Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Transkript

1 Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet (fylls i av ansvarig) Datum för tentamen 111 Sal KÅRA, T1 Tid Kurskod Provkod Kursnamn/benämning BFL11 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. 15, 17 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, Tekniskt basår tisdagen den 1 december 1, kl 14:-18: 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 15 och 17 för att svara på frågor om eventuella oklarheter i problemtexten. Lycka till

3 1. a) En dykare står på botten i en bassäng fylld med vatten och lyser med en laser upp mot den horisontella plana gränsytan mot luften med en infallsvinkel på 47º. Beräkna och rita i figur hur laserstrålen fortsätter i luften. (1 p) b) Vad händer då dykaren ökar infallsvinkeln till 5º? (1 p) c) Linnéa ställer ett brinnande stearinljus på en bänk 45 cm framför en vit skärm. Vad skall hon välja för brännvidd och var skall hon placera en tunn positiv lins för att få en bild som är precis dubbelt så stor som objektet? ( p). Linus har 1. dm 3 vatten med temperaturen 3 ºC i en välisolerad behållare. Linus tillsätter gradvis 115 g is av temperaturen ºC och rör om. Han får till slut en jämviktstemperatur på 19 ºC. Vad ger denna mätning för värde på isens specifika smältentalpi? ( p) b) Nedan visas tre isolerade bägare vars innehåll ska värmas upp från till 1 C med en och samma doppvärmare i tre påföljande experiment. Vattnet har massan M i alla försök, och blybiten i B har samma massa (m) som kopparbiten i C. Vilken uppvärmningsprocess tar längst tid? Motivera! ( p) Bly Koppar A B C 3. Med en dynamometer konstateras att en viss kungakrona har tyngden 4.5 N. För att bestämma densiteten för materialet i kronan, så hängs kronan i dynamometern och nedsänks i en bräddfull behållare med vatten så att hela kronan är under vatten. Allt vatten som rinner över samlas upp och uppmäts till 38 cm 3. a) Bestäm densiteten för materialet i kronan! (1 p) b) Vad visar dynamometern när kronan är nedsänkt? (1 p) c) I figuren nedan är kärlet till största delen fyllt med vatten. I de tre rör som sticker upp hälls tre olika vätskor som inte blandar sig med vatten. Förklara varför man får olika höjd på vätskorna i rören, och ange vilken vätska som har störst densitet. Man kan helt bortse från effekter av ytspänning. ( p)

4 4. a) Linnéa har tre identiska motstånd med resistansen 1 Ω. I ett visst läge har hon behov av en resistans på 15 Ω. Ange en hopkoppling av resistanserna som ger denna resulterande resistans. Beräkningar och skiss krävs. (1 p) b) Linnéa kopplar motståndet på 15 Ω i serie med en glödlampa märkt 6 V/3 W och ett spänningsaggregat. Vilken spänning krävs för att glödlampan skall lysa med normal styrka? (1 p) c) Tre identiska små kulor, A, B och C, har alla lika stor positiv laddning och är utplacerade utmed en rät linje enligt figuren nedan. Kraften på kula B från kula A är 5. µn. Bestäm storlek och riktning för den totala resulterande kraften på kula B. ( p) A B C 8. cm 4. cm 5. Linnéa drar Linus på en stor kälke på plan mark med hårt packad snö. Linnéa väger 6 kg, Linus 7 kg och kälken kg. När Linnéa drar kälken i repet som sitter i kälkens framända, så bildar repet vinkeln 3º mot markplanet. När kälken glider med konstant hastighet, så är Linnéas kraft 99 N. a) Bestäm den friktionskraft och den normalkraft som verkar på kälken! ( p) b) Bestäm friktionskoefficienten! (1 p) c) Linnéa drar kälken med konstant hastighet sträckan 19 m. Bestäm hur stort arbete hon uträttar. (1 p) 6. En viss bil med massan 15 kg måste utveckla effekten 1 kw för att framföras med hastigheten 5 m/s på plan asfalt. a) Bestäm den totala friktionskraft som verkar på bilen! ( p) b) Hur stor effekt krävs för att hålla samma konstanta hastighet i en uppförsbacke med lutning 5.º? (1 p) c) Vad händer med bilen i en nedförsbacke med lutning 5.º om man utvecklar den ursprungliga effekten på 1 kw? (1 p)

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