45 o. Mekanik mk, SG1102, Lösningar till problemtentamen, KTH Mekanik

Relevanta dokument
LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 13. Systemets masscentrum G ligger hela tiden vid axeln. Kraftekvationen för hela systemet:

Lösningar till problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs. Problemtentamen

Tentamen i mekanik TFYA kl

Tentamen i mekanik TFYA16

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY. Omtentamen

Tentamen i mekanik TFYA kl. 8-13

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

6.4 Svängningsrörelse Ledningar

Lösningar till problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Lösningsförslag, v0.4

Lösningsförslag Dugga i Mekanik, grundkurs för F, del 2 September 2014

Biomekanik, 5 poäng Kinetik

Denna vattenmängd passerar också de 18 hålen med hastigheten v

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

x(t) =A cos(!t) sin(!t)

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN m fl. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas!

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 1. Systemets masscentrum G ligger hela tiden vid axeln. Kraftekvationen för hela systemet: F = ma

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 9. Förklaring till dragkraftens storlek är: f

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Problemtentamen. = (3,4,5)P, r 1. = (0,2,1)a F 2. = (0,0,0)a F 3. = (2,"3,4)P, r 2

Harmonisk oscillator Ulf Torkelsson

m 1 + m 2 v 2 m 1 m 2 v 1 Mekanik mk, SG1102, Problemtentamen , kl KTH Mekanik

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

KUNGL TEKNISKA HÖGSKOLAN INSTITUTIONEN FÖR MEKANIK Richard Hsieh, Karl-Erik Thylwe

Kap 6 Partikelns kinetik

Kursinformation TMME13. MEKANIK Dynamik. HT1, läsåret Ulf Edlund (examinator) Lars Johansson

Omtentamen i Mekanik I SG1130, grundkurs för CMATD och CL. Problemtentamen

Svar till repetitionsuppgifter i Fysik B på Kap 1 Kraft och rörelse samt Kaströrelse.

Deltentamen. TMA044 Flervariabelanalys E2

LABKOMPENDIUM. TFYA76 Mekanik

Tentamen i mekanik TFYA kl

Tentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08

Hur Keplers lagar för planetrörelser följer av Newtons allmänna fysikaliska lagar.

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 2 Dynamik

Tentamen i mekanik TFYA16

Mekanik för I, SG1109, Lösningar till problemtentamen,

Följande uttryck används ofta i olika problem som leder till differentialekvationer: Formell beskrivning det finns ett tal k så att A=kB

Tentamensskrivning i Mekanik - Dynamik, för M.

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

Kurs: HF1903 Matematik 1, Moment TEN1 (Linjär Algebra) Datum: 25 augusti 2017 Skrivtid 8:00 12:00

Uppgift 3. (1p) Beräkna volymen av pyramiden vars hörn är A=(2,2,2), B=(2,3,4), C=(3,3,3) och D=(3,4,9).

Tentamen i SG1140 Mekanik II. Problemtentamen

Linköpings universitet 2007 IFM-Kemi. Enzymkinetik. enzymet mättat på substrat. Hastigheten maximal = V max.

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Om α är vinkeln från dörröppningens mitt till första minimipunkten gäller. m x = 3,34 m

I stötuppgifterna bortser vi från den impuls som yttre krafter ger under själva stöttiden.

Lösningar Heureka 2 Kapitel 3 Rörelse i två dimensioner

Repetion. Jonas Björnsson. 1. Lyft ut den/de intressanta kopp/kropparna från den verkliga världen

10. MEKANISKA SVÄNGNINGAR

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1 m fl. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas!

. Bestäm för denna studs stöttalet e! Lösning: Energiprincipen för bollens fall ner mot underlaget ger omedelbart före stöt:

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik och partikeldynamik

Prov i matematik Fristående kurs Analys MN1 distans UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Anders Källström

9.2 Kinetik Allmän plan rörelse Ledningar

Datum: Författare: Olof Karis Hjälpmedel: Physics handbook. Beta Mathematics handbook. Pennor, linjal, miniräknare. Skrivtid: 5 timmar.

Tentamen i Mekanik I SG1130, baskurs P1 och M1. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas!

