Tentamen Fysik 1 för Basåret, BFL101 13:e januari 2015, kl. 8
Transcription
Tentamen Fysik 1 för Basåret, BFL101 13:e januari 2015, kl. 8
Examinator: Lina Rogström [email protected] Tentamen Fysik 1 för Basåret, BFL101 13:e januari 2015, kl. 8-12 Tillåtna hjälpmedel är: Miniräknare (med raderat minne). Formelsamling utan anteckningar (Formler & tabeller i fysik, matematik och kemi, Konvergenta). Tentamen består av två delar, Del A (6 p) och Del B (18 p), som sammanlagt innehåller uppgifter om 24 p. Resultatet från kontrollskrivningen kan tillgodoräknas som resultat på tentamens Del A. Betyget sätts utifrån den totala poängsumman (Del A + Del B). Betygsgränserna är Betyg 3: 10 poäng Betyg 4: 15 poäng Betyg 5: 20 poäng Lycka till! Formellista Ellära Resistans hos en ledare med resistivitet = ∙ Värmelära Överförd värmemängd Smältvärme Ångbildningsvärme = = = ∙ å∙ Relativitetsteori Total energi Viloenergi Rörelseenergi Rörelsemängd = = = = Stråldoser Absorberad dos = Ekvivalent dos = Kvalitetsfaktor för strålning: α-strålning β-strålning γ-strålning Protoner och neutroner = 20 =1 =1 =5 Fysik 1 för Basåret, BFL101 Δ − ∙ Tentamen 13:e januari 2015 1 Del A A1. (2p) Karin kör en bil i 70km/h när en katt hoppar ut på vägen 50m framför bilen. Bilens maximala retardation är 6,0m/s 2 och Karins reaktionstid, dvs tiden det tar tills hon börjar bromsa, är 0,50s. Hinner hon stanna innan hon når fram till katten? A2. (2p) Petra glider nedför en skidbacke på sina skidor med den konstanta accelerationen 0,4m/s2 . Med all utrustning är Petras massa 70 kg och den friktionskraft som verkar på skidorna när hon glider nedför backen är 210 N. Vilka krafter verkar på Petra? Illustrera med en figur. Hur stor är backens lutning relativt marken? Bortse från luftmotstånd. A3. (1+1p) Sam står längst ut på en brygga och kastar en boll snett uppåt. Då bollen lämnar hans hand har den hastigheten 12m/s. När bollen når sin högsta punkt är den 20m över vattenytan och har hastigheten 5,0m/s. (a) Från vilken höjd (+ ) kastar Sam bollen? (b) Vilken hastighet har bollen då den träffar vattenytan? Bortse från luftmotstånd. Fysik 1 för Basåret, BFL101 Tentamen 13:e januari 2015 2 Del B B4. (4p) Under en minigolfrunda träffar din golfboll en tennisboll som kommer rullande på en av banorna. Golfbollens massa är 40 g och tennisbollen har massan 55 g. Du uppskattar att din golfboll har hastigheten 1,5 m/s innan kollisionen och att tennisbollens hastighet innan kollisionen är 0,4 m/s i motsatt riktning. Vilka hastigheter får de båda bollarna efter kollisionen om vi antar att kollisionen är fullständigt elastisk? I vilken riktning rör sig bollarna efter kollisionen? B5. (2+2p) Du har bryggt två koppar kaffe, en till dig själv och en till din kusin, som då du häller upp det håller temperaturen 87 °C. Du fyller på två koppar med 2 dl kaffe i varje kopp. Du och din kusin är överens om att kaffe smakar bäst då det har en temperatur av 80 °C. Antag att kaffe har en specifik värmekapacitet som är lika stor som den för vatten. (a) Du vill ha grädde i ditt kaffe och då du tar grädden från kylen så har den temperaturen 6 °C. Hur mycket grädde måste du fylla på med i din kaffekopp för att få blandtemperaturen 80 °C? Bortse från värmeförluster till omgivningen. Den specifika värmekapaciteten för grädde är 3770J/kg∙K . (b) Din kusin vill dricka sitt kaffe svart. Som erfaren kaffedrickare så uppskattar han att kaffet avger effekten 50 W till omgivningen om han låter sin kopp stå i rumstemperatur. Hur länge behöver han vänta tills kaffets temperatur har sjunkit till 80 °C? B6. (2+1+2p) (a) Börje har tre identiska motstånd med resistansen 60 Ω men behöver ett motstånd på 20 Ω. Hur kan han koppla ihop motstånden för att få den önskade resistansen? Visa med ett kopplingsschema samt beräkningar. (b) Han kopplar sina motstånd (med den totala resistansen 20 Ω) till ett 12 V-batteri. Hur stor effektutveckling sker i varje motstånd? (c) Batteri han använder är nytt och märkt med 17 Ah. Hur länge kan han använda batteriet i kretsen innan det är urladdat? B7. (1+2+2p) Isotopen 146C sönderfaller genom β- -sönderfall. (a) Ställ upp reaktionsformeln för sönderfallet. (b) Hur mycket energi frigörs vid sönderfallet? Uttryck svaret i MeV. (c) Ett prov innehåller 7 ∙ 1045 atomer av isotopen 146C. Hur många sönderfall sker per sekund i provet? Fysik 1 för Basåret, BFL101 Tentamen 13:e januari 2015 3