Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 31. maj 2016 kl

Relaterede dokumenter
Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Fredag d. 2. juni 2017 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 8. august 2013 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Fredag d. 8. juni 2018 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 2. juni 2015 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 9. juni 2011 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 11. august 2015 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 27. maj 2014 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 7. august 2014 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 23. august 2012 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Mandag d. 11. juni 2012 kl

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. 25. August 2011 kl

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Danmarks Tekniske Universitet

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Rapport uge 48: Skråplan

Dansk Fysikolympiade 2007 Landsprøve. Prøven afholdes en af dagene tirsdag den 9. fredag den 12. januar. Prøvetid: 3 timer

1. Beregn sandsynligheden for at samtlige 9 klatter lander i felter med lige numre.

Skråplan. Esben Bork Hansen Amanda Larssen Martin Sven Qvistgaard Christensen. 2. december 2008

FYSIKOPGAVER KINEMATIK og MEKANIK

Danmarks Tekniske Universitet

Matematik A. Højere teknisk eksamen

0BOpgaver i tryk og gasser. 1BOpgave 1

Theory Danish (Denmark)

Arbejdet på kuglens massemidtpunkt, langs x-aksen, er lig med den resulterende kraft gange strækningen:

Erik Vestergaard 1. Gaslovene. Erik Vestergaard

HØJERE FORBEREDELSESEKSAMEN AUGUST 2007 MATEMATIK B-NIVEAU. Tirsdag den 14. august Kl HFE072-MAB

Tryk. Tryk i væsker. Arkimedes lov

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik.

Opdrift i vand og luft

Tallene angivet i rapporten som kronologiske punkter refererer til de i opgaven stillede spørgsmål.

Matematik B. Studentereksamen. Tirsdag den 24. maj 2016 kl stx161-MAT/B

Konstruktion. d: En cirkel med diameter 7,4 cm. e: En trekant med grundlinie på 9,6 cm og højde på 5,2 cm. (Der er mange muligheder)

Formelsamling til Fysik B

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet

Matematik B. Studentereksamen. Tirsdag den 27. maj 2014 kl stx141-MAT/B

Matematik B. Højere forberedelseseksamen. Fredag den 6. december 2013 kl hfe133-mat/b

Tip til 1. runde af Georg Mohr-Konkurrencen Geometri

Kræfter og Energi. Nedenstående sammenhæng mellem potentiel energi og kraft er fundamental og anvendes indenfor mange af fysikkens felter.

Elementær termodynamik og kalorimetri

Matematik A. Studentereksamen

Matematik A. Studentereksamen. Digital eksamensopgave med adgang til internettet

gl. Matematik A Studentereksamen Torsdag den 22. maj 2014 kl gl-1stx141-mat/a

GUX. Matematik. A-Niveau. Torsdag den 31. maj Kl Prøveform a GUX181 - MAA

Eksamen i fysik 2016

ELEKTROMAGNETISME. "Quasistatiske elektriske og magnetiske felter", side Notem kaldes herefter QEMF.

Matematik A Terminsprøve Digital prøve med adgang til internettet Torsdag den 21. marts 2013 kl indd 1 20/03/12 07.

HØJERE FORBEREDELSESEKSAMEN DECEMBER 2007 MATEMATIK B-NIVEAU. Tirsdag den 18. december Kl HFE073-MAB

gl. Matematik B Studentereksamen

Gaslovene. SH ver Hvad er en gas? Fysiske størrelser Gasligninger... 3

Løsningsforslag til fysik A eksamenssæt, 23. maj 2008

Matematik B. Studentereksamen

Vejledende opgaver i kernestofområdet i fysik-a Elektriske og magnetiske felter

Tip til 1. runde af Georg Mohr-Konkurrencen. Geometri. Georg Mohr-Konkurrencen

Til at beregne varmelegemets resistans. Kan ohms lov bruges. Hvor R er modstanden/resistansen, U er spændingsfaldet og I er strømstyrken.

Fysik 2 - Den Harmoniske Oscillator

Fysik Råd og vink til den skriftlige prøve Fysik htx Juni 2018

MATEMATIK A-NIVEAU 2g

GUX. Matematik. A-Niveau. August Kl Prøveform a GUX152 - MAA

Den Naturvidenskabelige Bacheloreksamen Københavns Universitet. Fysik september 2006

HØJERE FORBEREDELSESEKSAMEN MAJ 2009 MATEMATIK B-NIVEAU. Mandag den 11. maj Kl HFE091-MAB

Matematik c - eksamen

Matematik B. Højere forberedelseseksamen

Skråplan. Dan Elmkvist Albrechtsen, Edin Ikanović, Joachim Mortensen. 8. januar Hold 4, gruppe n + 1, n {3}, uge 50-51

Matematik A. Studentereksamen

Matematik A. Studentereksamen

GUX. Matematik. A-Niveau. Fredag den 31. maj Kl Prøveform a GUX191 - MAA

Faldmaskine. Esben Bork Hansen Amanda Larssen Martin Sven Qvistgaard Christensen. 23. november 2008

Matematik A. Prøvens varighed er 5 timer. Alle hjælpemidler er tilladt. Ved valgopgaver må kun det anførte antal afleveres til bedømmelse.

