Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Relevanta dokument
Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

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

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

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

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

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY

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

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

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

Lösningar till problemtentamen

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

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Harmonisk oscillator Ulf Torkelsson

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

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

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

Tentamen i SG1140 Mekanik II. Problemtentamen

Föreläsning 17: Jämviktsläge för flexibla system

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

Inre krafters resultanter

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

KOMIHÅG 12: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n

" e n och Newtons 2:a lag

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

Mer Friktion jämviktsvillkor

KOMIHÅG 18: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n. x j,

Målsättningar Proffesionell kunskap. Kunna hänvisa till lagar och definitioner. Tydlighet och enhetliga beteckningar.

Om den lagen (N2) är sann så är det också sant att: r " p = r " F (1)

x 1 x 2 x 3 z + i z = 2 + i. (2 + 2i)(1 i) (1 + i) 5.

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

Mekanik Föreläsning 8

NEWTONS 3 LAGAR för partiklar

" e n Föreläsning 3: Typiska partikelrörelser och accelerationsriktningar

Enda tillåtna hjälpmedel är papper, penna, linjal och suddgummi. Skrivtid 4 h. OBS: uppgifterna skall inlämnas på separata papper.

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Målsättningar Proffesionell kunskap om mekanik. Kunna hänvisa till lagar och definitioner. Tydlighet och enhetliga beteckningar.

SG1108 Tillämpad fysik, mekanik för ME1 (7,5 hp)

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

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

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

Definitioner: hastighet : v = dr dt = r fart : v = v

Tentamen i mekanik TFYA16

Kursens olika delar. Föreläsning 0 (Självstudium): INTRODUKTION

Tentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08

Tid läge och accelera.on

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

ALTERNATIVA KOORDINATSYSTEM -Cylindriska koordinatsystem. De polära koordinaterna r och " kan beskriva rörelsen i ett xyplan,

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

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

Härled utgående från hastighetssambandet för en stel kropp, d.v.s. v B = v A + ω AB

6.2 Partikelns kinetik - Tillämpningar Ledningar

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

FÖRBEREDELSER INFÖR DELTENTAMEN OCH TENTAMEN

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs. Problemtentamen

II. Partikelkinetik {RK 5,6,7}

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

Basala kunskapsmål i Mekanik

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Tentamen i mekanik TFYA kl. 8-13

9.2 Kinetik Allmän plan rörelse Ledningar

Denna vattenmängd passerar också de 18 hålen med hastigheten v

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

SF1626 Flervariabelanalys

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

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

Föreläsning 2,dynamik. Partikeldynamik handlar om hur krafter påverkar partiklar.

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

Repetition Mekanik, grundkurs

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Föreläsning 10: Stela kroppens plana dynamik (kap 3.13, 4.1-8) Komihåg 9: e y e z. e z )

Tentamen i mekanik TFYA kl

Andra EP-laborationen

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)

" = 1 M. ( ) = 1 M dmr. KOMIHÅG 6: Masscentrum: --3 partiklar: r G. = ( x G. ,y G M --Kontinuum: ,z G. r G.

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

Mekanik FK2002m. Kinetisk energi och arbete

LÖSNINGAR TENTAMEN MEKANIK II 1FA102

SF1624 Algebra och geometri

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik och partikeldynamik

Tentamen i Mekanik för D, TFYA93/TFYY68

Lösningar Heureka 2 Kapitel 7 Harmonisk svängningsrörelse

Tentamensskrivning i Mekanik - Dynamik, för M.

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

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Svar och anvisningar

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

Laboration 1 Mekanik baskurs

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

Inlupp 3 utgörs av i Bedford-Fowler med obetydligt ändrade data. B

Mekanik F, del 2 (FFM521)

9, 10. TFYA15 Fysikaliska modeller VT2019 Partikelkinetik-energi Magnus Johansson,IFM, LiU

KOMIHÅG 3: Kraft är en vektor med angreppspunkt och verkningslinje. Kraftmoment: M P. = r PA

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

Transkript:

006-08-8 Tentaen i Mekanik 5C1107, baskurs S. OBS: Inga hjälpede föruto rit- och skrivdon får användas! KTH Mekanik 1. Probletentaen Ett glatt hoogent klot ed assan vilar ot två plana, hårda och glatta ytor enligt figuren. Bestä kontaktkrafternas storlek. (3p) ". En kraft P har en verkningslinje längs sidodiagonalen AB. a) Bestä kraftoentet ed avseende på origo. (p) b) Bestä kraftoentets koponent ed avseende på axeln! so enligt figuren saanfaller ed diagonalen CD. (1p) 3. 4. v 0 M En projektil ed assan har farten v 0 i en rak, horisontell bana när den träffar och fastnar i en vagn ed assan M. Vagnen står still på horisontellt underlag i linje ed projektilens bana före träffen. Beräkna andelen av den ursprungliga saanlagda rörelseenergin so finns kvar efter träffen? (3p) En vagn ed assa M so befinner sig i jäviktsläget enligt figuren ges plötsligt farten v 0 så att den påbörjar en svängningsrörelse. Fjädern so är fäst i vagnen har en känd fjäderkonstant k. Bestä vagnens axiala utslag från jäviktsläget. (3p)

5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 Teoritentaen 5 a) Figuren visar en trådrulle so står still på ett strävt lutande plan ed hjälp av en fastspänd tråd. Tråden löper ut horisontellt från cylindern ed radie r. Identifiera och rita ut de krafter so verkar på trådrullen. Ange varje krafts riktning och angreppspunkt så realistiskt so öjligt. (1p) b) Betrakta en kraft so angriper i punkten r A. Bevisa att kraftoentet av kraften ed avseende på en punkt r P inte ändras, o kraften förflyttas från r A längs sin verkningslinje till den nya angreppspunkten r B. (p) 6 a) O en kraftsua F och en oentsua M O för ett givet kraftsyste är vinkelräta ed origo so reduktionspunkt, är de då vinkelräta i någon annan reduktionspunkt? Ja eller nej! (1p) b) Definiera asscentru för ett partikelsyste. (1p) c) Ange uttrycket för accelerationen i ett cylindriskt syste av koordinater och otsvarande riktningar. 7. a) En partikel ed assa, läge r och hastighet v påverkas av kraften F. Några av följande kortfattade definitioner kan innehålla felaktiga ekvationer? Skriv o de felaktiga ekvationerna på ett korrekt sätt. i: Partikelns rörelseängd p = v. r!. ii: Kraftens ipuls I = F dr r 1 iii: Partikelns rörelseängdsoent H O = v! r. iv: Partikelns acceleration a = dv dt. (p) b) Ange uttrycket för potentiella energin till fjäderkraften F =!k ( x! l)e x, där k och l är konstanter och x är en koordinat. 8. a) Antag att en civilingenjör träffar på följande ekvation: x F +! nx = 0 sin!t, där! n, F0, och! är konstanter och t anger tiden. Vilken typ av beteende hos x(t) kan civilingenjören vänta sig. Förklara ed ord, sat ed ateatik. (1p) (1p) b) Vilka är de tre grundstorheterna i ekaniken? (1p) /KET (p)

5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 Problelösningar " 1) Ett glatt hoogent klot ed assan vilar ot två plana, hårda och glatta ytor enligt figuren. Bestä kontaktkrafternas storlek. Lösning: Kraftanalys: Det finns ingen friktion vid kontaktytorna enligt uppgift, endast tyngdkraften och noralkrafterna beaktas. Inför de två kontaktpunkterna A och B. Vi bestäer N A > 0 och N B > 0 på följande sätt. Den plana jävikten kräver: (vertikalt) N A cos" # g = 0, (horisontellt) N A sin" # N B = 0, dvs N A = g cos", N B = g tan".

5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 En kraft har en verkningslinje längs sidodiagonalen AB. a) Bestä kraftoentet ed avseende på origo. b) Bestä kraftoentets koponent ed avseende på axeln!. Lösning: a) Riktningen på diagonalen AB. ( 0, b, c)! a, b, 0 e A B = ( ) = (!a, 0, c ) a + c a + c. Kraftvektorn blir:!a, 0,c F = ( )P. a + c Det spelar ingen roll för oentet var kraften angriper längs verkningslinjen. Räkna ed angreppet i A. e x e y e z P M O = r! F = a b 0 a + c "a 0 c = ( bc,!ac, ba) M C = ( r! r C ) " F = P a + c. b) Koponenten ap axeln kräver oentvektorn någonstans på axeln e x e y e z P a 0 0!a 0 c a + c ( 0,!ac,0)P =. a + c och en skalärprodukt ed axelriktningen. ( a, 0, c) " 0, b, 0 e! = ( a, "b, c) = a + b + c a + b + c Vi får M! = M C e! = abc P a + b + c a + c. -------------------------------

