Hjälp till Övningar på Fysik














fråga 1

Tips:
Hur stor massa kommer i rörelse?

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Den accelererande kraften F är tyngden på lilla vikten = mg.
Massan som kommer i rörelse är båda massorna = (M + m).
Newtons andra lag F = m·a bllir då
mg = (M + m)·a
lös ut a.
a = mg / (M + m)
Tillbaka













fråga 2

Tips:
Momentlagen

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Det moment som vrider åt vänster = x·mg
Det moment som vrider åt höger = y·Mg
Sätt momenten lika.
x·mg = y·Mg
Lös ut y.
y = x·mg / Mg
Förkorta med g.
y = xm/M
Tillbaka













fråga 3

Tips:
Hur hamnar brädans tyngdpunkt?

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Plankans densitet a g/cm³ < densiteten för vatten. För kroppen gäller att den ligger stabilt om avståndet mellan tyngdpunkten och lyftkraftens angreppspunkt är så litet som möjligt. Helst ska tyngdpunkten ligga under lyftkraftens angreppspunkt.
Sträckan mellan mitten på den del som befinner sig i vattnet och tyngdpunkten ska vara så liten som möjligt. Det uppnår man om plankans i vattnet vertikala höjd är så liten som möjligt, dvs plankan ligger med största ytan uppåt i vattnet.
bilder/plankaivatten.GIF

Tillbaka













fråga 4

Tips:
Rörelsemängden bevaras.

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Rörelsemängden p = m·v är lika stor före stöten som efter då p = (m+m)·v
mv1 = 2mv2
lös ut v2
v2 = mv1 / 2m
förkorta med m
v2 = v1 / 2
Tillbaka













fråga 5

Tips:
Beräkna ersättningsresistansen.

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









De två parallellkopplade resistorerna har resistansen 1/Rers = 1/R + 1/R = 2/R
Invertera uttrycket
Rers = R/2
Totala resistansen i kretsen är
Rtot = Rers + R = 3R/2
Strömmen i kretsen blir
I = U / Rtot = U /(3R/2) = 2U / 3R
Strömmen genom resistor A är halva strömmen då den ingår i parallellkopplingen med två lika stora resistorer. IA = U/3R
Tillbaka













fråga 6

Tips:
En pendels svängningstid T = 2π√l/g

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Svängningstiden för pendlarna är
T2 = 2π√0.8/g
T1 = 2π√0.6/g
Dividera ekvationerna med varandra.
T2/T1 = 2π√0.8/g / 2π√0.6/g
Förkorta.
T2/T1 = √0.8 / √0.6 = √0.8/0.6 = 1.1547
Tillbaka













fråga 7

Tips:
Dopplereffekt

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Förhållandet mellan våglängderna för stillastående och rörlig ljudkälla = förhållandet mellan ljudvågens förflyttning på 1 sekund = 340 m / (340m - 25m) = 1.0794
Frekvenserna är omvänt proportionella mot våglängderna.
fstilla/frörelse = 1/1.0794
frörelse = fstilla/ (1/1.0794)) = 475Hz
Tillbaka













fråga 8

Tips:
Harmonisk svängning. y = Asin(ωt)

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Vid tiden t = 0 befinner sig kulan i sitt övre vändläge. Den rör sig sedan nedåt, passerar jämviktsläget och når nedre vändpunkten och åker sedan uppåt.
I ett vändläge är accelerationen maximal och utslaget från jämviktsläget maximal. Resulterande kraften är också maximal i vändläget medan hastigheten är noll.
Grafen visar hastigheten där hastighet nedåt satts positiv.
Tillbaka













fråga 9

Tips:
Kaströrelse och kastvidd.

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Kastlängden ges av formeln
s = v²sin(2α)/g
Maximal kastlängd får det kast som har utgångsvinkeln 45°.
Först kommer den kula som har åkt kortast sträcka. Den som åker uppåt får en längre bana.
Kastvidden för 40° är lika stor som för 50°
( sin(2·40°) = sin(80°), sin(2·50°) = sin(100°) ) eftersom sin(α) = sin(180°- α)
Tillbaka













fråga 10

Tips:
Energi omvandlas till värme och deformation vid stöten.

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Totala energin bevaras men en del av energin omvandlas till andra former. Rörelseenergin minskar.
Rörelsemängden är konstant i ett slutet system.
Tillbaka













fråga 11

Tips:
Formel: F = qU/d

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Kraften F kan fås i grundenheter om man tänker på Newtons andra lag F = m·a
F =[kg·m/s²]
Avståndet d
d =[m]
Laddningen q
q = [As]
Lös ut U ur sambandet F = qU/d
U = Fd/q
U = [kgm/s²][m]/[As] = [kgm²/As³]
Tillbaka













fråga 12

Tips:
Använd absoluta temperaturer.

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Allmänna gaslagen:
pV = nRT
n, R och V är konstanta.
p = k·T
Om trycket ska bli dubbelt så stort måste temperaturen bli dubbelt så hög.
Temperaturen är 27°C + 273K = 300K.
Dubblera till 600K. Räkna om till Celsius:
t = 600K - 273K = 327°C
Tillbaka













fråga 13

Tips:
Öppen pipa

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









bilder/slutnapipor.GIF
För grundtonen är pipans längd λ/4. För första övertonen är pipans längd 3λ/4 dvs våglängden måste vara 1/3 av λ. Frekvensen blir då 3 gånger så hög.
Tillbaka













fråga 14

Tips:
P = U·I, U = R·I

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Glödlampans resistans får man med
P = U·I
U = R·I
Lös ut I ur andra ekvationen och sätt in i första.
I = U /R
P = U·U/R = U²/R
Lös ut R.
R = U²/P
Med insatta värden.
R = 12²/5 ohm = 28.8 ohm ≈ 30 ohm
För att lampan bara ska få halva spänningen måste den seriekopplas med en resistor vars resistans = lampans resistans dvs. 30 ohm.
Tillbaka













fråga 15

Tips:
v² = 2·a·s

Tillbaka
Lösning:
Bläddra neråt









Bestäm först accelerationen.
v² = 2·a·s
Lös ut a.
a = v²/2s
Med insatta värden.
a = (10m/s)² / (2·100m) = 100/200 m/s² = 0.5 m/s²

Tiden att nå hastigheten10m/s med accelerationen 0.5 m/s² fås av sambandet
v = a·t
Lös ut tiden
t = v/a
Med insatta värden
t = 10m/s / 0.5m/s² = 20 s
Tillbaka