Den kinetiska energin för bilen ges av massan och sluthastigheten enligt

Transkript

1 FYSIKTÄVLINGEN Fnaln - o apl LÖSNINGSFÖSLAG SVENSKA FYSIKESAMFNDET. a Dn kompla ablln s u nlg följan T/s Hasg/(m/s Acclaon (m/s Kaf (N Säcka (m Ab (Nm,7 3,, , 3, ,, 3, , 6,8, 3 5, 3,3, ,8 35,8, ,5,, ,8,7, ,, , 53,6, , 58,, Anmäknnga Acclaonn ä n mlacclaaon un fögån snvall. Kafn ä n mlkaf un fögån snvall. Säckan oc ab avs föållann v fögån snvalls slu. sn av agammn famgå av följan gaf b Av ablln famgå a oala ab som summas n ssa kolumnn bl,7 MJ. Dn knska ngn fö bln gs av massan oc sluasgn nlg 76 58, mv k,7 MJ Sva: D uäa mkanska ab ä lka so som blns ölsng,7 MJ. a Anal käno av K gs av λ N N oc akvn fån ssa gs av

2 N λ A λ N λ N fsom λ ä l v äkna ju fö s. ln ln V a λ s,7 s T½, m,, oc N käno 3,6 käno 7 av u,66 K. (m ä massan av K. Da g akvn N 7 A λ N,7 3,6 B 6 B. D by a akvn fån kg mänsklg vävna gs av 6 8 B/kg 7 Sva: 8 B/kg b n å sönfall å ,8 käno. Vaj sönfall g ngn,3 MV. Om all nna ng skull absobas n vävna som usän n skull n ålga osn bl 6,8,3,6 J/kg,5 mj/kg,5 ms. (Efsom n all ng absobas av vävnan bl m änsyn ll a oc bologska fako sålosn säll,7 ms nlg akln uopyscsnws. Sva:,5 ms 3 a Om yngn av bållan fösummas by a bållan m vägasn komm a sga ll ss a n omgvan amosfän a samma ns som vägasn. Enlg allmänna gaslagn gäll pv nt p m T T Mg v s p p T V M M p p Ef logamng fås Mg ln ( M ä lufns molmassa M T,78 8, 3 8,6 g som g, T ln 8,35 73 ln,8 km Mg,86,8 Sva: Vägasbållan skull sga ungfä ml. b Lyfkafn på bållan ä skllnan mllan n unanänga lufns yng oc yngn av gasn bållan vs föållan mllan lyfkafna bl ( luf lum Vg,,785,6 ( luf vä Vg,,8 Lyfkafn sjunk allså nas m 7, % om vägasn bys mo lum. Sva: Lyfkafn sjunk m 7, %. Mg T

3 . Dn ffk som såla u fån soln ä nlg Sfans Bolzmanns lag P A sol σ T sol Av nna ffk äffas lnsn av π lns π lns π lns sol Plns A sol σ Tsol π sol σ Tsol σ T sol π π Dnna ffk llfös n svaa skvan som bln av soln amna på. V mpaujämvk såla n svaa skvan u lka myck som n moa. Skvan föusäs vaa sva oc såla bå fån sn fam oc baksa v s n sålan aan ä A bl. Bln solk kan uycka m jälp av solskvans aa fsom aaskalan ä kvaan på längskalan. (a bcknas m följ av nx. f Pu π bl σ Tskva π sol σ Tskva Enlg ngpncpn mås n ffk som äffa lnsn vaa lka m n ffk som såla u fån n svaa skvan v bos fån fölus lnsn. f π lns sol π sol σ Tskva σ T sol Ef fönklng få v å lns,5 T skva T sol 58 K som g f,5 T 5 K Sva: Skvan få mpaun 5 K. 5. a Dn lkomagnska kafn gs av oulombs lag K F. Gavaonskafn gs av gavaonslagn G m mp Fg D söka föållan bl K F, (,6 K 3 7 F G m g mp G m mp 6,67,,67,3 Sva: Kafna föåll sg som,

4 b Elkonn anas öa sg n cklbana kng poonn oc cnpalkafn gs av gavaonskafn. Va skall nlg Bos posula Boglvåglängn fö lkonn ymmas n gång n nnsa banan. Da g m vanlga bcknnga kvaonna m G m m v p λ π m v Dn ana kvaonn g v som nsa n fösa kvaonn g π m 3 (6,66 3 (,,67 π m mp G π 7 6,67 m, m,3 Da by a väaomn skull vaa sö än la synlga unvsum. Om unvsum ä 5 mlja å s v ju ögs lka många ljuså u ymn. Sva: Elkonns bana skull bl, m ll,3 3 ljuså v s sö än la synlga unvsum. 6. a Då lkonna acclas av spännngn få ngn. Da bl å också n maxmala ng som öngnsålnngn kan a v s c f λ som omfomas ll 3 8 c 6, λ V m, Vm,6 vlk väl sämm övns m aklföfaans xpmnlla vän. b D xpmnlla vän på oc λ max använs fö a a n gaf m λ max som funkon av. Tll ssa mäpunk anpassas n funkon m jälp av Pwg på n gafsk äkna,5 som g λ max 6,5 /kv λ max /pm 7, 5 6, 3 55,5 35 5, 5, 5 7, 3 ljuså Sva: Aklföfaan kan äva a λ konsan. max

5 7. a Dn vkala kafkomposann ågs Dagam A n a la n samma ckn (knng. D ögsa vä gsas å vkn passa jämvksläg. Ef n alv svängnng åupppas fölopp. D by a n gsa pon Dagam A ä alva pnlns po. Dagamm g fö pnln, s. Dagam B vsa n osonlla komposann som ä noll å jämvksläg passas. Pon Dagam B ä lka m n plana pnlsvängnngns po. Dagamm g pon, s. Pnllängn kan bsämmas u samban l T g,,8 T π som g l m, m. g π π Da föusä a vnkln ä föållanvs ln. I åns knng vka un ölsn kafn F som llsammans m Nwons ana lag g mv F ( Θ mg cos Θ l Enlg ngpncpn gäll mv mgl( cos Θ mgl( cosα ä α ä n sösa uslagvnkln. Dssa båa kvaon g F( Θ mg(3cos Θ cosα som a komposanna F ( Θ v mg(3cos Θ cosα cos Θ oc F( Θ mg(3cos Θ cosα sn Θ Då Θ α v s vänläg gäll F ( Θ mg(3cosα cosα cosα mg (cosα v F( Θ mg(3cosα cosα sn Θ mg cosα sn α I vänläg gäll nlg Dagam A oc B mg (cosα,75 N mg cos α sn α,35 N Dssa båa kvaon g α 5 oc m 3 g Sva: Svängnngn ä, s. Pnllängn ä, m. Dn sösa uslagsvnkln ä 5. Pnlkulans massa ä 3 g. 8. Dn laa konnsaon a fån böjan lanngn - ngn - Då n olaa konnsaon anslus bl sömmn ksn så smånngom noll oc spännngn,, öv konnsaona äm lka. Då gäll a 5

6 oc ( Engfölusn bl allså ( ( lanngn av g n upplanng av. Enlg Kcoffs spännngslag gäll u u ä ( ä lanngn på.. Da g som llsammans m ( ä sänngskapacansn ll båa konnsaona ksn g oc f vaon ffnalkvaonn m lösnngn, ä sasömmn. D uvckla väm ksn bl å ( Engfölusn mosvaas allså l av vämuvcklngn ksn oc ä obon av ksns ssans fsom n fnns m äla uyck fö väm. 6