, 3 cm). En liten kula med laddningen -1 µc placeras i punkten ( cm, 15 cm). Bestäm den resulterande kraften på kulan i mitten! ( p) 5. Linus gör mätningar på en friktionsfri glidbana. Han ordnar så att ena änden av glidbanan ligger 5.1 cm högre än den andra. a) Linus håller den lilla släden stilla vid den högre änden och släpper sedan. Vilken hastighet har släden när den når fram till den lägre änden? (1 p) b) Linus konstaterar att slädens färd från start till slut tar tiden 4. s. Hur lång var glidbanan? (1 p) c) Bestäm kraftkomposanten i glidbanans riktning! Slädens massa var. kg. ( p) 6. Linnéa har lagt upp en 3. m lång bräda på två bockar med.4 m mellanrum. Hon skall använda brädan som en plattform när hon målar ett tak. Brädan väger 15 kg och Linnéa 6 kg. Först står Linnéa mitt på brädan och målar. a) Rita i figur ut samtliga krafter på brädan! (1 p) b) Linnéa flyttar sig så att hon står rakt över den ena bocken. Beräkna kraften från denna bock på brädan! ( p) c) Hur långt utanför bocken kan Linnéa gå utan att brädan vippar? (1 p).4 m

5 Fysikaliska formler, konstanter och tabellvärden Tyngdfaktorn (tyngdaccelerationen) g = 9.8 m/s Arkimedes princip F Vg L = ρ v Elektronens laddning Elektronens massa e = C me = kg Coulombs lag F Q Q = k k r 1 9, = 9. 1 Nm /C Likformigt accelererad rörelse med begynnelsehastighet v = v + at s = v t + at v s = 1 + v t v = v + as Uppvärmning av materia E = cm T Smältning E = c s m Kokning E = c k m