Tenta

Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Ämneskod-linje
Tentamensdatum
Skrivtid
Tentamen i: FYSIK 1
Totala antalet uppgifter: 5
Jourhavande lärare/Examinator:
Nils Almqvist
F0004T
2015-10-26
09:00 – 14:00
Tfn: 0920492291
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 10-13), 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) Stångenen enligt figur har massan m,
längden L och befinner sig i jämvikt. Stångens
tyngd mg verkar i dess mittpunkt.
Friktionskrafter mellan stången och underlaget
kan försummas (dvs ingen friktion i A eller B).
Stångens nedre ände är fäst med ett lätt rep enligt
figuren.
Bestäm kraften i repet!
Ange svaret som en formel i kända storheter som
tex m, g, L
2. (Totalt 3,5p) En sandsäck är placerad på en
vagn, som lätt (friktionsfritt) kan röra sig
rätlinjigt på ett horisontalplan. Vagnen är från
början i vila och är med en fjäder med
fjäderkonstant k = 5,0 N/m förenad med en
vägg. Säcken och vagnen har tillsammans
massan M = 15,0 kg. Efter det att en kula
med horisontell hastighet v0 träffat och
fastnat i säcken blir fjäderns maximala
hoptryckning 14,0 cm. Bestäm kulans fart v0
då dess massa är m = 5,00 g.
3. (Totalt 3,5p) En låda med massan 200 kg ligger på ett
lastbilsflak. De statiska och kinematiska (dynamiska)
friktionstalen mellan låda och flak är 0,70 respektive 0,60.
Lastbilen håller farten 95 km/h i en kurva med
krökningsradien ρ = 300 m och doseringen 10° (se figur).
Bestäm friktionskraften F på lådan!
Du kan anta att lådan är i vila relativt lastbilsflaket.
4. (Totalt 4p) I 300g vatten med temperaturen 20,0 °C häller du ned 100,0 g nollgradig is.
Systemet är termiskt isolerat från omgivningen och antas komma i temperaturjämvikt.
a) Vad blir resultatet?
b) Vilken entropiändring har systemet is+vatten undergått när temperaturjämvikt erhålls?
5. (Totalt 4p) En viss mängd innesluten diatomär (tvåatomig) ideal gas går genom en kretsprocess
(cyklisk process).
Gasen går genom tillstånden 1-4 enligt delprocesserna:
1 → 2: gasen har ursprungstrycket p1 = 1,0·105 Pa och temperaturen T1. Den komprimeras
isotermisk tills den når trycket p2 = 2,0·105 Pa
2 → 3: gasen expanderar vid konstant tryckt, från temperaturen T2 till temperatur T3 = 2,0·T1
3 → 4: gasen expanderar isotermisk tillbaka till trycket p1
4 → 1: gasen komprimeras isobarisk tillbaka till T1
a) Rita pV-diagram för kretsprocessen
b) I vilka delprocesser är värmemängden (dvs Q1-2, Q2-3, Q3-4 och Q4-1) positiv och i vilka är
den negativ? Förklara!
c) Bestäm kretsprocessens termiska verkningsgrad, e.
Något i någon uppgift som är oklart? Fråga (eller be tentamensvakt ringa) i sådant fall jourhavande lärare!
Lycka till!