Lösning - Fysikum

c) FMagnetfältet måste vara riktat åt vänster ifiguren. Strömriktningen måste då vara uppåtpå spolarnas framsida, därför är den vänstraB +polen positiv.+ ­{a) Rakt nedåtSvar: b) Endast i den vänstra figuren finns en kraftc) Se figur2. Per kastar en tennisboll rakt uppåt med utgångsfarten 10 m/s. Bollen träffar innertaketoch studsar rakt neråt. Rörelseenergin bevaras vid studsen. Takhöjden är 5,0 m.Bollen lämnar handen 1,0 m över golvytan. Bollen har massan 56 g.a) Bestäm impulsen vid bollens studs mot taket. (2p)b) För att undvika studs mot taket kastar i stället Per bollen snett uppåt medelevationsvinkeln 60 0 (vinkeln mot horisontalplanet) och samma utgångsfart(10 m/s). Hur nära taket kommer bollen i detta fall och vilken fart har deni sin högsta punkt?(2p)Lösning:a) Impulsen I = Δ p = m⋅2v där v är hastigheten när bollen träffar taket.v = √v 0 2 −2g(s−s 0) = √10 2 −2⋅9,82⋅4,0 m/s = 4,630 m/s ≈ 4,6 m/s . Alltså ärI = 2⋅0,056⋅4,630 kgm/s = 0,52 kgm/sb) Vi delar upp hastigheten i x- och y-komposanter. v x = 10⋅cos60 0 = 5,0 m/s , som ärkonstant under hela färden. v y= 10⋅sin 60 0 = 10 √3 m/s ≈ 8,66 m/s . I högsta2punkten är v y= 0 och med v 2 −v 2 0 =−2g(s−s 0 ) för rörelsen i y-led får vi0 2 − ( 10 √32 ) 2 = 2⋅(−9,82)⋅(s−s 0 ) eller s−s 0= 3,82 m . Med utgångshöjdens 0=1,0 m når alltså bollen 5,0 m - 4,82 m = 0,18 m under taket. Samtidigt är fartenenligt ovan 5,0 m/sSvar: {a) 0,52 kgm/sb) 18 cm under taket med farten 5,0 m/s2