VINNANDE VETANDE - Svenska Fysikersamfundet

3. Energin i en laddad kondensator ges av
W = 1 2
2 CU
Från början har vi alltså energin
W1 = 1
2 8⋅10 −6 ⋅ ( 100)
2
J = 40mJ
Laddningen på den övre kondensatorn är
−6
Q = CU = 8⋅10
⋅100
C = 0,
8 mC
Strömbrytaren sluts. I den följande processen är laddningen bevarad. När
strömmen i kretsen har blivit noll ligger samma spänning över de två
kondensatorerna som alltså kan betraktas som seriekopplade med samma
totala laddning som tidigare och med ersättningskapacitansen
8 µF +2 µF = 10 µF.
0,8 mC
Spänningen över kondensatorerna blir = 80V
10µF
Energin i kretsen blir då
1
−6
2
W 2 = 10 10 ( 80)
2 ⋅ ⋅ ⋅ J = 32 mJ
Energiskillnad
W 1 −W2
= 8 mJ
Svar: Energin i kretsen minskar med 8,0 mJ.
4. I figuren är N normalkraften och F
friktionskraften. Med figurens
beteckningar har vi vid jämvikt i
vertikalled
2N sinα −2F cosα − mg = 0
Med F = f N där f är friktionstalet får
vi
mg
N =
2( sinα
− f cosα
)
Bollen fastnar när N växer över alla
gränser d v s f = tanα . Man bestämmer α genom att mäta på boken så långt
som möjligt från "gångjärnet" för att få god noggrannhet och får då
f = a/ ( 2b)=
0,22 .
Svar: Friktionstalet mellan bordtennisboll och boksida är 0,22.
5. a) Vid en viss temperatur kan högst ett visst antal elektroner lämna
katoden. Vid låg spänning över anod–katod dras endast en del av dessa över
till anoden. När spänningen ökar dras allt fler över men inte fler än det
211