Miniräknare, formelsamling

Transkript

1 Umeå Universitet TENTAMEN Linje: Kurs: Hjälpmedel: Fysik B Miniräknare, formelsamling Lärare: Joakim Lundin Datum: Tid: Kod:... Grupp:... Poäng:... Betyg U G VG... Tentamen i Fysik B (6)

2 Del A: Endast svar med korrekt enhet och korrekt antal värdesiffror krävs. 1 poäng per uppgift. (Fyll i svaren direkt på tentan och lämna in denna tillsammans med dina lösningar till uppgifterna i del B.) 1. En partikel utför en harmonisk svängning enligt y=0.12*sin(πt). Beräkna tiden det tar för partikeln att röra sig mellan y = 0,12 och y = -0,12. Svar:. 2. Två vagnar rör sig utan friktionsförluster på en rät horisontell bana och kolliderar oelastiskt med varandra. Stötförloppet pågår mellan tidpunkterna t 1 och t 2. a)vilken figur nedan åskådliggör vagnarnas sammanlagda rörelsemängd som funktion av tiden? (0,5p) Svar:. b)vilken figur åskådliggör vagnarnas sammanlagda rörelseenergi som funktion av tiden? (0,5p) Svar:. Tentamen i Fysik B (6)

3 3 Hur starkt uppåtriktat elektriskt fält krävs för att hålla en elektron svävande i jordens gravitationsfält? 4. Hur varm ska en sfär med arean 77,0 cm 2 vara för att den ska stråla ut 75 W? 5. Ett 12-volts batteri kopplas i serie med två resistorer med resistanserna 3, 2 Ω och 3, 8 Ω. Batteriets positiva pol är jordad (se figur). Beräkna potentialen i en punkt A mellan de båda resistorerna. 6. Hur stor area ska en kondensatorplatta ha om dess kapacitans ska vara 1,0 nf? Avståndet mellan plattorna är 0,15 mm och det är vakuum mellan plattorna. Tentamen i Fysik B (6)

4 7. Rött ljus har våglängden 725 nm. Hur stor energi har en foton av detta ljus? 8. Efter the big bang var vårt universum mycket varmt, men i takt med att universum expanderat har det successivt blivit kallare. Astronomer kan fortfarande se rester av det tidiga big bang i form av en kosmisk bakgrundsstrålning. Denna strålning är svartkroppsstrålning med temperaturen 2,725 K. Vid vilken våglängd söker astronomerna efter denna strålning? 9. Vilken fart har partikeln i uppgift 1 vid tiden t = 0,73 s? 10. En godsvagn som väger 61 ton och rullar med farten 0,25 m/s. Ett rep hänger efter vagnen. En basårsstudent försöker bromsa vagnen genom att dra i repet. Studenten drar med kraften 275 N. Efter hur lång tid stannar vagnen? Tentamen i Fysik B (6)

5 Del B: För full poäng krävs fullständiga lösningar med korrekt antal värdesiffror och rätt enhet. 11. Du står mitt på en fotbollsplan och sparkar en fotboll. Den får utgångshastigheten 20,0 m/s och vinkeln 60,0 mot markytan. a) Efter hur lång tid når bollen sitt högsta läge? (2p) b) Hur stor fart har bollen i detta ögonblick? (1p) 12. En elektron snurrar i ett homogent magnetfält med styrkan B = 0,10 mt. Elektronens fart är 2,0 Mm/s. a) Hur stor kraft påverkar elektronen? (1,5p) b) Vilken radie har den cirkulära elektronbanan? (1,5p) 13. En rymdfarkost med massan 1,7 ton rör sig med 95 % av ljushastigheten. Farkosten är 7,0 m lång. a) Vilken total energi har farkosten? (1p) b) Vilken rörelseenergi har farkosten? (1p) c) Hur lång uppfattas farkosten vara av en observatör på marken? (1p) 14. Framför en laserljuskälla som emitterar monokromatisk strålning med våglängden 633 nm placeras vinkelrätt mot strålriktningen ett gitter vars gitterkonstant man vill bestämma. På en skala på 2,00 m avstånd från gittret iakttas tre röda ljusfläckar, en rakt fram på delstrecket 100 cm och de andra på delstrecken 17 cm och 183 cm (se figuren). Beräkna gitterkonstanten. (3p) Tentamen i Fysik B (6)

6 15. Ett föremål rör sig i den bana som figuren visar. I ett läge är hastigheten v 1 och 2,0 s senare är den v 2. a) Beräkna v = v 2 - v 1 till storlek och riktning. (2p) b) Bestäm medelaccelerationens storlek. (1p) Hastighetsvektorernas storlek erhålls ur fartskalan i figuren. 16. Figuren visar två likadana punktformiga högtalare A och B, som befinner sig på avståndet 0,60 m från varandra och är kopplade i serie till samma tongenerator. I en punkt P 0 på mittpunktsnormalen till AB är en mikrofon placerad. Avståndet från P 0 till linjen AB är 1,00 m. Mikrofonen är kopplad till en hörtelefon. Då mikrofonen flyttas parallellt med AB en sträcka 0,30 m från P 0 till P minskar ljudet i hörtelefonen till ett minimum. a) Hur mycket kortare (uttryckt i vågängder) är avståndet PB än avståndet PA (1p) b) Bestäm ljudets fart om tongeneratorns frekvens är 1,00 khz. (2p) Lycka till!!! Tentamen i Fysik B (6)