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)
