Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Ämneskod-linje
Tentamensdatum
Skrivtid
Tentamen i: FYSIK 1
Totala antalet uppgifter: 5
Jourhavande lärare: Magnus Gustafsson
F0004T
2016-01-15
09:00 – 14:00
Tfn: 0920491983
Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook (endast under läsåret 15/16), tillägg till Physics
Handbook (endast under läsåret 15/16), Fysika/Nya Fysikalia (tryckt
version) samt Errata på Tabeller (s 1, 2, 11, 17), Appendix till kompendiet i
Problemlösning (1 sida), räknedosa (utan pdf-dokument eller lösningar),
ritmateriel. Notislappar och liknande får användas. Det får inte finnas några
anteckningar på eller i ovanstående.
För godkänt
krävs 9p (av 18 möjliga).
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.
Övrigt:
Tal 3 och 4 är värmelära/termodynamik tal, övriga är mekaniktal.
0. Obligatorisk uppgift att fyllas i (bifoga denna första sida med dina lösningar)
Namn:
……………………………………………………………………..
Kryssa lämpligt svar:
□ Jag har gjort bonusuppgifter/dugga i lp2 2015-2016 och har bonuspoäng till tentamen.
□ Jag har inga bonuspoäng (har ej gjort bonusuppgifter//dugga i lp2).
B
1. Två likadana homogena stänger AB och BC med
massan m kg och längd L vardera är kopplade till
varandra med en friktionsfri, gångjärnsliknande, led i B
och uppställda på ett plan som figuren visar. Stängerna
bildar vinkeln 600 med horisontalplanet. Hur stor måste
friktionskoefficienten (friktionstalet) i A och C minst
vara för jämvikt i det visade läget?
Ledning: Du kommer behöva frilägga stängerna var och
en för sig, samt eventuellt (beroende på
lösningsmetodik) båda stängerna som en enhet.
(3p)
A
60º
60º
C
2. På Liseberg finns ett pariserhjul som har hjuldiametern 25 m
och som roterar 2,4 varv/min.
a) Vilken fart har en passagerare i en korg fästad vid hjulets
periferi?
b) Med vilken kraft påverkar passageraren sätet i översta
respektive nedersta läget? Passageraren har massan 65 kg.
(3p)
3. En mol av en monoatomär gas som kan
anses vara ideal, genomgår en cyklisk
process (kretsprocess) mellan tillstånden
a→b→c→d enligt figur.
a
Qa-b
b
3p0
Qb-c
Qd-a
a) beräkna Q a-b , Q b-c , Q c-d och Q d-a , dvs
värmemängden (värme) för varje
delprocess i figuren.
b) beräkna arbetet som utförs i en cykel.
c) bestäm den termiska verkningsgraden
för cykeln (kretsprocessen).
Uttryck dina svar i kända storheter som p 0 ,
V0, R
p0
d
Qc-d
V0
c
2V0
(4p)
4. En het aluminiumstekpanna (alla delar av pannan har samma temperatur) med massan 750 g
flyttas från spisen ner i en diskho som är fylld med 10,0 liter vatten med temperaturen 20,0 ºC.
Vattentemperaturen ökar snabbt till 24,0 ºC då termodynamisk jämvikt uppnåtts.
a) Vilken temperatur hade stekpannan när den togs från spisen?
b) Hur mycket ändras entropin i systemet (stekpanna & vatten)?
De specifika värmekapaciteterna och densiteter kan antas vara konstanta under dessa
temperaturförändringar och tas ur tabell vid temperaturen 300 K. Du kan bortse från
värmeutbytet med diskho och omgivning, dvs. systemet kan antas vara isolerat.
(4p)
5. Pendelmassan A (betraktas som
punktmassa) är upphängd i ett snöre
med längden L = 2,0 m och försumbar
massa. När A passerar sin nedersta
punkt i banan har den farten
v A1 = 3,0 m/s. Pendeln fortsätter
därefter svänga tills vinkeln ϕ = 30º
innan den kolliderar med det
stillastående blocket B. Efter
kollisionen rör sig blocket B uppför
det lutande planet. Beräkna hur långt blocket B maximalt rör sig uppför planet (innan det
vänder och börjar glida nedåt). Pendelmassan har massa m A = 3,0 kg och blocket har massa
m B = 1,0 kg. Antag att kollisionen sker helt elastiskt. Det finns ingen friktion mellan blocket
och planet. (Kontakttiden under stöten kan antas vara oändligt liten.)
(4p)
Något i någon uppgift som är oklart? Fråga (eller be tentamensvakt ringa) i sådant fall jourhavande lärare!
Lycka till!
