Svar och anvisningar

Relevanta dokument
Svar och anvisningar

Svar och anvisningar

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik mars :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

Lösningar till Tentamen i fysik B del 1 vid förutbildningar vid Malmö högskola

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Lösningsförslag. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Prov Fysik B Lösningsförslag

Hjälpmedel: Grafritande miniräknare, gymnasieformelsamling, linjal och gradskiva

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Lösningar Heureka 2 Kapitel 14 Atomen

WALLENBERGS FYSIKPRIS

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Förslag: En laddad partikel i ett magnetfält påverkas av kraften F = qvb, dvs B = F qv = 0.31 T.

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

a) En pipa som är öppen i båda ändarna har svängningsbukar i ändarna och en nod i

Lösningar Heureka 2 Kapitel 7 Harmonisk svängningsrörelse

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik mars :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

WALLENBERGS FYSIKPRIS

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik 2. 5 juni :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t s(x,t) =s 0 sin 2π T x. v = fλ =3 5 m/s = 15 m/s

Final i Wallenbergs fysikpris

Alla svar till de extra uppgifterna

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Fysikum Kandidatprogrammet FK VT16 DEMONSTRATIONER MAGNETISM II. Helmholtzspolen Elektronstråle i magnetfält Bestämning av e/m

Kaströrelse. 3,3 m. 1,1 m

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST16h KBASX16h. TentamensKod: Tentamensdatum: Tid: 09:00 13:00

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Kapitel 33 The nature and propagation of light. Elektromagnetiska vågor Begreppen vågfront och stråle Reflektion och brytning (refraktion)

BFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/ Bastermin

Sammanfattning: Fysik A Del 2

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Lösningar Kap 7 Elektrisk energi, spänning och ström. Andreas Josefsson. Tullängsskolan Örebro

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Uppgift 3.5. Vi har att: a = dv dt enligt definitionen. Med vårt uttryck blir detta: dt = kv2. Vi separerar variablerna: v 2 = kdt

Tentamen i fysik B2 för tekniskt basår/termin VT 2014

The nature and propagation of light

27,8 19,4 3,2 = = ,63 = 3945 N = = 27,8 3,2 1 2,63 3,2 = 75,49 m 2

3. Potentialenergi i elfält och elektrisk potential

TENTAMEN I FYSIK. HF0025 Fysik för basår II TENA, 8 hp / TEN1, 8 hp Tekniskt basår/bastermin TBASA

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Lösningsförslag

Föreläsning 8. Ohms lag (Kap. 7.1) 7.1 i Griffiths

Lösningsförslag - tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 122 / BFL 111

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum:

Tentamen i Fysik för M, TFYA72

3. Ljus. 3.1 Det elektromagnetiska spektret

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

LÄRARHANDLEDNING Harmonisk svängningsrörelse

7. Atomfysik väteatomen

Sammanfattning Fysik A - Basåret

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

Tentamen i delkurs 1 (mekanik) för Basåret Fysik NBAF00

Mer om EM vågors polarisation. Vad händer om man lägger ihop två vågor med horisontell och vertikal polarisation?

= T. Bok. Fysik 3. Harmonisk kraft. Svängningsrörelse. Svängningsrörelse. k = = = Vågrörelse. F= -kx. Fjäder. F= -kx. massa 100 g töjer fjärder 4,0 cm

Svar: Inbromsningssträckan ökar med 10 m eller som Sören Törnkvist formulerar svaret på s 88 i sin bok Fysik per vers :

Tentamen ellära 92FY21 och 27

FYSIKTÄVLINGEN. KVALIFICERINGS- OCH LAGTÄVLING 5 februari 2004 LÖSNINGSFÖRSLAG SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET

TENTAMEN. Linje: Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling. Umeå Universitet. Lärare: Joakim Lundin

Kurs: Kemi/Fysik 2 Fysikdelen Kurskod LUI103. Examinator: Anna-Carin Larsson Tentamens datum

2.7 Virvelströmmar. Om ledaren är i rörelse kommer den att bromsas in, eftersom det inducerade magnetfältet och det yttre fältet är motsatt riktade.

