Anonymitetskod: __________________________________
1
Fysik Bas 2
9 högskolepoäng
Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST17h KBASX17h Tentamensdatum: 2018-05-28 Tid: 09:00-13:00
Hjälpmedel: Grafritande miniräknare, gymnasieformelsamling, linjal och gradskiva
Totalt antal poäng på tentamen: 60 poäng För att få respektive betyg krävs:
3: 24 poäng 4: 36 poäng 5: 48 poäng
Allmänna anvisningar:
Tänk på att vara tydlig i dina lösningar.
Även om det inte alltid är nödvändigt kan det vara bra att rita figur när du löser uppgifter.
Nästkommande tentamenstillfälle:
Rättningstiden begränsas till max 4 dagar efter tentamenstillfället
Viktigt! Glöm inte att skriva anonymitetskod på alla blad du lämnar in.
Anonymitetskod: __________________________
2
Ansvarig lärare: Telefonnummer:
1. En 200 g vikt h¨angs i en fj¨ader som d˚a f¨orl¨angs 10 cm.
a) Ber¨akna fj¨aderkonstanten k p˚a fj¨adern. (2p)
b)Vikten dras 5 cm ner˚at fr˚an j¨amviktsl¨aget.
Ber¨akna den potentiella energin i fj¨adern. (2p)
c) Vilken blir viktens maximala hastighet om man sl¨apper den i detta l¨age? (2p)
2. En liten sten kastas v˚agr¨att ut ifr˚an ett f¨onster 25 m ¨over marken. Stenen kastas iv¨ag med hastigheten 12 m/s.
a) Hur l˚ang tid tar det innan stenen n˚ar marken? (2p)
b) Hur l˚angt bort fr˚an f¨onstret landar stenen? (2p)
3. Centripetalkraften som verkar p˚a en bil som ˚aker i en kurva ¨ar 7500 N. Hur ¨andras FC n¨ar bilen
a) ..˚aker i en kurva med halva banradien? (2p)
b) ..˚aker dubbelt s˚a snabbt genom kurvan? (2p)
c) ..n¨ar den lastas s˚a att den v¨ager 20 % mer. (2p)
4. Laura sitter p˚a lekplatsen och gungar. Hon best¨ammer sv¨angningstiden p˚a gungan med sitt tidtagarur. Tio hela sv¨angningar tar 27,6 s.
Ungef¨ar hur l˚anga ¨ar gungans linor? (3p)
5. En fortskridande transversell v˚ag utbreder sig l¨angs en str¨ang. Man studerar f¨orst hur elongationen y i en godtycklig punkt av str¨angen varierar med tiden t. Resul-tatet visas i Figur 1a nedan. D¨arefter studerar man sv¨angningstillst˚andet vid en godtycklig tidpunkt. Elongationen y f¨or en viss del av str¨angen visas i Figur 1b. Best¨am v˚agr¨orelsens frekvens f , v˚agl¨angd λ och utbredningshastighet v. (6p)
Figur 1: Transversell v˚ag p˚a en str¨ang.
6. En stj¨arna har maximal emittans vid str˚alningsv˚agl¨angden 340,7 nm.
Vilken yttempratur har stj¨arnan? (3p)
7. Figur 2 visar en rak ledare AC som ¨ar placerad vinkelr¨at mot ett homogent mag-netiskt f¨alt B, riktat upp˚at i figuren. Hur skall ledaren f¨orflyttas f¨or att
ledningselektronerna skall r¨ora sig mot C? (2p)
Figur 2: En rak ledare omgiven av ett yttre magnetf¨alt.
8. Ett visst ¨amne emitterar fotoelektroner om man belyser ¨amnet med ljus som har en v˚agl¨angd λ kortare ¨an 630 nm.Vilken st¨orsta hastighet f˚ar de elektroner som
emitteras om man belyser ¨amnet med ljus av v˚agl¨angden 440 nm? (5p)
9. En st˚alkula med tyngden mg ¨ar upph¨angd som en pendel med pendell¨angden l. Kulan f¨ors ˚at sidan med str¨ackt tr˚ad s˚a att den kommer i j¨amnh¨ojd med
upph¨angningspunkten P innan den sl¨apps. Se figur 3 nedan.
a) Rita ut kraftsituationen p˚a kulan n¨ar den befinner sig i bottenl¨aget av
pendelr¨orelsen. (2p)
(Krafternas riktningar och relativa storlekar som verkar p˚a kulan skall framg˚a tydligt.)
Rita krafterna i figuren.
b) Visa att str¨ackkraften i sn¨oret ¨ar 3 · mg ( 3 ggr tyngdkraften). (5p) Ledning: Anv¨and energiprincipen f¨or att best¨amma kulans hastighet v i
Figur 3: Pendelr¨orelse f¨or st˚alkula.
10. N¨ar en v¨ateatom ˚aterg˚ar till grundtillst˚andet s¨ands det ut en foton med energin
12,75 eV. Vilken energiniv˚a var atomen i? (5p)
11. Fridolf har sett reklam f¨or ett nytt h˚arschampo. I reklamen p˚ast˚ar man att med anv¨andade av h˚arschampot i en vecka s˚a ¨okar tjockleken p˚a hans h˚arstr˚an med 30 %. Fridolf blir kritisk och beslutar sig f¨or att unders¨oka saken.
Han har l¨art sig att enligt Babinets princip s˚a fungerar ett tunt f¨orem˚al med diame-ter d som en enkelspalt med spaltbredd d n¨ar man belyser det. Fridolf tar d¨arf¨or ett av sina h˚arstr˚an och sp¨anner upp det 1,0 m framf¨or en vit v¨agg. Han sl¨acker sedan ljuset och lyser p˚a h˚arstr˚aet med en laser som har v˚agl¨angden 632 nm. D˚a uppkom-mer ett m¨onster av starka och svaga omr˚aden p˚a v¨aggen. Fridolf m¨ater avst˚andet fr˚an centralmaximum till det f¨orsta m¨orka omr˚adet p˚a h¨oger respektive v¨anster sida om centralmaximum och f˚ar i genomsnitt ett avst˚and p˚a 5,0 mm.
a) Best¨am tjockleken p˚a Fridolfs h˚arstr˚a. (3p)
Ledning: F¨or en enkelspalt g¨aller att ljusminima f˚as d˚a; d · sin(αk) = k · λ. d¨ar d ¨ar spaltbredd, αk ¨ar vinkeln till ljusminimat nummer k och λ ¨ar v˚agl¨angden.
b) Skall avst˚andet mellan centralmaximum och det f¨orsta m¨orka omr˚adet ¨oka el-ler minska n¨ar han pr¨ovar en vecka senare om reklamen st¨ammer och
12. Tv˚a laserstr˚alar riktas mot en glasplatta enligt figuren nedan. Glasplattans bryt-ningsindex ¨ar 1, 50. Ber¨akna hur l˚angt bakom glasplattan laserstr˚alarna kommer
att m¨otas efter passagen av glaset. (6p)
