Side 1 af 2 Fysik B eksamen december 2008 – Løsningsforslag ...

Fysik B eksamen december 2008 – Løsningsforslag:
Opgave 1
a) Q rør, fortætning = Q f, vand = m f, vand · L f, vand = 18,4 kg · 2260 kJ/kg = 41,6 MJ
6
E
b) P =
Δ t
= 41,6 ⋅10
J
= 481 W
2
24 ⋅ 60 s
Opgave 2
a) E foton = h · f = 6,63·10 -34 J·s · 4,6·10 14 s -1 = 3,05·10 -19 J
8
3,00 ⋅10
m/s
b) λ foton = v foton / f foton = = 6,5·10 -7 m , RØD
14 -1
4,6 ⋅10
s
−3
1,00 ⋅10
mm
c) d =
= 2,56·10 -6 n ⋅ λ
, sinφ n =
390
d
−7
1⋅
6,5 ⋅10
m
=> sinφ 1 =
= 0,254 => φ
−6
1 = 15°
2,56 ⋅10
m
Opgave 3
a) U 1 = R 1 · I 1 = 18 Ω · 0,14 A = 2,52 V
b) U 3 = R 3 · I 3 = 33 Ω · 0,071 A = 2,343 V , U 4 = U 0 - U 1 - U 3 = 10,137 V ,
10,137 V
I 4 = I 3 = 0,071 A => R 4 = U 4 /I 4 = = 143 Ω
0,071A
c) U 2 = U 0 - U 1 = 12 V , I 2 = I 1 - I 3 = 0,069 A => P = U 2 · I 2 = 0,86 W
Opgave 4
a) p = F/A => F atmos mod bund = p 0 · A = 173 kN
b) F tyn = mg = 375 kg · 9,82 N/kg = 3,68 kN
F atmos mod top = F atmos mod bund - F tyn - F friktion = 169 kN =>
F 169kN
p = = = 99,4 kPa
areal
2
1,70m
c) P atmos mod bund = F · v = 173 kN · 1,20 m/s = 208 kW
d) V = h 0 · A = 8,00 m · 1,70 m 2 = 13,6 m 3
e) ∆V/∆t = v · A = 1,20 m/s · 1,70 m 2 = 2,04 m 3 /s , T = (25,0+273) K = 298 K ,
169kN
p atmos over kabine = F/A = = 99,4 kPa , p · V = n · R · T => p · V/∆t =
2
1,70m
n/∆t · R · T
3
p ⋅ ΔV
/ Δt
99,4 kPa ⋅ 2,04 m / s
=> ∆n/∆t =
=
= 82,0 mol/s
3
R ⋅T
Pa ⋅ m
8,31 ⋅ 298K
mol ⋅ K
Side 1 af 2

=> ∆m/∆t = ∆n/∆t · M = 122 mol/s · 29,0 g/mol = 2,37 kg/s
Opgave 5
244
a)
94
Pu → 240
92
U + 4 2
He
b) t ½ = ln2/k => k = ln2/t ½ =
ln(2)
7
8,08⋅10
år
= 2,72·10 –16 s –1
A = k · N => N = A/k = 4,56·10 31
A(
t)
ln( )
c) A(t) = A 0 · e –k·t A0
=> t = = 5,37·10 8 år
− k
d) E kin = 7,34·10 –13 J , E kin = ½ ·m ·v 2 , m = 4,00 u = 6,64·10 –27 kg
=> v =
2E kin
m
= 1,49·10 7 m/s
Opgave 6
a) x = 10 cm => F fjeder = k · x = 90 N
b) fjeders vinkel med lodret = φ = tan -1 (b/h) = 53º ,
størrelse af fjederkraft i lodret retning = F fjeder,lodret = F fjeder · cos(φ) = 54,0 N
F tyn = m·g = 2,3 kg · 9,82 N/kg = 23 N
F snor = 2·F fjeder,lodret - F tyn = 85,4 N
c) F res = 2·F fjeder - F tyn = 0,12 kN = m·a => a = F res /m = 37,1 m/s 2
d) ∆E pot = m·g·∆h = 6,8 J
E fjeder = ½k·x 2 = 4,5 J
E kin = 2· E fjeder - ∆E pot = 2,2 J = ½mv 2
=> v =
2E kin
m
= 1,39 m/s
Side 2 af 2