PROV I FYSIK KURS B FRÅN NATIONELLA PROVBANKEN

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

Mekanik F, del 2 (FFM521)

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 hp, FK4009 Torsdagen den 21 augusti 2008 kl 9-15

Denna våg är. A. Longitudinell. B. Transversell. C. Något annat

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum: Examinator/Tfn: Hans Åkerstedt/ Skrivtid:

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 7 Kvantfysik, Atom-, Molekyl- och Fasta Tillståndets Fysik

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 1

Tenta svar. E(r) = E(r)ˆr. Vi tillämpar Gauss sats på de tre områdena och väljer integrationsytan S till en sfär med radie r:

Fysik 1 Rörelsemängd och Ellära, kap. 6 och 9

Lösningar Heureka 2 Kapitel 3 Rörelse i två dimensioner

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 122 / BFL 111

Uppgift 3.5. Vi har att: a = dv dt enligt definitionen. Med vårt uttryck blir detta: Vi separerar variablerna: Vi kan nu integrera båda leden: Z dv

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)

1( ), 2( ), 3( ), 4( ), 5( ), 6( ), 7( ), 8( ), 9( )

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2

Prov (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 21 oktober, 2006

Tentamen i ELEKTROMAGNETISM I, för W2 och ES2 (1FA514)

FK Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00

Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p kl

Lösningsförslag. Universitetet i Linköping Institutionen för Fysik och Mätteknik Arno Platau. Tentamen för "BFL 110, Tekniskt Basår, Fysik del 3"

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Transkript:

15030 BFL10 1 Tenta 15030 Fysik : BFL10 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Enligt superpositionsprincipen ska vi addera elongationerna: y/cm 1 1 x/cm b) Reflektionslagen säger att reflektionsvinkeln är lika med infallsvinkeln, θ i. Enligt brytningslagen har vi: n i sin θ i = n b sin θ b där n i är brytningsindex för luft och n b är brytningsindex för glaset. Vi ser att: sinθ b = n i sin θ i = 1 sin 30,0 n b 1,55 där vi satt n i = 1 samt använt n b =1,55 och θ i = 30,0. Vi får då att: och vi får brytningsvinkeln: sin θ b = 1 1 =0,358... 1,55 θ b = 18,8 Svar: Reflektionsvinkeln är 30,0 och brytningsvinkeln är 18,8 Uppgift a) Plankans mass kan tänkas vara koncentrerad i tyngdpunkten (masscentrum), som bör befinna sig i mitten av plankan. Vi tecknar momentekvationen med avseende på punkten där stödet ligger an, och mäter därför avstånd därifrån: L F (L d) mg d =0 Vi löser ut den sökta kraften: Svar: 19,1 N F = mg L/ d L d =7,80 9,83,00/ 1,00 3,00 1,00 N = 19,1N

15030 BFL10 b) Vi räknar på gränsfallet då bilen just börjar lätta vid toppen av krönet. Normalkraften från underlaget är då noll, och det är endast tyngdkraften mg som utgör (den nedåtriktade) centripetalkraften: F c = mg Vi kan teckna centripetalkraften som: F c = mv r och vi löser ut hastigheten: Svar: 5 m/s mv r = mg v r = g och får ekvationen: v = gr = 9,8 65 m/s = 5 m/s Uppgift 3 a) Svar: En elektron frigörs då en foton med tillräckligt hög energi lämnar över all sin energi till elektronen. Ju fler fotoner som faller in under ett tidsintervall desto fler elektroner frigörs. Frekvens/våglängd hos fotonen samt metallens utträdesarbete avgör huruvida elektroner överhuvudtaget kommer att frigöras eller inte. Det råder inte proportionalitet mellan dessa storheter och antalet frigjorda elektroner. Därmed är A det rätta alternativet. b) Vi uttrycker energinivåerna i förhållande till joniseringsnivån (n = ), där vi sätter E =0. Eftersom det krävs 3 ev för att jonisera atomen får vi att E 1 = 3 ev. Vid övergång från n =4tiln =1sänds ljus ut med våglängden λ = 155 nm, vilket innebär att: E = E 4 E 1 = hc λ = 6,66 10 34,998 10 8 155 10 9 J=0,1816 10 17 0,1816 10 17 J= 1,60 10 19 ev = 8,00 ev Alltså har vi E 4 = E 1 + E =( 3 + 8,00) ev = 15 ev Svar: Grundtillståndet har energin 3 ev och n = 4 har energin 15 ev. c) Vi ritar ut de fyra relevanta energinivåerna och de möjliga vägarna som elektronen kan deexciteras på. Varje övergång motsvarar en viss våglängd på det utsända ljuset, dvs en spektrallinje. Vissa övergångar förekommer flera gånger, och vi ser att det finns sex olika spektrallinjer. Svar: 6 olika linjer.

