t.,1~_ ~-.~ ÅRNBY~Z ~ GYMNASIUM :,.~,. ~ FYSIKA Terminsprøve Torsdag den 12. april kl. 9.00-14.00
Side! aflosider Billedhenvisninger Opgave 2 http :/!www.sci-news.comlastronomy/ science-egs-zs8-1-farthest-galaxy-02770.htrnl Opgave 3 http://www.livescie nce.coml 38844-fukushima-radioactive-water.leaks,btrnl Opgave 4 Nils Kruse Opgave 5 http :/fwww te nca te.com/apac/grass/defau lt.aspx Opgave 6 http://stuftmama.com/2o15/o2/o2/a wee ke nd-of celebrating-and-benefits-of..climbing-stairs Opgave 7 https://www.psfc.mit.edu
Side 2 af 10 sider Opgavesættet bestar af 7 opgaver med tilsammen 15 sporgsmal. Svarene pa de stillede sporgsmal indgår med samm vægt i vurderingen. Opgaverne Opgave i Opgave 2 Opgave 3 Opgave 4 Opgave 5 Opgave 6 Opgave 7 Optøning afvandror Galaksen EGS-zs8.1 Forurening med jod Squashbold i vand Hockev Trappeleb Tokamak Alle hjælpemidler er tilladt Følgende hjælpemidler forudsættes: Databog fysik kemi (F&I< Forlaget), 6. udgave (1992) eller senere udgave.
Side 3 af 10 sider Opgave i Optøning af vandrør ifl,.. i Frossent vandrer IF I Frossent vand i jernror kan 01)108 redet sende stram igennem ;orene med en kraftig stram forsyn ing. Under optøning af et frossent jernror leverer stromforsyningen energi med effekten 425 W. Spændingsfaldet over jernroret er 1,13 V. a) Bestem stromstyrken i jernrcret under optoningen. Et frossent vandror består af 9,48 kg jern og 2,04 kg is, som begge har temperaturen 15 C. b) ~urdér, hvor lang tid det tager at opto det frosne vandrer, nar stromforsyningen leverer energi med effekten 425 W.
Side 4 ar io sider Opgave 2 Galaksen EGS-zs8-1 Asfronomer ved det amerikanske Keck teleskop har i 2015 med stor præcision målt spektret for lyse? fra en galakse i det meget tidlige univers. Calaksen har nat net ECS-zs8- i. Det er en af de fjerneste galaksei; hvor man har målt et spektrum for galaksens lys. Astronomerne målte en spektrallinje fra galaksen EGS-zs8-1 med den observerede bølgelængde 1061,6 nin. a) Beregn frekvens n af den observerede spektrallinje. Spektraflinjen stammer fra hydrogen og har ved udsendelsen fra galaksen bolgelængden 121,6 nm. b) Bestem redforskydningen for galaksen EGS-zs8-1.
Side 5 af 10 sider Opgave 3 Forurening med jod -~ ~ ~ Det japanske atomkraftværk Fukushima er placeret i ed kysten. På det japanske atomkraftværk Fukushima skete der i foråret 2011 et radioaktivt udslip. Ved udslippet kom de radioaktive isotoper ~ i og ~I ud i kolevandet, som blev blandet med vandet ved den japanske kyst. a) Opskriv reaktionsskemaet for det radioaktive henfald af I. Ved målinger på radioaktivt forurenet havvand ved Fukushima fandt myndighederne ud af, at aktiviteten fra hhljpå et tidspunkt var 20 iot Bq pr. liter havvand, hvilket et langt over grænseværdien på 10 Bq pr. liter. b) Vurdér, hvor lang tid der vil gå, for aktiviteten fra I kommer ned under grænseværdien. Gør herunder rede for relevante antagelser. c) Beregn den effekt, hvormed 1,0 L forurenet havvand udsender energi på grund af henfald af liii, når aktiviteten fra henfaldetaf ~ 20~10 Bq pr. liter havvand.
Side 6 al to sider Opgave 4 Squashbold i vand Luft Vand Squash spilles med ketsjer og en squashbold, som er en lille gummikugle. Billedserien tisei en squashbold, der faldei lodret iied gennem Land. En squashbold falder lodret ned gennem stillestaende vand. Bolden har radius 20,2 mm. a) Vis, at opdriften på bolden i vand har storrelsen 0,338 N. Det sidste billede i billedserien ovenfor viser bolden 0,070 s efter, at bolden er begyndt at bevæge sig ned i vandet. Tabellen viser sammenhorende værdier af tiden t efter, at bolden er begyndt at bevæge sig ned i vandet, og boldens lodrette fart u nedad i vandet. Boldens masse er 22,4 g. / s jo~oo[~.oio 0,020 0,030 0,040 [0»050 0,060 0,070 0,080 ~0,O90 0,10 u / (m s) 2.68 2,31 2.00 1,73 1,441,20 1,01 0,85 0,72 0,63 0,58 b) Bestem størrelse og retning afgrndningskraft n på bolden til tiden 0,070 s.
Side 7 af 10 sider Opgave 5 Hockey - Lt±-~,aCJ~.11_i Hit (4 c- ~fl~-a a i~a- ~, --, - _ 3-~ -- -. I hockey spilles s;ted en bold, der skydes afsted eller fo; es frem med en stav. I en hockeykainp skydes bolden afsted. Lige efter skudojeblikket har bolden farten 39 mis. Boldens masse er 160 g. a) Bestem boldens kinetiske energi lige efter skudojeblikket. Bolden ligger stille inden skuddet, og staven har kontakt med bolden i 97 ina. b) Bestem størrelsen af den gennemsnitlige kraft, som staven pavirker bolden med ved dette skud. Efter skuddet bevæger bolden sig gennem luften, til den lander. Under bevægelsen gennem luften er boldens største højde over banen 40 cm. c) Vurdér, hvor langt bolden bevæger sig i vandret retning, for den lander.
Side 8 af 10 sider Opgave 6 Trappeløb? I I Kuizzden løber op 0(1 trappen. Det kan være god træning at lobe pa trapper. a) Tildel passende værdier til relevante ~ siske størrelser, og brug disse til at vurdere den effekt, hvonned kvinden omsætter energi under løb op ad trappen. Gør herunder rede for relevante antagelser.
Side 9 af 10 sider Opgave 7 Tokamak - ~ ~ r~- r ~ ~ ~tj?l ~ ~ ~çjfr / ~ - - Lf) - - i,.~3 - - tfl~~.j:,. ~ :---~ ~ L 7t - - - - ~- Tokamakken Akato; C Mod på MIT i USA e; bygget til at arbejde ted store magic tfelter. Det muliggør eksperimenter m d plasma, som har store tætheder og stromstvrl i. 11997 lykkedes det et forskerhold pa Alcator C-Mod at opnå et plasma med deuterium, hvor stabiliteten var bedre end tidligere set. Under eksperimentet havde magnetfeltet i torussen størrelsen 5,3 T. Torussen har storradius 0,67 m og 120 vindinger. a) Beregn stromstyrken i vindingerne under eksperimentet. Graferne viser tætheden ~ af elektroner og det samlede tryk p fra elektroner og ioner i centrum af plasmaet som funktion af tiden t efter eksperimentets start.
Side 10 af 10 sider m 4 --- -«I 1,0 p / kpa 200 100 b) Bestem temperaturen i centrum afplasmaet til tidspunktet 1,5 s efter eksperitnentets start. (Opgavesættet er slut)