Denna vattenmängd passerar också de 18 hålen med hastigheten v

Relevanta dokument
TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Lösningar till problemtentamen

Tentamen i mekanik TFYA kl. 8-13

Föreläsning 14 och 15: Diffraktion och interferens i gitter, vanliga linser, diffraktiv optik och holografi

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

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

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

Svar och anvisningar

Föreläsning 3: Radiometri och fotometri

Tänk nu att c är en flaggstång som man lutar och som dessutom råkar befinna sig i ett koordinatsystem.

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

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 11 oktober 2004

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Inledande kurs i matematik, avsnitt P.2. Linjens ekvation kan vi skriva som. Varje icke-lodrät linje i planet kan skrivas i formen.

undanträngda luften vilket motsvarar Flyft kraft skall först användas för att lyfta samma volym helium samt ballongens tyngd.

Lösningar Heureka 2 Kapitel 3 Rörelse i två dimensioner

LÄRARHANDLEDNING Harmonisk svängningsrörelse

Final i Wallenbergs Fysikpris

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

3. Ljus. 3.1 Det elektromagnetiska spektret

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

WALLENBERGS FYSIKPRIS

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

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

Tentamen i mekanik TFYA kl

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

LABORATION 5 Aberrationer

UPPGIFTER KAPITEL 2 ÄNDRINGSKVOT OCH DERIVATA KAPITEL 3 DERIVERINGSREGLER

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 13 januari T = 1 ab sin γ. b sin β = , 956 0, 695 0, 891

Harmonisk oscillator Ulf Torkelsson

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

Matematik 3 Digitala övningar med TI-82 Stats, TI-84 Plus och TI-Nspire CAS

Tentamen i mekanik TFYA16

6 Vägledning till övningar

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 12 januari 2005

Lösningsförslag, v0.4

NFYA02: Svar och lösningar till tentamen Del A Till dessa uppgifter behöver endast svar anges.

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Densitet Tabellen nedan visar massan och volymen för olika mängder kopparnubb.

Vågrörelselära och optik

Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys. Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 2017 DEL A

Laboration 1 Mekanik baskurs

MOMENTLAGEN. Att undersöka verkan av krafter vars riktningslinjer ej sammanfaller.

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

x f x + y f y x. 2 Funktionen f(x, y) uppfyller alltså given differentialekvation.

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Lösningsförslag

Föreläsning 2 (kap , 2.6 i Optics)

Svar och anvisningar

Dubbelintegraler och volymberäkning

KOKBOKEN 1. Håkan Strömberg KTH STH

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

2301 OBS! x används som beteckning för både vinkeln x och som x-koordinat

TANA17 Matematiska beräkningar med Matlab

λ = T 2 g/(2π) 250/6 40 m

3. Mekaniska vågor i 2 (eller 3) dimensioner

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS D HÖSTEN Del I, 9 uppgifter utan miniräknare 3. Del II, 8 uppgifter med miniräknare 6

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Svar och anvisningar

Mekanik FK2002m. Repetition

Provet består av Del I, Del II, Del III samt en muntlig del och ger totalt 76 poäng varav 28 E-, 24 C- och 24 A-poäng.

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 16 mars 2015

Repetition inför kontrollskrivning 2

Laboration 2 Mekanik baskurs

Dagens tema är exponentialfunktioner. Egentligen inga nyheter, snarare repetition. Vi vet att alla exponentialfunktioner.

LNC Lösningar

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

KONTROLLSKRIVNING. Fysikintroduktion för basterminen. Datum: Tid: Hjälpmedel:

Övning 9 Tenta

Optiska ytor Vad händer med ljusstrålarna när de träffar en gränsyta mellan två olika material?

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

5B1134 Matematik och modeller

Skruvar: skruvens mekanik. Skillnad skruv - bult - Skruv: har gänga - Bult: saknar gänga

Matematisk statistik

4. Vad kan man multiplicera x med om man vill öka värdet med 15 %?

Parabeln och vad man kan ha den till

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

Ljusets polarisation

Mekanik F, del 2 (FFM521)

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

u av funktionen u = u(x, y, z) = xyz i punkten M o = (x o, y o, z o ) = (1, 1, 1) i riktningen mot punkten M 1 = (x 1, y 1, z 1 ) = (2, 3, 1)

Lösningar/svar till tentamen i F0031T Hydromekanik Datum:

Denna tentamen består av två delar. Först sex enklare uppgifter, som vardera ger maximalt 2 poäng. Andra delen består av tre uppgifter, som

Övning 9 Tenta från Del A. Vägg på avståndet r = 2.0 m och med reflektansen R = 0.9. Lambertspridare.