15030 BFL10 3 Uppgift 4 a) Svar: Laddningarna befinner sig på varsin sida om en strömförande ledare. Kring den strömförande ledaren finns ett magnetfält. Fältlinjerna pekar ut ur papprets plan till höger om ledaren och in i papprets plan till vänster om ledaren. Om kraften ska vara riktad åt samma håll för båda partiklarna måste laddningarn ha olika tecken. Alltså är alternativ A och C fel. Laddningarna kan inte vara lika stora eftersom Q befinner sig närmare ledaren än vad Q 1 gör. Kraftens storlek ges ju av F = qvb, ochv är samma för båda. Alltså är B rätt. b) Då vi rör ledaren med hastigheten v induceras emk:n e = LvB där L är ledarens längd och B är magnetiska flödestätheten. Ledaren fungerar alltså som en spänningskälla Strömmen som kommer flyta i kretsen fås med Ohms lag: I = U R = e R = LvB 0,040 0,050 0,30 = A=0,030 A = 30 ma R 0,00 Svar: 30 ma c) Den mekaniska effekten som utförs är lika med den elektriska effektutvecklingen: P = RI Under tiden t utförs så arbetet: Svar: 18 µj W = P t = RI t =0,00 0,030 1,0 J = 18 µj Uppgift 5 a) Vi kan dela upp en tvådimensionell rörelse i x- och y-komposanter. Mellan plattorna finns ett homogent elektriskt fält riktat mot den negativa plattan. Arbetet att flytta elektronen i det homogena fältet är oberoende av vägen, och beror endast på spänningen: W = qu, där q är elektronens laddning. Innan elektronen kommer in mellan plattorna är dess rörelseenergi: E k = mv Rörelseenergin minskar med arbetet W och rörelseenergin vid P är: Svar: 0,19 fj E k,p = mv qu = 9,109 10 31 9 10 6 J 1,60 10 19 1,1954 10 3 J = 3,830 10 16 J 1,915 10 16 J = 1,915 10 16 J 0,19 fj

15030 BFL10 4 b) Vi kan behandla elektronens rörelse som en kaströrelse. Accelerationen som är riktad nedåt är i detta fall: där kraften beror på fältstyrkan: a = F m F = qe, och fältstyrkan kan skrivas med hjälp av avståndet d mellan plattorna som: Om vi kombinerar dessa samband får vi: E = U d. a = F m = qe m = qu dm Formlerna för kaströrelse är: x(t) y(t) = v 0 t cos α = v 0 t sin α at, där kastvinkeln α = 45, och vi har satt origo vid inträdespunkten. Vi använder y-formeln för att beräkna tiden då elektronen är vid utgången: med lösningar t =0eller v 0 t sin 45 qu t dm =0 t v 0 sin 45 qu t =0 dm t = dm qu v 0 sin 45 0,06 9,109 10 31 1 = 1,60 10 19 1,1954 10 3 9 10 6 s = 11,70 10 9 s Genom att sätta in denna tid i x-ekvationen får den sökta sträckan: Svar: 0,4 m x(11,7 10 9 ) = 9 10 6 11,7 10 9 cos 45 m=0,4 m

15030 BFL10 5 Uppgift 6 a) Hastigheten kan skrivas: v = ωa cos ωt där ω =πf = π π.största värdet på hastigheten är alltså A. Amplituden är T T känd, men vi behöver ta reda på periodtiden T.Största hastigheten fås då membranet passerar jämviktsläget och störst acceleration fås i vändlägena. Mellan två sådana tidpunkter går (minst) tiden T/4, som är den tid som anges i uppgiften, dvs 0,65 ms. Därmed har vi att T =4 0,65 ms =,6 ms och vi får maximala hastigheten: Svar: 4 mm/s π,6 10 3 0,01 10 3 m/s = 0,04 m/s = 4 mm/s b) Det skramlar om gemet då membranets acceleration är större än tyngdaccelerationen, g. Största accelerationen är Aω eftersom: a = Aω sin ωt enligt formelsamlingen. Vi räknar på gränsfallet: g = Aω A = g ω = Med g =9,8 m/s och f = 50 Hz får vi: Svar: 0,099 mm g 4π f A = 9,8 4π 50 m=9,9 10 5 m=0,099 mm