MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2004

Transkriptio

1 MAOL-Piteityohjeet Fyiikka kevät 004 Tyypilliten virheiden aiheuttaia piteenetykiä (6 piteen kaalaa): - pieni lakuvirhe -1/3 p - lakuvirhe, epäielekä tulo, vähintään - - vataukea yki erkitevä nuero liikaa -0 p - karkeapi pyörityvirhe - - lakuia käytetty pyöritettyjä välitulokia -/3 p - kaavaa virhe, joka ei uuta dieniota - - kaavavirhe, joka johtaa väärään dienioon, vähintään - p - lukuarvoijoituket puuttuvat - - ykiköt puuttuvat lukuarvoijoitukia - - ykikkövirhe lopputulokea, vähintään - - täyin kaavaton eity, yleenä -3 p "Solverin" käyttö ei hyväkyttävää Suureyhtälö on ratkaitava kyytyn uureen uhteen, lukuarvot ykikköineen ijoitetaan vata aatuun lauekkeeeen. Graafiet eityket - puutteet koordinaatitoa (akelit, ybolit, ykiköt, jaotu), vähenny 0,5 - p - graafinen taoitu puuttuu - - uoran kulakertoien äärity ykittäiitä havaintopiteitä (eivät uoralla) - - koko, tarkkuu, yleinen huoliattouu, vähenny 0,5 - MAOL ry 1/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

2 1. a) ionioiva äteily irroittaa atoeita elektroneja - hiukkaäteilyä α ja β - lyhytaaltoita ähköagneettita äteilyä γ ja röntgen (UV) b) - iäilan radon: Uraanin hajoaiketjua yntyvä radioaktiivinen kaau iirtyy aaperätä huoneilaan (α-aktiivinen). - lääketieteellinen käyttö: Röntgenäteilyä käytetään röntgenkuvaukia ja ädehoidoa. Radioaktiiviia iotooppeja käytetään ädehoidoa ja iotooppitutkiukia. - ulkoinen äteily aaperätä: γ-äteily aaperätä (uraani, thoriu ja kaliu). iätiloia rakennuateriaaleita. - ulkoinen äteily avaruudeta: Koinen äteily auringota ja avaruudeta ei. protonit ja γ ja 14 C :n ynty. - luonnon radioaktiiviet aineet kehoa: Ruuata ja juoata aadaan ei. kaliu-40 iotooppia. - Ternobyl: Ypäritöön pääeitä radioaktiiviita iotoopeita on jäljellä C-137, eliitöön ruuata. ax 6 p. 3 p t 70 0,00 79, ,00 9 6, , , ,00 = c t atka eitetään ajan funktiona ja pite joukkoon ovitetaan uora, jonka fyikaalinen kulakerroin on c 14, 8 c = =, t Hyväkytään yö,7 10 ja, p MAOL ry /11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

3 3. 36 kg F µ == 150 N a) Voiat: Paino G = g Noraalivoia N Kitkavoia F µ = 150 N Tehtävää eitetty voia: F1 1 + b) Newtonin II lain ukaan F1 Fµ = a ( ) F1 F µ = N = 170 N Suurin kiihtyvyy: F1 Fµ 170 N aax = = 4,7 36 kg Pienin kiihtyvyy: Fµ 170 N ain = = 4, kg Kuvata c) Laatikon nopeu kavaa niin kauan kun kiihtyvyy on poitiivinen. Se on uurin hetkellä t = 4,0 jolloin a = Pa Hyötyuhde η = Po Antoteho P a laketaan veden läpeneien peruteella Q= c θ = Pt a, joa θ = θ θo Pa P θ θ0 = t θ = θ a 0 + t c c Läpötilan kuvaaja on lineaarinen n. 90 C:een ati, en jälkeen läpöenergiaa kuluu yö höyrytyieen, jolloin kuvaaja kaareutuu. MAOL ry 3/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

4 p P a Suoran fyikaalinen kulakerroin P a θ = c a t Pa P 1000 W P = c 505 W η = = = 0,505 51% o θ C = 0,08 t θ = J C 4,19 580g 0,08 =505 W t gc 1p 5. a) - eiova aaltoliike yntyy, kun kaki aanlaita vatakkaiiin uuntiin etenevää aaltoa interferoi. - kupukohdat, olukohdat - eierkiki: oleita päitään kiinnitetyn oittien kielen värähtely puhallinoittien iällä olevan ilapataan värähtely b) - Aaltolähteen ja havaitijan liike toitena uhteen aiheutaa en, että aallon taajuu (aallonpituu) havaitaan erilaieki kuin, jo aaltoliike ja havaitija oliivat levoa toitena uhteen. - eierkiki: hälytyajoneuvon ireenin äänen korkeu uuttuu en ajaea ohi tähtien valon punaiirtyä c) - Valo voi polarioitua heijatueaan tai läpäiteään polarioivan aineen - Jo ähköagneettinen aaltoliikkeen kentät värähtelevät koko ajan vain tietyä uunnaa, aallon anotaan olevan polarioitunut. Polariaatiouunnaki on ovittu ähkökentän värähtelyuunta. - eierkiki: polarioivat aurinkolait heijatunut valo MAOL ry 4/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

5 netekidenäytöt taivaan ini 6. a = an + at v1+ v taainen hidatuvuu: vk = 1 πr π 34 t = = = = 14, 35 v k v1+ v (,5 +,5) p v 10 at = = = 0, 707 t 14,3 v ( 7,5 ) an = = = 1,654 r 34 Kuva a= a ( ) ( ) n + at = + = a 0,70 t tanα = = an 1,654 = 3 nopeuvektorin ja kiihtyvyyvektorin välinen kula = Van de Graffin kiihdyttiellä ähkökentän α hiukkaeen tekeä työ on yhtä uuri kuin α hiukkaen kineettien energian uuto 1 QU α = v α Qα U v = α v = 6, kg Koka v B ,60 10 C,1 10 V , on agneettikentän α hiukkaiin kohditaa voia FB v = QvB Tätä aiheutuu noraalikiihtyvyy an = r N II FB = an v QvB = r v α U B = = = Q r Q r 1,60 10 C 1,0 7 6 α 6, kg,1 10 V 19 0,30 T ( ) p MAOL ry 5/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

