Umeå Universitet TENTAMEN Linje: Kurs: Hjälpmedel: Fysik A Miniräknare, formelsamling Lärare: P Norqvist och L-E Svensson Datum: 07-01-10 Tid: 16.00-22.00 Namn:... Grupp:... Poäng:... Betyg U G VG... Tentamen i Fysik A 07-01-10 1 (6)
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. Cirkuselefanten Efraim visar sina konster på cirkus och står då bl a på en fot. Elefantfotens tryck mot pallen han står på är 0,80 MPa och man kan anta att arean av en elefantfot är 2,0 dm 2. Hur mycket väger Efraim? Svar:... 2. Delfinen har gjort många hopp. Den har kommit fram till att den inte kan hoppa högre än 3,5 m över vattenytan. Hur stor hastighet rakt uppåt måste delfinen ha när den just passerat vattenytan för att komma upp till 3,5 m höjd vid hoppet? Svar:... 3. Alfred har fått i uppdrag att ta hand om lillasyster Petronella. När de går till kälkbacken drar Alfred lillasyster på en kälke. Alfred drar i repet till kälken med kraften 35 N. Repet bildar vinkeln 23 med den horisontella marken. Hur stort arbete har Alfred uträttat om det är 300 m till kälkbacken (vägen är horisontell)? Svar:... Tentamen i Fysik A 07-01-10 2 (6)
4. Starke Einar vill visa hur stark han är, genom att med sitt pekfinger hålla upp en träbalk som vilar på en bock enligt figur. Träbalken väger 25 kg, och dess tyngdpunkt är markerad i figuren. Med hur stor kraft håller Einar upp balken? 165 cm 68 cm 102 cm x tyngdpunkt 5. Strömmen genom 10 Ω-resistorn är 0,30 A. Hur stor är strömmen genom 20 Ω-resistorn? 6. Två identiska små metallkulor är laddade med + 2,0 µc respektive 4,0 µc. De båda kulorna får beröra varandra (och laddning i de båda kulorna ändras därmed) och placeras sedan på avståndet 50 cm från varandra. Hur stor blir kraften på vardera kulan och vilken riktning har krafterna? 7. Hur stor effekt utvecklar en byggarbetare som på 5,0 minuter. lyfter upp 25 tegelstenar på ett bord? Bordet är 75 cm högt och tegelstenarna väger 1,7 kg per styck. Tentamen i Fysik A 07-01-10 3 (6)
8. En liten glasflaska väger tom 17,36 g. Fylld med vatten väger den 25,87 g och fylld med olja 24,19 g. Beräkna oljans densitet. 9. Tre krafter F 1, F 2 och F 3 verkar på en kropp A enligt figuren nedan. Rita så noggrant som möjligt resultanten till de tre krafterna i samma figur. F3 F1 A F2 10. Filip har hittat sin gamla lådkamera på vinden. Kameran kan du tänka dig som en låda med en positiv objektivlins med brännvidden 8,0 cm, och med filmen på motsatta lådväggen). När Olle fiskade upp en lax fotograferades han av Filip när han höll laxen lodrätt. På negativet (filmen) är laxen 1,8 cm lång. Hur lång var den i verkligheten om Olle stod 2,2 m från kameralinsen? (Ledning: Beräkna först avståndet mellan objektivlins och film.) Tentamen i Fysik A 07-01-10 4 (6)
Del B: För full poäng krävs fullständiga lösningar med korrekt antal värdesiffror och rätt enhet. Tydliga figurer skall ritas för full poäng! 11. Ett godståg rör sig med konstant fart. Eftersom det helt plötsligt sprang upp ett antal renar på spåret 1,4 km framför tåget, bromsas tåget till stillastående som diagrammet visar. Hela tåget väger 2000 ton. a) Hann tåget stanna innan det kom fram till renarna? (1,5 p) b) Beräkna bromskraften. (1,5 p) m/s v 30 20 10 10 50 90 t s 12. Ett bilbatteri med ems 12,0 V och inre resistansen 0,010 Ω, ansluts till en belastning (startmotor). Strömmen som lämnar batteriet är 150 A. Beräkna a) batteriets polspänning (1 p) b) Bestäm startmotorns resistans. (1 p) c) Beräkna effekten som utvecklas i startmotorn. (1 p) (Ledning: Man kan behandla startmotorn som en helt vanlig resistor.) 13. En flaggstång väger med flagga 53 kg. Flaggstången är 8,4 m lång. Flaggstången är fäst vid väggen dels vid punkten A, dels med en horisontell lina som går från flaggstångens översta ände. Tyngdpunkten hos flaggstång och flagga finns i stången 5,0 m från punkten A. a) Bestäm kraften i linan. (1,5 p) b) Bestäm kraften på flaggstången i punkten A (storlek och riktning). (1,5 p) 45 o A Tentamen i Fysik A 07-01-10 5 (6)
14. En kloss med massan 3,0 kg får glida utför ett lutande plan med höjden 6,0 m och lutningsvinkeln 30 o. Se figur. När klossen kommer ner mäts dess hastighet till 8,5 m/s. a) Hur mycket energi har omvandlats till friktionsvärme då klossen glidit nedför planet? (1 p) b) Hur stor är friktionskraften? (1 p) c) Hur stor skulle friktionskraften vara om klossen istället låg still på det lutande planet (2p) 3,0 kg 6,0 m 30 o 15. Då vattenånga kondenserar till vatten och då vatten fryser till is avges värmeenergi till omgivningen. Hur mycket värmeenergi avges totalt då 1,0 kg vattenånga (100 C) övergår till 1,0 kg is (0 o C)? (3 p) 16. En stråle faller in från luft mot ett prisma enligt figuren nedan. Vid punkten A fås totalreflektion. Vad är det minsta brytningxindex som glaset måste ha för att det ska bli totalreflektion? (2p) Lycka till!!! Tentamen i Fysik A 07-01-10 6 (6)