Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Ämneskod-linje
Tentamensdatum
Skrivtid
Tentamen i: FYSIK 1
Totala antalet uppgifter: 5
Jourhavande lärare: Mattias Mases/Nils Almqvist
Examinator:
Nils Almqvist
F0004T
2014-10-27
09:00 – 14:00
Tfn: 0722458008/0920492291
Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, tillägg till Physics Handbook, Appendix till kompendiet
i Problemlösning (1 sida), räknedosa, 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 2 och 3 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 assignments/dugga i lp1 2014-2015 och har bonuspoäng till tentamen.
□ Jag har inga bonuspoäng (har ej gjort assignments/dugga i lp1).
1.
På Liseberg finns ett pariserhjul som har hjuldiametern 25 m och som roterar 2,4 varv/min.
a) Hur stor är hjulets omloppstid?
b) Med vilken kraft påverkar passageraren sätet i översta läget?
Passageraren har massan 65 kg.
OBS, För full poäng på uppgiften krävs ordentlig friläggning (som du lärt dig i kursen utifrån fixt
koordinatsystem) samt noggrann redovisning av tankegångar och samband som används.
(3p)
2.
I en värmemaskin genomlöper en monoatomär
(enatomig) ideal gas kretsprocessen (cykel)
a→b→c →a enligt pV-diagrammet i figuren.
Det är en rät linje mellan tillstånden c och a.
a) Beräkna nettoarbetet, W, som gasen uträttar
under en cykel (kretsprocess).
b) Beräkna värmeutbytet (värmemängden), Q,
för varje delprocess (a→b, b→c, c→a).)
c) Beräkna kretsprocessens termiska
verkningsgrad.
(Pa)
5
4,00·10
1,00·105
0,400
(m3)
0,900
(4p)
3.
Du ska svara på några korta frågor, a-uppgiften kräver beräkningar.
a) Du ska uppskatta temperaturen i en igloo. Antag att 3 personer
befinner sig i en igloo, formad som en kub med sidan 2 meter.
Varje vägg i igloon har ett 0,50 meter tjockt skal av packad
snö, med värmeledningsförmågan 0,209 W/m·K. Antag att
varje person avger en effekt på 80,0 W. Räkna bara på
endimensionell värmeledning (4 väggar+tak) och försumma
värmeledning via golvet och värmetransport via ingången. Vad
blir temperaturen inne i igloon, efter lång tid (stationärt), när det är -20,0 ºC på igloons
utomhusyta?
(2p)
Förklara nedanstående i högst tre korta meningar, och med hjälp av en relevant fysikalisk
formel.
b) Vad temperatur är ett mått på.
(0,5p)
c) Varför noll Kelvin är den lägsta temperaturen som kan uppnås.
(0,5p)
d) En värmemaskin arbetar mellan två givna temperaturer. Vad är högsta möjliga teoretiska
verkningsgrad för värmemaskinen?
(0,5p)
e) Ökar, minskar eller är temperaturen konstant om en ideal monoatomär (enatomig) gas
expanderar adiabatiskt? Motivera ditt svar med samband och/eller figur.
(0,5p)
4.
5.
En kula med massan 0,028 kg träffar ett träblock
med massan 50 kg och fastnar i detta. Träblocket
kommer därefter att svänga upp så att linorna, med
längd 1,0 m, i vilka blocket hänger maximalt
bildar vinkeln 8,0° med den ursprungliga vertikala
riktningen, se figur. Beräkna utifrån detta farten v
som kulan hade när den träffade träblocket. (3p)
8,0 °
En stege består av två identiska halvor AB och AC
förenade med en friktionsfri pinnled i A. Vardera halvan har massan 10,0 kg. Stegen är
placerad på ett golv sådant att statiska
friktionstalet (friktionskoefficienten) är 0,40 vid
B och 0,35 vid C.
a) Frilägg respektive steghalva var för sig (dvs
AB respektive AC) när personen med
massa m = 75 kg klättrat upp på stegen enligt
figur.
b) Beräkna hur högt ovanför golvet, h,
personen kan kliva utan att stegen glider.
Du kan anta att stegen först börjar glida i B
(4p)
Något i någon uppgift som är oklart? Fråga (eller be tentamensvakt ringa) i sådant fall
jourhavande lärare!
Lycka till!