TFYA16/TEN :00 13:00

1. För en partikel som utför en harmonisk svängningsrörelse gäller att dess. acceleration a beror av dess läge x enligt diagrammet nedan.

Bestäm den sida som är markerad med x.

university-logo Mekanik Repetition CBGA02, FYGA03, FYGA07 Jens Fjelstad 1 / 11

Mekanik Föreläsning 8

(Eftersom kraften p. g. a. jordens gravitation är lite jämfört med inbromsningskraften kan du försumma gravitationen i din beräkning).

Lösning till TENTAMEN

Newtons 3:e lag: De par av krafter som uppstår tillsammans är av samma typ, men verkar på olika föremål.

KOMIHÅG 10: Effekt och arbete Effekt- och arbetslag Föreläsning 11: Arbete och lagrad (potentiell) energi

3. Om ett objekt accelereras mot en punkt kommer det alltid närmare den punkten.

IV. Ekvationslösning och inversa funktioner

ID-Kod: Program: Svarsformulär för A-delen. [ ] Markera om du lämnat kommentarer på baksidan.

TFYA16/TEN2. Tentamen Mekanik. 12 januari :00 13:00. Tentamen besta r av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poa ng.

Introhäfte Fysik II. för. Teknisk bastermin ht 2018

10 Relativitetsteori och partikelfysik

Övningar i Reglerteknik

Obs: Använd vektorstreck för att beteckna vektorstorheter. Motivera införda ekvationer!

Svar och anvisningar

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Lösningsförslag till tentamen MVE465, Linjär algebra och analys fortsättning K/Bt/Kf

YTTERLIGARE information om regler angående A- och B-uppgifter finns på sista sidan. LYCKA TILL! Program och grupp:

= v! p + r! p = r! p, ty v och p är dt parallella. Definiera som en ny storhet: Rörelsemängdsmoment: H O

Massa, rörelsemängd och energi inom relativitetsteorin

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

L HOSPITALS REGEL OCH MACLAURINSERIER.

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

STOCKE OLMS UNIVERSITET FYS IKUM

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

TFYA16/TEN2. Tentamen Mekanik. 29 mars :00 19:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

LÖSNINGAR TENTAMEN MEKANIK II 1FA102

4.2 Sant: Utfört arbete är lika stort som den energi som omvandlas p.g.a. arbetet. Svar: Sant

Armin Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR. n. Om O betecknar origo och T masscentrum då gäller ===========================================================

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

G16. En kula skjuts upp med hastigheten 22 m/s och kastvinkeln 27 o. Hur stor är kulans hastighet i kastbanans högsta punkt? Bortse från luftmotstånd.

Transkript:

KTH Meani 2013 05 23 Meani, SG1102, Lösningar till probletentaen, 2013 05 23 Uppgift 1: Längre slag i golf påeras raftigt a luften. För ortare chippar är däreot luftotståndet försubart. En golfspelare ill slå bollen från en buner ner i hålet på en green so ligger på det horisontella astådet L från bollen och på höjden h oanför bollen. Klubban är inlad så att utgångshastigheten bildar ineln 45 ed horisontalen. Vilen fart åste bollen ha? y 45 o L h x Figur 1: Låt beloppet a begynnelsehastigheten ara. Efterso ineln ot horisontalen är 45 blir både x och y-oponenterna a begynnelsehastigheten / 2. Lösning 1: För begynnelsehastigheterna gäller x = / 2 och y = / 2. Hastigheten i x-led är onstant och i y-led gäller onstant acceleration i den negatia ritningen. Väljer i oordinatsyste så att begynnelseläget är (x(0), y(0)) = (0, 0) fås då diret för banuran, x(t) = 1 2 t, y(t) = 1 2 t 1 2 gt2. Låt tiden när bollen når hålet ara T. När x(t ) = L åste y(t ) = h. Eationerna oan ger då att L 1 2 gt 2 = h och alltså att T 2 = 2(L h)/g. Detta insatt i x(t ) = L ger att (/ 2) 2(L h)/g = L, så att i får, Sar: att farten åste ara gl = 2 L h.