Dansk Fysikolympiade 2015 Udtagelsesprøve søndag den 19. april Teoretisk prøve. Prøvetid: 3 timer

Faldmaskine. , får vi da sammenhængen mellem registreringen af hullerne : t = 2 r 6 v

Matematik B. Studentereksamen

HTX. Matematik A. Onsdag den 11. maj Kl GL111 - MAA - HTX

Matematik B. Studentereksamen. Skriftlig prøve (4 timer)

Tilstandsligningen for ideale gasser

Eksamen i Calculus Tirsdag den 3. juni 2014

FYSIK 3 / TERMODYNAMIK Københavns Universitet, 13. april, 2016, Skriftlig prøve

Ventilatorer i kvægstalde - Klimamålinger

Blandede opgaver (2) Maler-Biksen. Matematik på VUC Modul 3c Opgaver

Du skal lave en tegning af bordet set lige på fra alle sider (fra langsiden, den korte side, fra oven og fra neden - 4 tegninger i alt).

Matematik B. Studentereksamen

Bernoulli s lov. Med eksempler fra Hydrodynamik og aerodynamik. Indhold

Matematik C. Højere forberedelseseksamen

Matematik A. Studentereksamen

STUDENTEREKSAMEN MATHIT PRØVESÆT MAJ MATEMATIK A-NIVEAU. MATHIT Prøvesæt Kl STXA-MATHIT

TERMINSPRØVE APRIL u Ma MATEMATIK. onsdag den 11. april Kl

Deformation af stålbjælker

GUX. Matematik. B-Niveau. August Kl Prøveform b GUX152 - MAB

Transkript:

Aalborg Universitet Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik Tirsdag d. 31. maj 2016 kl. 9 00-13 00 Ved bedømmelsen vil der blive lagt vægt på argumentationen (som bør være kort og præcis), rigtigheden af udledte eller benyttede formler og nøjagtigheden af beregnede talstørrelser (herunder korrekte enheder og antal betydende cifre). Studentens tankegang skal klart fremgå af besvarelsen. Hjælpemidler ifølge retningslinjerne er tilladte, herunder lærebog, noter, PC og lommeregner (med slukkede kommunikationsmuligheder). Hvert delspørgsmål vægtes ens i bedømmelsen. Tyngdeaccelerationen angives til at være g=9,80 m/s 2 7 sider Skriv tydeligt navn, studienummer og studieretning samt antal afleverede nummererede sider på alle afleverede ark papirer. 1

Opgave 1 En lille beholder er fyldt med 10,0 liter vand og 0,100 kg isterninger (frossent vand) ved en temperatur på T 1 =0,00 C. En anden og større beholder er fyldt med en masse vand ved en temperatur T 2 =50,0 C, som kan antages at være konstant under hele processen pga. den store mængde vand. De to beholdere forbindes nu via en kobberstang, som har en total længde på 50,0 cm og et tværsnitsareal på 20,0 cm 2. Selvom kobberstangen har to buk, regner vi på den som om den var lige. Vi ser bort fra varmeudveksling med omgivelserne. Kobberstangens temperatur kan antages hele tiden at være lig T 1 i den ene ende og T 2 i den anden ende. a) Beregn varmestrømmen igennem kobberstangen umiddelbart efter, at den har forbundet de to beholdere. Beregn hvor lang tid der går inden al isen i den lille beholder lige netop er smeltet. 2

Opgave 2 Vi betragter en cylinder, som indeholder 0,423 mol af gassen He, der kan betragtes som en idealgas. Til start er volumen lig 10,0 liter og temperaturen af gassen er 294 K. Som vist på figuren er der et tætsluttende, men bevægeligt stempel, som har en masse på m=500 gram og et tværsnitsareal på A=30,0 cm 2. Stemplet kan glide friktionsløst op/ned, men fastholdes til at begynde med. I det følgende slippes stemplet og der tilføres samtidig varme således at trykket, P g, i gassen hele tiden holdes konstant. Omgivelsernes tryk er lig atmosfæretrykket P o =1,013 x 10 5 Pa og stemplet når ikke at bevæge sig udenfor cylinderen (tegningen nedenfor er ikke målfast). a) Beregn hvor stort trykket P g i gassen skal være for at stemplet bevæger sig lodret opad. Beregn nu det aktuelle tryk P g i gassen under de oplyste betingelser. Beregn accelerationen under bevægelsen og derefter farten af stemplet efter tiden 0,600 sek. og find den afstand stemplet har tilbagelagt. b) Beregn hvor meget varme der i alt er tilført i løbet af de 0,600 sek. Beregn arbejdet gassen har udført på stemplet under bevægelsen. [hvis talværdierne i spørgsmål a) ikke kunne bestemmes kan man undlade at sætte tal ind i b)] 3

