Tentamen 2017-03-15, Fysik 3 (F0006T)

advertisement
Ämneskod-linje
Tentamensdatum
Skrivtid
Teknikvetenskap och matematik
Tentamen i:
Fysik 3
Antalet uppgifter:
5
F0006T
2017-03-15
09:00 – 14:00
Jourhavande lärare: Erik Elfgren (Tfn: 0705-509839)
Examinator:
Erik Elfgren
Tillåtna hjälpmedel: Fysika samt Errata
Appendix till kompendiet i Problemlösning (1 sida)
Räknedosa och ritmateriel
Obs!
Inga som helst anteckningar, lösa eller inklistrade blad eller lappar med text får
finnas i formelsamlingarna. Färgade lappar och understrykningar är dock ok.
Betygsskala:
3: 9–12 p
Anvisningar:
Definiera beteckningar och ange mätetalens enheter samt vilka lagar du
använder. Motivera formler, antaganden och approximationer. Källhänvisa data. Presentera lösningarna så att de blir lätta att följa.
Resultatet anslås:
Mitt LTU, 2017-04-12
Övrigt:
Tal 1 och 2 är modern fysik, övriga är mekaniktal.
4: 12,5–15 p
5: 15,5 p –
(inkl. bonuspoäng)
1. (3 p) En partikel har vilomassan 6,64 · 10−27 kg och rörelsemängden 2,10 · 10−18 kg·m/s. Beräkna
partikelns fart uttryckt i ljushastigheten, c.
2. (4 p) Ansträngningarna att finna tekniska möjligheter att använda fusionsreaktioner för utvinning
av kärnenergi utgår främst från deuterium, 21 H.
a) Beräkna vilken nuklid, X, det ska vara i reaktionen: 21 H + 21 H → 10 n + X?
b) Om man i framtiden lyckas med detta, i hur många vetenskapliga år (se T b) kan en 5,0 W LEDlampa lysa om bränslet utgörs av 0,050 kg deuterium. Antag att 1/3 av den frigjorda energin
kan omvandlas till elektrisk energi.
3. (4 p) Den homogena, smala stången AB har massan 8,0 kg och roterar kring den horisontella axeln
A. När vinkeln θ = 30◦ , har stången vinkelhastigheten 2,0 rad/s. Beräkna för detta läge beloppet av
kraften från leden A på stången.
1(2)
4. (4 p) Ett svänghjul används till att lagra kinetisk energi. Ett visst svänghjul består av
en tunn ring, massa mr = 40,0 g och radie rr = 5,0 cm och två smala stänger fästade
vid navet, vardera med massan ms = 20,0 g och längden rr (se figur). Svänghjulet
snurrar intialt med vinkelhastigheten ω = 95 rad/s.
rr
rr
a) Beräkna svänghjulets kinetiska energi.
b) Svänghjulets energi används för att driva en leksaksbil. Bilens däck (radie R = 6,0 cm) bromsas
av ett resulterande friktionsmoment τ = 5,0 · 10−3 Nm. Däcken rullar utan att glida. Hur långt
kan bilen rulla, med hjälp av energin från svänghjulet, innan den stannar? Bilen startar från
vila.
5. (3 p) En partikel är fästad i en horisontell fjäder och utför enkel, harmonisk svängning på ett friktionsfritt horisontalplan. Beloppet av partikelns acceleration är 0,40 m/s2
i det läge då fjädern är utsträckt 0,20 m i förhållande till den ospända längden. Partikelns massa är okänd liksom fjäderkonstanten. Beräkna trots detta svängningstiden.
Svängningsekvationen ska härledas för full poäng.
Om något är oklart, fråga den jourhavande läraren!
2(2)
Download