2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset.

Transkriptio

1 Fysiikka syksy Nykyinen käsitys Aurinkokunnan rakenteesta syntyi 1600-luvulla pääasiassa tähtitieteellisten havaintojen perusteella. Aineen pienimpien osasten rakennetta sitä vastoin ei pystytä näkemään tarkimmillakaan mikroskoopeilla, joten osasia on tarkasteltava sopivien mallien avulla luvun alkupuolella atomille esitettiin Aurinkokunnan rakenteelle analoginen malli. a) Selitä lyhyesti Aurinkokunnan rakenne, rakennetta koossa pitävä vuorovaikutus ja rakenneosien liike. b) Esitä vastaavat asiat atomin "aurinkokuntamallista". 2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset. Kuorma/g Jousen pituus/cm 20,0 33,5 48,0 61,5 75,0 88,0 a) Esitä graafisesti jousen pituus kuorman funktiona. b) Kuinka suuri on jousen pituus, kun kuorma on 150 g? c) Millä tavoin jousen venymä riippuu jouseen ripustetusta kuormasta? 3. Suihkukone lentää suurimmalla mahdollisella nopeudellaan km/h vaakasuoraan. Piirrä kuvio, josta ilmenevät koneeseen vaikuttavat voimat, ja laske voimien suuruudet. Koneen massa on 8500 kg ja työntövoiman teho 21 MW. 4. Oheisissa kuvaajissa on esitetty eräitä lämpöopin mittaustuloksia. Tutki suureiden välisiä riippuvuuksia ja selvitä, mitkä tunnetut kokeelliset lait niistä ilmenevät.

2 5.a) Mihin ilmiöön perustuu spektrin muodostuminen 1) hilassa ja 2) prismassa? b) Kun elohopealampusta tuleva valonsäde osuu kohtisuorasti hilaan, violetin spektri viivan pienin taipumakulma on 38,5. Kuinka monta rakoa millimetrillä on hilassa, kun violetin viivan aallonpituus on 405 nm? 6. Laske kuvan esittämän karusellin kiertoaika ja ripustustangon istuimeen kohdistama voima, kun tytön ja istuimen yhteinen massa on 65 kg. 7. Öljypisara, jonka massa on 35 pg ja varaus +22e, pysyy paikallaan kahden vaakasuoran johdelevyn välissä. Kuinka suuri on levyjen välinen jännite, kun ne sijaitsevat 12 mm:n etäisyydellä toisistaan? Piirrä kuvio. 8. Käämi, jonka induktanssi on 0,60 H ja resistanssi 4,5 g, on kytketty säädettävään jännitelähteeseen oheisen kytkentäkaavion mukaisesti. Käämin läpi kulkevaa virtaa muutetaan kuvan mukaisesti. Kuinka suuri on jännitemittarin lukema a) hetkellä 5,0 s ja b) hetkellä 2,5 s?

3 9. Kuva esittää röntgenputken lähettämän säteilyn spektriä. a) Kuinka suuri putken jännite oli spektriä mitattaessa? b) Vuonna 1913 Henry Moseley julkaisi alkuaineiden ominaissäteilyä koskevan kokeellisen lain, jonka mukaan Kα -viivan taajuus saadaan yhtälöstä f =(2, Hz)(Z-1) 2, jossa Z on alkuaineen järjestysluku. Mitä materiaalia oli röntgenputken anodi?

4 10. Pelaaja saa jääkiekkopelissä syötön siten, että kiekko liukuu jäätä pitkin täsmälleen kaukalon poikittaissuunnassa nopeudella 18 m/s. Lyöntilaukauksen jälkeen kiekko liikkuu täsmälleen kentän pituussuunnassa nopeudella 33 m/s kohti maalia. Määritä mailan kiekkoon kohdistaman iskuvoiman impulssi (suuruus ja suunta). Jääkiekon massa on 170 g. 11. Radioaktiivista ainetta voi joutua ihmisen elimistöön esimerkiksi ravinnon tai hengitysilman mukana tai isotooppihoidon yhteydessä. Mitkä seikat vaikuttavat siihen, kuinka vaarallista aine on elimistölle? 12. Hiukkaskiihdyttimen ionilähdeyksiköstä tulevien neon-ionien liike-energia on 18,5 kev. a) Kuinka suuri on 22 Ne+-ionien nopeus? b) Ioneja kiihdytetään vielä lisää 75,0 kv:n jännitteellä, minkä jälkeen ionisuihku osuu kohtisuorasti nopeusvalitsimen magneettikenttään, jonka magneettivuon tiheys on 55,2 mt. Kuinka suuri tulee magneettikenttää vastaan kohtisuoran sähkökentän voimakkuuden olla, jotta 22 Ne-ionit kulkisivat suoraan nopeusvalitsimen läpi? Piirrä kuvio, josta ilmenevät ionien nopeuden suunta sekä sähkö- ja magneettikenttien suunnat. 13. Uudentyyppisen "superkondensaattorin" kapasitanssi määritettiin antamalla sen purkautua 12,0 Ω :n vastuksen kautta. Tällöin vastuksen läpi kulkeva sähkövirta muuttui oheisen kuvaajan mukaisesti. Kuinka suuri on kondensaattorin kapasitanssi?

5 14. Metallikappaleen pintakerrosta tutkittiin ns. takaisinsirontamenetelmällä. Kun kap- paletta pommitettiin 4 He+-ioneilla, joiden energia oli 1,80 MeV, mitattiin pinta-atomeista täysin kimmoisasti takaisin tulosuuntaansa siroavien ionien energiaksi 1,396 MeV. Määritä kyseisten pinta-atomien massaluku. 15. Oheisessa kuvassa on jousivaaka, metalli- kappale, vettä ja tutkittavaa nestettä. Mi- ten määrität kuvan välineillä nesteen tiheyden? Esitä tarvittavat mittaukset ja laskut Näkyvää valoa syntyy luonnossa, ja sitä tuotetaan monilla erilaisilla tavoilla valaistuksen ja tekniikan tarpeisiin. Tarkastele näkyvän valon syntymistä erilaisissa valolähteissä.

6