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 14 mars 2011,

Föreläsning 09 Kärnfysiken: del 1

4 Sätt in punkternas koordinater i linjens ekvation och se om V.L. = H.L. 5 Räkna först ut nya längden och bredden.

1. Beräkna och klassificera alla kritiska punkter till funktionen f(x, y) = 6xy 2 2x 3 3y 4 2. Antag att temperaturen T i en punkt (x, y, z) ges av

Lösningar till Matematik 3000 Komvux Kurs D, MA1204. Senaste uppdatering Dennis Jonsson

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

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 21 oktober, 2006

Mer om generaliserad integral

Integraler av vektorfält Mats Persson

1 x. SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Uppgift Endast svar krävs. Uppgift Fullständiga lösningar krävs. 120 minuter för Del B och Del C tillsammans. Formelblad och linjal.

Transkript:

FYSIKTÄVLINGEN KVLIFICERINGS- OCH LGTÄVLING 3 februari 000 LÖSNINGSFÖRSLG SVENSK FYSIKERSMFUNDET 1. a) Den vattenängd so passerar slangen per sekund åste också passera något av de 18 hålen. Den vattenängd so passerar slangen per sekund ges av 5 3 V = π r v π 0,005 0,5 3,93 10 Denna vattenängd passerar också de 18 hålen ed hastigheten v V = 18 π r v 18 π 0,001 v Detta ger v = 0,694 /s so alltså utgör vattnets hastighet då det ströar ut ur hålen i duschunstycket. Svar: 0,69 /s 5 v ρ V v 1000 3,93 10 0,5 b) Den kinetiska energin före är W k = = = 4,9 J För den vattenängd so passerar slangen per sekund. Den kinetiska energin efter blir v ρ V v 1000 18 π 0,001 0,693 0,693 W k = = = 9,4 J för saa vattenängd. Svar: Den kinetiska energin hos vattnet har ökat på grund av det arbete so vattentrycket har utövat på det då det pressats ut ur duschen.. Rita distansen so funktion av tiden och anpassa en rät linje till punkterna. Riktningskoefficienten för denna linje otsvarar den konstanta hastigheten v 0 =11,57 /s. Bilderna nedan på det grafiska fönstret av en räknare visar resultaten. För att bestäa t 0 och a använder vi oss av följande diagra. 1

v0t0 v0t0 Distansen, s, blir enligt diagraet s = + v0 ( t t0 ) = v0t. Efterso värdet på b d v s 13,8 i rutan ovanför otsvarar v t 0 0 och v 0 = 11,57 /s kan nu t 0 beräknas till,4 s. v0 11,57 Slutligen beräknas accelerationen a = = 4,8 /s. t 0,4 Svar: v 0 = 11,6 /s, t 0 =,4 s och a = 4,8 /s. 3. Lutningen på grafen strax före brytpunkten gör det öjligt att bestäa ett värde på den instrålade nettoeffekten P netto = P in -P ut. Lutningen på grafen efter brytpunkten gör det öjligt Wnetto c T1 att bestäa den utstrålade effekten P ut. Vi kan beräkna Pnetto = = där c är kaffets specifika värekapacitet, kaffets assa och T 1 teperaturhöjningen under tiden Wut c T. På saa sätt kan vi bestäa den utstrålade effekten Put = =. Det är läpligt att välja förhållandevis så teperaturskillnader efterso beräkningarna förutsätter linjära förlopp. Den instrålade effekten kan beräknas ur P in = Pnetto + Put. Den area av provröret so utsätts för strålningen blir = d h där d är provrörets diaeter och h är kaffepelarens höjd. Instrålningens effekt per kvadrateter ges av P in.

4. Följ en infallande stråle so är vinkelrät ot den fräre glasytan. Då denna öter den bakre reflekterande glasytan blir infallsvinkeln, α - densaa so vinkeln ellan de båda glasytorna. Efter reflexionen ot den speglande baksidan når strålen den fräre glasytan ed infallsvinkeln α. Brytningsvinkeln i denna ytan är 10,5. Då ger brytningslagen o o sin10,5 n sin( α ) = sin10,5 so ger sin(α ) = vilket otsvarar α 3,5. 1,5 närkning: Efterso vinklarna är så kan vi ed god noggrannhet säga att den sökta vinkeln är en tredjedel av den uppätta vinkeln 10,5. Svar: Vinkeln ellan de båda sidoytorna är 3,5. v vax 1 5. Energiprincipen ger gy + = d v s y = ( vax v ) g Enligt texten är x = sinω t vx = ω cosω t vx ax = ω För så svängningar gäller v vx och vax = vx ax. 1 ω ω 1 cos ω t Detta ger y = ( ω ω cos ω t) = (1 cos ω t) = g g g I det sista ledet har övergång till dubbla vinkeln skett. Det erhållna uttrycket förenklas så till sist till ω y = (1 cos ω t) 0,090(1 cos 4,19t) 4g Diagraet visar de båda graferna för läget i x-led respektive y-led. Svar: y = 0,090(1 cos 4,19t) 3

