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.
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
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