Opgave 3 Vi betragter gassen ilt (oxygen), som kan antages at være en idealgas. Til start i tilstand 1 er volumen givet ved 20,0 liter, trykket 5,00 atm og temperaturen 320 K. Gassen gennemløber først en reversibel isoterm proces, hvor volumen øges og trykket falder til 2,00 atm (tilstand 2). Derefter komprimeres gassen reversibelt og adiabatisk indtil trykket igen er 5,00 atm (tilstand 3). Tilstand 1 2 3 Tryk 5,00 atm 2,00 atm 5,00 atm Volumen 20,0 liter Temperatur 320 K a) Beregn volumen i tilstand 2 og 3 og skitsér proces 1-2 og 2-3 i et PV-diagram. Beregn det arbejde gassen udfører under de to del-processer 1-2 og 2-3. Beregn den tilførte varme under de to del-processer 1-2 og 2-3. (Med 1-2 menes processen fra tilstand 1 til tilstand 2, etc.) b) Beregn entropitilvæksten for delproces 1-2 Se nu på processen med kortest mulige vej fra tilstand 1 til tilstand 3. Indtegn processen i PV-diagrammet og beregn entropitilvæksten for denne proces. 4

Opgave 4 Vi betragter en speciel fjeder, som er karakteriseret ved, at den potentielle energi er givet ved U(x)= ax 2 - bx 3 - cx 4 Hvor x er udstrækningen af fjederen (regnet fra ligevægt) og a, b, og c er positive konstanter givet ved a= 100 N/m, b= 11,0 N/m 2 og c= 3,00 N/m 3. Formlen gælder kun for udstrækninger inden for et par meter. Fjederen er fikseret i den ene ende og der trækkes nu i den anden ende af fjederen med kraften F. Problemet er én-dimensionalt. a) Bestem et udtryk for størrelsen af F (x), som er den nødvendige kraft der skal trækkes med for at strække fjederen til udstrækningen x. Der skal ikke indsættes tal. Vis derefter at kraftens størrelse er lig 155 N ved en udstrækning på 1,00 m og 172 N ved en udstrækning på 2,00 m. b) Beregn arbejdet, som kraften F skal udføre for at strække fjederen en strækning på i alt 2,00 m når der startes i ligevægtspositionen x=0,00 m. 5

Opgave 5 To klodser med ens masser M = 20 kg hænger i en masseløs stålwire, som vist nedenfor. Wiren er monteret i to pæle, hvor ophængningspunkterne er i samme højde. Hele systemet er i statisk ligevægt. Vinklen mellem wire og de lodrette pæle er givet ved θ=60. Wiren mellem masserne er vandret og de to skrå segmenter af wiren oplyses at være lige lange. a) Beregn størrelsen af snorkraften (snorspændingen) i alle tre delsegmenter af stålwiren samt i de to korte lodrette wirer ovenover klodserne. 6

Opgave 6 En tynd plade er formet som en ligesidet trekant, dvs. alle dens tre sider er lige lange og vinklerne i trekanten er ens. Sidelængden er givet ved b = 0,500 m og massen er M =2,00 kg (homogent fordelt). Pladen har en tykkelse t, som er meget lille. Trekanten er ophængt i det ene hjørne og kan rotere friktionsløst omkring en stang. På figuren nedenfor er situationen vist, set fra siden og set ovenfra. a) Vis, at det rotationelle inertimoment for trekanten er givet ved I = 1 2 Mc2 Bestem også en talværdi for inertimomentet. Der virker nu en kraft F = 10,0 N, med angrebspunkt yderst på trekanten, som vist i figuren. Kraften er konstant i størrelse, men retningen ændres så den hele tiden står vinkelret på trekantens flade. b) Beregn trekantens vinkelacceleration når kraften F virker. Beregn hvor stort et arbejde kraften F har udført når trekanten har roteret 1/9 omgang. Beregn trekantens kinetiske energi i dette punkt (hvor den har roteret netop 1/9 omgang). 7