6. Kopplingen är likvärdig ed nedanstående kopplingsschea. Efterso punkterna C och D har saa potential kan vi se kretsen so en seriekoppling av två parallellkopplingar. För de två parallellkopplingarna gäller 1 1 1 1 1 1 = + och = + R1 x 10 R (30 x) 0 so tillsaans ger 10x (30 x) 0 R = R1 + R = + 10 + x 50 x O denna grafen ritas erhålls diagraet nedan. Maxiu bestäs ed hjälp av räknaren. Resultatet fragår av den högra bilden. Svar: Den axiala resistansen blir 15 Ω och erhålls då x väljs till 10 Ω. Vi kan naturligtvis också lösa probleet geno att derivera R ed avseende på x. dr dx 100 = (10 + x) 400 (50 x) O derivatan sätts lika ed noll fås lösningarna x 1 = 10 och x = -70. v dessa lösningar är det endast den första so är intressant. O funktionsvärdet på R undersöks för x lika ed noll, 10 respektive 30 Ω kan vi också övertyga oss o att det är ett axvärde då x är 10 Ω. x(ω) R (Ω) 0 1 10 15 30 7,5 4

7. Med hjälp av gravitationen, so utgör centripetalkraft i planetens rörelse kring Gliese 86 kan planetens avstånd, r, till stjärnan bestäas ed hjälp av gravitationslagen. Planetens assa är och Gliese har assan M so enligt texten är 0,79 solassor vilket enligt tabellverk otsvarar 1,57 10 30 kg. Vi utnyttjar också att planetens oloppstid T är 15,8 dygn 1,365 10 6 s. 4π GM T r Insatta värden på G, M och T ger r = 17 10 6 k. 3 r = so ger r = GMT 4π För att beräkna planetens assa utnyttjar vi att den totala rörelseängden ska bevaras. O vi antar att siktlinjen ot Jorden ges av den streckade linjen i figuren nedan ser vi att rörelseängden i denna riktning avtar ed, v, från läge till läge B. Då åste rörelseängden för stjärnan i denna riktning öka ed saa belopp, M v s. Hastighetsändringen kan enligt diagraet avläsas till 0,37 k/s. Planetens assa ges då av uttrycket: M vs = v Planetens hastighet v kan beräknas ut sabandet för centripetalkraften: v GM MG = so ger v = 78,5 k/s r r r Detta ger i sin tur 7,4 10 7 kg 3,9 jupiterassor. Vi har då förutsatt att planeten och stjärnan rör sig i siktlinjens plan. O inte så är fallet blir variationen i stjärnans hastighet, v s, större, vilket otsvarar ett högre värde på enligt sabandet ovan. Det erhållna värdet är alltså en undre gräns för planetassan. Svar: Planetens avstånd är 17 10 6 k och dess assa är inst 3,9 jupiterassor. 5

8. Den belysta arean på jordytan utgörs av solbilden i hålkaeran. Solbildens area beräknas ur sabandet areaskalan är kvadraten på längdskalan. solbild sol h = ( r h) h r solbild = sol r h 8 5 π (7,0 10 ) (4 10 ) 11 (1,5 10 ) 11 10 6 = 11k Det ljusflöde so träffar spegeln (hålkaerans öppning) bestäs enligt sabanden nedan där först den area so solljuset öter beräknas = cos 45 = π 1,5 spegel cos 45 350 Det ljusflöde so träffar denna area beräknas ed hjälp av belysningen E sol = 1 10 5 lux 5 7 φ = E = 1 10 350 = 3,5 10 luen Detta ljusflöde ska sedan i sin tur fördelas på solbilden den belysta arean på jordytan vilket ger belysningen E. 7 φ 3,5 10 E = = 3 lux 6 11 10 solbild Den erhållna belysningen kan verka blygsa en den otsvarar belysningen av 13 fullånar. Svar: Den belysta ytan blir 11 k och belysningen från spegeln på jordytan blir 3 lux. 6