Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Ämneskod-linje
Tentamensdatum
Skrivtid
Tentamen i: FYSIK 1
Totala antalet uppgifter: 5
Jourhavande lärare/Examinator:
F0004T
2017-01-13
09:00 – 14:00
Magnus Gustafsson/NilsAlmqvist Tfn:0920491983/0920492291
Tillåtna hjälpmedel: Fysika/Nya Fysikalia (endast tryckt version), Appendix till kompendiet i
Problemlösning (1 sida), räknedosa, ritmateriel. Räknedosan ska vara tömd
på lagrade pdf-dokument, lösningar och liknande vid tentamen. Räknaren
får inte heller vid tentamen ha någon kommunikation med den övriga
omvärlden Notislappar och liknande får användas. Det får inte finnas några
anteckningar på eller i ovanstående.
För godkänt
krävs 9p (av 18 möjliga).
Resultatet anslås
senast 170217
Övriga anvisningar: Definiera beteckningar, ange mätetalens enheter och motivera antaganden
och approximationer. Redovisa tankegångar i detalj och ange vilka lagar som använts vid
uppställandet av matematiska uttryck. Presentera lösningarna så att de blir lätta att följa. Avsluta
varje lösning med SVAR som har lämpligt antal värdesiffror. Där du behöver tyngdaccelerationen
kan du tex använda det nominella värdet g=9,806 m/s2.
Övrigt:
Tal 1-3 är mekaniktal. Tal 4-5 är värmelära/termodynamik tal
1. Ett barn sätter farten 4,0 m/s på ett paket så det glider 3,0 meter över ett golv och träffar en lätt
fjäder (fastsatt i en vägg) som trycks ihop. Paketets massa är 2,0 kg, kinetiska
friktionskoefficienten mellan paketet och golvet är 0,20 och fjäderns fjäderkonstant är
150 N/m.
Hur mycket trycks fjädern ihop?
(3p)
2. En likformig och homogen slank (tunn) stång med tyngden ݉݃ och längd l är placerad enligt
figuren nedan. Stångens tyngdkraft och dess angreppspunkt är utritad i figuren. Stången har
glatt (slät/friktionsfri) yta och stödpunkten vid ܤär ett skarpt hörn. Den vertikala väggen till
vänster, vid stödpunkt ܣ, har en glatt yta. Det är alltså ingen friktion mellan väggen och stången
i A eller mellan hörnet och stången i B.
Frilägg stången och bestäm vinkeln ߠ som gäller vid jämvikt. Uttryck vinkeln i givna storheter
(som tex a, l, m, g).
(3,5p)
B
Friktionsfritt
mg
A
Friktionsfritt
3. Vid tävlingar körs med bilar runt en oval bana med
doserade kurvor. Vid ett tillfälle kör en bil i en
approximativt cirkulär kurva med radie r = 170 m och
vägbanan är doserad i vinkeln θ = 24º. Du kan
betrakta bilen som en partikel med massa m = 1200 kg
och att statiska friktionskoefficienten (friktionstalet)
mellan hjul och vägbana är µs = 0,80.
(Friktion i bilens riktning längs banan kan försummas
liksom fartvindens lyftkraft etc)
Med vilken maximal konstant fart skulle man (teoretiskt) kunna köra runt kurvan utan att bilen
glider av?
OBS, för poäng krävs ordentlig friläggning med endast verkliga krafter samt noggrann uppställning och
redovisning av samband som används.
(3,5p)
4. En ideal monoatomär (enatomig) gas befinner sig i ett tillstånd A med temperatur TA och
genomgår en kretsprocess via, i tur och ordning, följande tre processer:
- Från tillstånd A till B: isobar expansion från volymen VA till volymen VB.
- Från tillstånd B till C: isoterm kompression från trycket PB till trycket PC och från volymen
VB till volymen VC = VA.
- Från tillstånd C tillbaka till A: isokor sänkning av trycket från PC till trycket PA.
Antag att TA, VA, VB, PB, n och R är kända storheter och konstanter dvs vi har numeriska värden
på dem.
a) Rita pV-diagram över hela förloppet (ABCA), beteckna volym och tryck enligt ovan
(dvs VA, VB, VC, PA, PB, PC)
b) Beräkna temperaturen i tillstånd B, TB, uttryckt i TA, VA och VB
c) Beräkna trycket i C, PC, uttryckt i PB, VB och VA
d) Om VB = 2,00·VA, n = 1,00 mol och TA = 1,00 ºC; beräkna värmemängden i respektive
delprocess (dvs QA-B, QB-C, och QC-A)
(4p)
5. En het kopparpanna med massan 1,80 kg (inklusive dess kopparlock) har temperaturen 150 ºC.
Du häller 2,5 dl vatten med temperaturen 24,0 ºC ner i kopparpannan och lägger snabbt på
locket så att ingen ånga kan lämna pannan.
a) Vilken jämviktstemperatur får pannan och vattnet?
b) Hur mycket ändras entropin i systemet (kopparpanna & vatten)?
De specifika värmekapaciteterna och densiteterna kan antas vara konstanta under dessa
temperaturförändringar och tas ur tabell vid temperaturen 300 K. Du kan bortse från
värmeutbytet med omgivningen.
(4p)
Något i någon uppgift som är oklart? Fråga (eller be tentamensvakt ringa) i sådant fall jourhavande lärare!
Lycka till!