Uppgift 2: En ula, so har assan, sjuts ed horisontell hastighet in i en träloss. Klossen har assa M och ligger på ett glatt underlag. Den är fäst i en horisontell fjäder ed styhet so initialt är ospänd. Kulan fastnar i lossen och fjädern trycs därefter ihop sträcan s innan lossen änder. (s < l där l är fjäderns naturliga längd.) Vilen fart hade ulan? M Figur 2: Figuren isar situationen innan ulan träffar och stannar i lossen. Lösning 2: Här delar an in probleet i tå delar. Den första delen är ett stötförlopp och ser under ycet ort tid när ulan träffar lossen och stannar i den. Stora rafter erar då ellan ula och loss och ineran från fjädern an försuas. När ulan är stilla inne i lossen börjar ett sängningsförlopp under ineran a fjäderna. Vid stötförloppet är rörelseängden bearad efterso de yttre rafterna inte har någon ineran. Detta ger eationen: = (M + ) för farten so loss ed ula har efter stöten. Nu börjar loss ed ula att röra sig ed och pressa ihop fjädern. Efterso fjäderraften är onserati får an att den inetisa energin helt har öergått till potentiell när lossen änder. Detta ger 1 2 (M + ) 2 = 1 2 s2, där s är fjäderns axiala saanpressning. Kobineras dessa eationer fås lätt att ursprungsfarten för ulan ar Sar: (M + ) = s.

Uppgift 3: En satellit rör sig i en cirelbana ring jorden ed radien 3R där R är jordradien. Beräna den insta fartöning so räs för att satelliten sall läna jordens närhet för gott. Tyngdaccelerationen g får införas. + R 3R Figur 3: Bild till Uppgift 3. Det so räs är öergång från cirelbanan till parabelbana. Lösning 3: Låt ara farten i cirelbanan. Noraloponenten a rafteationen ger då 2 3R = gr2 (3R) 2 så att = gr/3. Låt e ara den fart so tar satelliten från cirelbanan till oändligheten där farten går ot noll. Energins bearande ger då 1 2 2 e gr2 3R = 1 2 02 gr2 = 0. Detta ger e = 2gR/3. Den nödändiga fartöningen är alltså Sar: = e = 2 1 gr. 3

Uppgift 4:En ropp ed assa ligger på ett glatt horisontellt underlag och är fäst i en fjäder ed styhet. Via en lätt och lättrörlig trissa går en lina från denna ropp till en annan ropp ed assa 2 so hänger i den ertiala delen a linan. Bestä egeninelfreensen ω n för systeet under förutsättning att linan förblir spänd under rörelsen. 2 Figur 4: Systeet i Uppgift 4. Lösning 4: Lägg en x-axel år höger horisontellt och låt x = 0 sara ot den ospända fjädern. Friläggning a de tå ropparna ger då att deras rafteationer blir ẍ = x + S, 2ẍ = S + 2g. Här är S spännraften i linan och så länge den är spänd har ropparna saa rörelse (bortsett från ritning). Ur den andra a dessa eationer fås, S = 2g 2ẍ. Sätts detta in i den första får an 3ẍ + x = 2g. Det ill säga ẍ + ω 2 nx = 2g, Där alltså inelfreensen är Sar:. ω n = 3.

