tenta


Institutionen för teknikvetenskap och matematik
!
Ämneskod-linje
F0004T
Tentamensdatum
2015-08-20
Skrivtid
09:00 – 14:00
Tentamen i: FYSIK 1
Totala antalet uppgifter: 5
Jourhavande lärare/Examinator: Nils Almqvist
Tfn: 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 4 och 5 är värmelära/termodynamik tal, övriga är mekaniktal.
1. (Totalt 3p) En kloss med massan 1,0 kg vilar på ett horisontellt, friktionsfritt underlag och är
fastsatt i en ursprungligen ospänd fjäder med fjäderkonstanten 200 N/m. Fjäderns andra ände är
fäst i en vägg.
En annan kloss med massan 2,0 kg har hastigheten 4,0 m/s då den stöter emot den lättare
klossen i en fullkomligt inelastisk stöt. Vilken blir fjäderns maximala hoptryckning efter
stöten?
2.
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
(Totalt 4p) Stängerna AB och CD är friktionsfritt ledade i A respektive D. AB har längden
2,0 m och massan 4,0 kg, CD har längden 1,6 m och massan 3,2 kg. Det statiska
friktionstalen (friktionskoefficienten) mellan AB och CD är µs = 0,33. Stängerna arrangeras
enligt figur.
Friktionen är tillräckligt stor för att systemet ska vara i jämvikt.
Beräkna friktionskraften som verkar på CD i C.
7,0 kg
F = 69,0 N
7,0 kg
5,0 kg
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
(Totalt 4p) Två kroppar, A och B, med massorna mA = 5,0 kg och mB = 7,0 kg hänger i
trissor enligt figurerna nedan med en lätt och oelastisk lina på lite olika sätt. Trissorna är
lätta och lättrörliga (friktionsfria).
a)
Bestäm accelerationen kroppen A får när man drar med kraften 69,0 N i linan enligt
figur 1.
b)
Bestäm accelerationen kroppen A får då massorna släpps enligt figur 2.
c)
Bestäm accelerationen kroppen A får då massorna släpps enligt figur 3.
d)
Hur stor är kraften i linan vid B i figur 3?
5,0 kg
3.
Figur 2
Figur 1
A
Figur 3
4. (Totalt 4p) Väggen i ett kulturmärkt gammalt hus består utifrån och in av:
A. 25 cm tjock betongvägg
B. 5,0 cm tjock/bred luftspringa med stillastående luft
C. 1,5 cm tjock träpanel
Man vill tilläggsisolera väggen med ett lager mineralull följt av en träpanal med tjockleken 1,5
cm på insidan av väggen. Hur tjockt ska mineralullslagret minst vara om man vill att
värmeförlusterna genom väggen ska minska med 70 % (dvs värmeförlusterna efter
tilläggsisolering är 30 % av vad de var ursprungligen) ?
Värmeledningsförmåga hos byggnadsmaterialen är
A. Betong: 1,7 W/m,K
B. Luft: 0,024 W/m,K
C. Träpanel: 0,14 W/m,K
D. Mineralull: 0,040 W/m,K
Behandla problemet med endimensionell stationär värmeledning.
!
5. (Totalt 3p) En värmemaskin bestående av en cylinder innehållande 2,96 liter syre som kan
komprimeras med en kolv genomlöper en kretsprocess enligt följande:
(i) a till b: Isoterm kompression, vid temperatur 300 K, från trycket 1,00 atm till 2,00 atm.
(ii) b till c: Isobar expansion till ursprungsvolymen.
(iii) c till a: Isokor kylning till ursprungstemperaturen.
Syret i cylindern kan betraktas som en ideal gas.
a) Rita in kretsprocessen i ett pV-diagam.
b) Beräkna nettoarbetet som gasen uträttar under en cykel.
c) Beräkna värmen som tillförs gasen i var och en av processerna (i), (ii), och (iii).
!
Något i någon uppgift som är oklart? Fråga (eller be tentamensvakt ringa) i sådant fall jourhavande lärare!
Lycka till!