Umeå Universitet TENTAMEN Linje: Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling Lärare: Joakim Lundin Datum: 09-10-28 Tid: 09.00-15.00 Kod:... Grupp:... Betyg Poäng:... U G VG... 1
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. Hur mycket väger luften i ett rum med längden 9,5 m, bredden 6,2 m och höjden 2,6 m? Luftens densitet är 1,3 kg/m 3. 2. En blomkruka med massan 2,0 kg faller från 2:a våningen. Fallhöjden är 4,1 m. Vilken hastighet har krukan då den slår i marken? Luftmotståndet kan försummas. 3. En dykare befinner sig i en sjö på ett djup av 63 m. Hur stort är vatten-trycket som dykaren utsätts för. 4. Den vänstra figuren visar tre krafter som verkar på en kropp i punkten P. Vilken ytterligare kraft erfordras för att kroppen skall få accelerationen noll? Välj alternativ från den högra figuren. 2
5. Tre resistorer är kopplade till en spänningskälla som figuren visar. Resistansen R 1 är större än resistansen R 2. Vilka två av nedanstående påståenden är riktiga? a) Strömmen i AB är större än strömmen i AC b) Strömmen i AB är lika med strömmen i AC c) Strömmen i AB är mindre än strömmen i AC d) Strömmen i DF är större än strömmen i EF e) Strömmen i DF är lika med strömmen i EF f) Strömmen i DF är mindre än strömmen i EF 6. Grannens företagsamma 2-åriga dotter Kajsa har hittat en ny lekkamrat i tant Agdas katt. Kajsa greppar katten i svansen och släpar katten över golvet en sträcka på 3,0 m mellan docksängen och gunghästen. Vilket arbete uträttar Kajsa om hon drar i svansen med 10 N i en riktning 37 mot golvet? Katten är svart, väger 5 kg och åt Whiskas med sardinsmak till lunch. 7. Accelerationen hos en bil som rör sig rätlinjigt varierar med tiden så som diagrammet visar. Bilen startar från vila vid t = 0. Vid vilken av tidpunkterna t1, t2, t3, t4, t5 är hastigheten störst? 3
8. En fallskärmshoppare, som tillsammans med sin utrustning väger 75 kg sjunker mot marken med konstant fart. Med vilken kraft verkar luftmotståndet? 9. En parallell ljusstråle infaller från luft mot en vattenyta. Vinkeln mellan strålen och vattenytan är 10 o. Hur stor är vinkeln v mellan strålen och vattenytan efter brytningen nere i vattnet? Hämta värdet på vattens brytningsindex i formelsamlingen. 10. En bil med massan 0,96 ton bromsas från hastigheten 25 m/s till stillastående enligt diagrammet. Bestäm den bromsande kraften. 4
Del B: För full poäng krävs fullständiga lösningar med korrekt antal värdesiffror och rätt enhet. Tydliga figurer skall ritas där så behövs! 11. En planka ligger på ett bord. I en liten krok på kortsidan av plankan hänger en vikt med massan 5,0 kg. Man prövar hur långt ut över bordskanten plankan kan ligga utan att tippa. Figuren visar detta gränsläge. Plankan är 61 cm lång och skjuter ut 19 cm utanför bordets kant. Hur stor är dess massa? 12. Håkan har fått i uppgift att beräkna kostnaden för uppvärmning av sitt duschvatten. Han duschar ungefär 8 min per dag. För att få veta vattenåtgången ställer han en hink under duschen. Efter en minut är det 12 l vatten i hinken. Han utgår från att duschvattnet värms från 11 C till 41 C. Håkan vet att 4,2 kj räcker till att värma 1,0 liter vatten 1,0 C. Energipriset är 1,58 10-4 kr/kj. a) Beräkna den totala energiåtgången för en 8-minutersdusch (2p) b) Vad blir den beräknade kostnaden för en sådan dusch? (1p) (3p) 13. En resistor R med okänd resistans samt två andra resistorer är anslutna till en spänningskälla med polspänningen 13 V (se figur). Strömmen genom resistorn med resistansen 20,0Ω är 0,35 A. Beräkna a) Spänningen över 20 ohmsresistorn. (0,5p) b) Spänningen över 11 ohmsresistorn (0,5p) c) Strömmen genom 11 ohmsresistorn (1p) d) Resistansen R (1p) 5
14. En lins placeras mellan ett föremål och en skärm. Avståndet mellan föremål och skärm är 5,0 m. Bilden på skärmen blir fyra gånger större än föremålet. a) Beräkna linsens brännvidd matematiskt. (1,5p) b) Utför en korrekt bildkonstruktion av ljusstrålarnas väg och bestäm grafiskt linsens brännvidd från bilden. (1,5p) 15. En vagn (se figuren) får rulla friktionsfritt utför ett lutande plan. Vagnens massa är 8,5 kg och vinkeln γ är 20,0. Beräkna vagnens acceleration. 16. Mellan två horisontella och inbördes parallella laddade plattor är avståndet 2,0 cm. Mellan plattorna är det vakuum. Plattorna ansluts till varsin pol av en spänningskälla som håller 19 4,0 kv, så att den övre plattan får negativ laddning. En partikel med massan 2,9 10 kg, laddad med en positiv elementarladdning, dvs en laddning som är lika stor som elektronens men med motsatt tecken, lösgörs utan begynnelsehastighet från den undre plattan. Tyngdkraften kan försummas Beräkna: a) partikelns hastighet när den träffar den övre plattan. (2p) b) den elektriska kraft som verkar på partikeln. (1p) (3p) 6