3 v 0 M 5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 Proble: En projektil ed assan har farten v 0 när den träffar och fastnar i en vagn ed assan M. Vagnen befinner sig i vila före träffen. Beräkna andelen av den ursprungliga saanlagda rörelseenergin so finns kvar efter träffen. Lösning: På grund av att kraftpåverkan ellan projektil och block är ösesidig ändras inte totala rörelseängden. före: efter: v 0 + 0 = v + Mv, dvs sluthastigheten blir v = + M v. 0 O vi jäför kinetiska energier före och efter so en kvot, erhålls 1 T e = ( + M)v = T f 1 v 0 ------------------------------- + M

4 5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 En vagn ed assa M so befinner sig i jäviktsläget enligt figuren ges plötsligt farten v 0 så att den påbörjar en svängningsrörelse. Fjädern so är fäst i vagnen har en känd fjäderkonstant k. Bestä vagnens axiala utslag från jäviktsläget. Lösning: Bara fjäderkraften F =!kx i rörelseriktningen. Konservativ kraft. Newtons :a lag: M x =!kx Mekaniska energin bevaras. Jäför energier i jäviktsläget och vid axutslaget. 1 Mv 0 = 1 kx ax M dvs axutslaget blir x ax = v 0 k. Alternativ lösning: Svängningsekvationen: x + k M x = 0 Naturliga vinkelfrekvensen för svängningen: k! n = M. Tidsberoendet är x(t) = A cos! n t + B sin! n t, där A =0 enligt begynnelsevläget och B = v 0! n enligt begynnelsehastigheten. Svängningsutslaget x(t) = v 0! n sin! n t har sitt största positiva värde x ax = v 0! n = v 0 M k.

Teoridelen 5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 5a) T=trådkraft, N=noralkraft, g=tyngdkraft, och f =friktionskraft. ( ) " F respektive M' P = ( r B! r P ) " F. b) Definitionen av kraftoent ger M P = r A! r P Skillnaden blir M P! M' P = ( r A! r B ) " F. O r A och r B ligger på saa verkningslinje so kraften så är vektorn r A! r B parallell ed kraften F. Kryssprodukten för två parallella vektorer blir nollvektorn. Alltså M P = M' P. 6a) Ja! Val av reduktionspunkt påverkar inte den del av oentet so är parallell ed kraften (so här var 0 i en viss reduktionspunkt). b) r G = N! i r i i=1 N! i i=1, där i är assan för partikeln so befinner sig i r i. c) a = ( r! r " )e r + ( r " + r " )e " + z e z. 7a) i: Partikelns rörelseängd: p = v t!. ii: Kraftens ipuls I = Fdt iii: Partikelns rörelseängdsoent H O = r! v. iv: Partikelns acceleration a = dv dt.. b) Enligt definitionen av potentiell energi: r t 1 V ( r) =! " (!k ( x! l)e x ) dr = k ( x! l) + konst. fix 8a) Ord: Superposition av naturlig fjädersvängning och en respons från en haroniskt tidsberoende yttre kraft, öjlig resonans. F Mateatik: Ekvationen har lösningen x(t) = A cos! n t + B sin! n t + 0! n "! sin!t, ( ) där A och B beror av begynnelsevillkoren. Sista teren är responsen so kan bli stor och kan byta tecken. 8b) Läge, assa och tid.

5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8 5C1107 Mekanik Bedöningar OBS: Alla ekvationer skall otiveras!! Följande brister i redovisning av uppgifter 1-8 ligger till grund för poängavdrag. En viss tolerans gällande bedöningar M, B och S finns. Helhetsbedöningen av skrivningen kan innebära att ett poängavdrag (gällande M, B och S) drabbar bara ett av flera bristfälliga svarsredovisningar. M : Otydliga otiveringar, otsägelsefulla ekvationer, odefinierade syboler, felaktiga definitioner, issuppfattning. -1p B : Vilseledande, ologiska beteckningar. Koposanter i stället för koponenter etc. -1p S : Ofullständigt svar, ''införda beteckningar'' kvar i svaret, svar innehåller obestäda storheter etc. -1p L : Ologiska ateatiska operationer. -1p K : Bristfällig kraftanalys eller kineatisk analys. -1p D : Diensionsfel i svar eller viktiga ekvationer. -1p

5C1107 Mekanik, baskurs S 006-08-8