6 8. u = 30 V f = 50 Hz i = 0,50 A P = 55 W Tehoa kuluu vain reitania P P= RI R= = 0Ω I Kääin inpedani U Z = = R + ( ωl) I = 460Ω p ( ), L = Z R = 1 ( ) 1,3 H ω π f Z R = Ω p π 50 Z = R + ωl ω = π f 9. a) Vetyatoin kokonaienergiat ovat: n E /ev -13,6-3,40-1,51-0,85-0,54-0,38 0 n Energiataokaavio p b) 1) Kvantin energia = 1,89 ev ei tapahdu itään ) Kvantin energia =3,40 ev ei tapahdu itään 3) Kvantin energia = 10, ev = E E1 atoi virittyy 4) Kvantin energia = 15, 6 ev atoi ionioituu MAOL ry 6/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

7 10. 1½ p Sauvan paino G = g = ρp Alg N = ρ Vg = ρ A l x g Note ( ) V V Taapainoehto M A =0 ½ p ( l N x )coα = G l coα l x l ρaal ( xg ) ( )coα = ρpalg coα ρ l x = ρ l V ( ) P kg ρ P (1 ), 5 (1 ) kg ρv x= l = 0,438 1, 50 Lankku uodotaa vedenpinnan kana kulan inα =,,50 0,438 jota α 46,7 - Jo tukivoia T puuttuu a) Ulkoiten voiien ipuli on yhtä uuri kuin yteein liikeäärän uuto. Töräykeä ulkoiten voiien ipuli Fulk t on pieni verrattuna töräyvoiien ipuliin. p b) Aluken kääntyinen johtuu pyöriiäärän L= Jω äilyietä. p MAOL ry 7/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

8 c) Pyöriiäärä äilyy, koka ei ole ulkoiia voiia, joiden oentit uuttaiivat pyöriinopeutta tai pyöriiakelin uuntaa. p 1. n+ B Li+ He Maavaje ( ) = + + voidaan lakea atoin aoille, koka n B Li He elektronien aat kuoutuvat. = 1, u+ 10, 01937u ( 7, u+ 4, u) = 0, u Reaktioa vapautuva energia E = c E = 0, u 931, 49 MeV/u=,790 MeV p Reaktioa liikeäärä äilyy Neutronin kineettinen energia itätön, v 0, p 0 n n Kuvata 0 = v α α LivLi v α α vli =+ Li 1 1 LivLi + αvα= E 1 v α Li 1 Li + v E α α= 1 Li E = α v α α + 1 = E Li,790 MeV-1,78 MeV 1,01 MeV Li 1 E,790 MeV v α α= = 1,78 MeV α 4,003 u 13. U1 = 30 kv U = 5 kv R =? Li R1 = 40 MΩ I ,016 u MAOL ry 8/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

9 Koff I I = I1+ I U R I + I RI = 0 I =? Koff II ( ) ( ) U R ( I I ) RI ( ) = p ( + 3) U U RI + RI = 0 ( 4) ( ) U ( 3) U RI 1 1 RI 1 = 0 I = I R R U U U + RI + RI = R1 1 1 R1 1 1 R I R+ R = U + U U R U R1 + U 1 I U = > 0 R+ R1 U U R + U U1 > 0 R > U1 U R1 R1 U1 U 30 kv-5 kv R> R1 = 40 MΩ = 8 MΩ U 5 kv =, a b f > 0 b 1 Viivauurenno = = = a a b ( b > 0) 1 1 b b f = b f 14. a) Liniyhtälö: ( f ) b= f+ f b) Eineen korkeu = e = 15, 0 Kuvan korkeu = h uurennu = h = e 0,40 0,70 1,0 1,5,0 b/ MAOL ry 9/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

10 b Suoran fyikaalinen kulakerron = f f = 137,5 = 105, , 3 Myö uoran ja b-akelin leikkaupite = f vatauket väliltä hyväkytään Selitetään, itä itataan (uureet) - Selitetään koejärjetelyt 3 p - Selitetään tarvittavat uureyhtälöt 3 p Eierkkejä koejärjetelyitä 16. Mekaaninen kone - ykinkertaiet ekaaniet koneet: vivut, kalteva tao, talja - ei. vipu uuttaa lihaenergiaa potentiaalienergiaki, kitkahäviöt ja uodonuutohäviöt. - veirata ja tuulirata uuttavat liike-energiaa pyöriienergiaki hyötyuhde veiturbiinilla 95 % Läpövoiakone - läpövoiakone uutaa läpöenergiaa ekaanieki energiaki - eierkkinä polttooottorit, höyryturbiinit y. 0-4 p MAOL ry 10/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004

11 - W Q1 Q terinen hyötyuhde η = = Q1 Q1 - T1 T toinen pääääntö akiaalinen hyötyuhde, ideaalitapau η = T1 - liäki läpövuodot ja kitkahäviöt 0-4 p Sähköenergian iirto - ähköenergia on virtapiirin avulla iirrettyä energiaa - uurin häviö iirtojohdoia tapahtuva läpöhäviö - iirto korkeilla jännitteillä läpöhäviöiden vähentäieki uuntajan erkity energian iirroa 0-4 p akii 9 p MAOL ry 11/11 Fyiikan piteityohjeet kevät 004