Teoritentaen Uppgift 5: Härled oponenterna för hastigheten och accelerationen i cylinderoordinater (r, θ) längs basetorerna e r, e θ. Härledning a basetorernas tidsderiator och tydlig figur sall ingå! Sar 5: Detta hittar du lätt i läroböcerna. Uppgift 6: En onis pendel är en partiel so hänger i en tråd och rör sig i en horisontell cirelbana. Partielns fart i cirelbanan är, trådens längd är l och cirelbanans radie är r. Frilägg partieln och ställ upp rafteationens oponenter längs läpliga ritningar (ds. dess rörelseeationer). S l r g Figur 5: Konis pendel sedd från sidan ed rafterna på partieln utsatta. Sar 6: Inför naturliga oponenter längs cirelbanan. Kalla spännraften i tråden S. Krafteationens noraloponent (horisontell) blir då 2 r = S sin α Där α är hala onens toppinel. Längs tangenten erar inga rafter och längs binoralen (ertiala ritningen) fås jäitseationen 0 = S cos α g. Enligt triangelns geoetri har i att sin α = r/l och cos α = l 2 r 2 /l. Uppgift 7: Bestä uttrycet för rörelseängdsoentet H = r p uttryct i cylinderoordinater id plan rörelse. Vilet saband ellan θ och r fås o rörelseängdsoentet är onstant, ed beloppet H? Sar 7: H = r 2 θez och θ = H/(r 2 ). Uppgift 8: Vila är Keplers tre lagar för planetrörelse? Härled en a de. Sar 8: Detta finns i asnitt 11.1, sid. 249 i Christer Nyberg, Meani Grundurs eller i Apazidis Kapitel 12. Den so är lättast att härleda är den o setorshastighetens onstans. Den isas på sid. 251 i Nyberg och sid 328 i Apazidis. HE 2013 05 23

KTH Meani 2013 05 23 Meani, SG1102, Probletentaen 2013 05 23, l 14-18 Uppgift 1: Längre slag i golf påeras raftigt a luften. För ortare chippar är däreot luftotståndet försubart. En golfspelare ill slå bollen från en buner ner i hålet på en green so ligger på det horisontella astådet L från bollen och på höjden h oanför bollen. Klubban är inlad så att utgångshastigheten bildar ineln 45 ed horisontalen. Vilen fart åste bollen ha? y h x M L Figur 1: Till änster illustreras Uppgift 1. Till höger isas systeet i Uppgift 2. Uppgift 2: En ula, so har assan, sjuts ed horisontell hastighet in i en träloss. Klossen har assa M och ligger på ett glatt underlag. Den är fäst i en horisontell fjäder ed styhet so initialt är ospänd. Kulan fastnar i lossen och fjädern trycs därefter ihop sträcan s innan lossen änder. (s < l där l är fjäderns naturliga längd.) Vilen fart hade ulan? Uppgift 3: En satellit rör sig i en cirelbana ring jorden ed radien 3R där R är jordradien. Beräna den insta fartöning so räs för att satelliten sall läna jordens närhet för gott. Tyngdaccelerationen g får införas. + R 3R 2 Figur 2: Till änster illustreras Uppgift 3. Till höger isas systeet i Uppgift 4. Uppgift 4: En ropp ed assa ligger på ett glatt horisontellt underlag och är fäst i en fjäder ed styhet. Via en lätt och lättrörlig trissa går en lina från denna ropp till en annan ropp ed assa 2 so hänger i den ertiala delen a linan. Bestä egeninelfreensen ω n för systeet under förutsättning att linan förblir spänd under rörelsen. Sri aldrig flera uppgifter på saa papper. HE 2013 05 23

Teoritentaen Uppgift 5: Härled oponenterna för hastigheten och accelerationen i cylinderoordinater (r, θ) längs basetorerna e r, e θ. Härledning a basetorernas tidsderiator och tydlig figur sall ingå! Uppgift 6: En onis pendel är en partiel so hänger i en tråd och rör sig i en horisontell cirelbana. Partielns fart i cirelbanan är, trådens längd är l och cirelbanans radie är r. Frilägg partieln och ställ upp rafteationens oponenter längs läpliga ritningar (ds. dess rörelseeationer). Uppgift 7: Bestä uttrycet för rörelseängdsoentet H = r p uttryct i cylinderoordinater id plan rörelse. Vilet saband ellan θ och r fås o rörelseängdsoentet är onstant, ed beloppet H? Uppgift 8: Vila är Keplers tre lagar för planetrörelse? Härled en a de! Proble- och teoritentaen är olia tentaensoent. Har du larat ontrollsriningar är teoridelen redan godänd. Varje uppgift ger högst 3 (tentaens)poäng. På ardera delen an an högst få 12 poäng och för godänt fordras inst 4 poäng. För att ursen sall ara lar i sin helhet åste du ocså ha fått godänt på inläningsuppgifter. Enda tillåtna hjälpedel: sri- och ritdon inlusie suddgui. HE 2013 05 23