OPPGAVE 1

Denne oppgaven handler om fysikk i verdensrommet

Galaksen M 87 i stjernebildet Virgo (Jomfruen) er 5,0× 10⁷ lysår unna.

a Bruk Hubbles lov til å beregne farten til galaksen

En linje i hydrogenspekteret har bølgelengden l = 656,3 nm i laboratoriet.

b Hvilken bølgelengde vil vi observere for den tilsvarende hydrogenlinja i lyset fra en stjerne som beveger seg med farten 1000 km/s vekk fra oss?

Bildet under viser romfergen Discovery i bane rundt jorda.

(Klikk for å forstørre)Anta at fergen går i sirkelbane med konstant banefart.

c Vis at farten er bestemt ved uttrykket:

der M er jordas masse og R er avstanden fra jordas sentrum.

Regn ut farten til romfergen når den går i bane 560 km over jordoverflata.

 

OPPGAVE 2

Denne oppgaven handler om pardanning.

Figuren nedenfor viser en pardanning der et foton har gått over til elektron-positron-par. Til venstre er det et bilde av prosessen, til høyre er det en tegning av banen til fotonet (prikket linje) og banene til elektronet og positronet.

Prosessen har foregått i et magnetfelt der flukslinjene er vinkelrett inn i papirplanet.

(Klikk for å forstørre)

a Hvilken av de to partiklene 1 og 2 på figuren er elektronet?

Nevn noen bevaringslover som gjelder for denne prosessen.

b Forklar at fotonets frekvens må ha vært større enn 2,47× 10²⁰ Hz.

OPPGAVE 3

Denne oppgaven handler om bevegelsen til ladde partikler i felt.

Elektroner blir akselerert i det homogene elektriske feltet mellom to loddrette, parallelle metallplater A og B. Spenningen mellom platene er U_AB. I den ene metallplata er det et hull der elektronene slipper ut. De kommer så inn midt mellom to vannrette, parallelle metallplater C og D med farten v = 9,00× 10⁶ m/s.

a Hva vil det si at et felt er homogent?

Regn ut spenningen U_AB

Platene C og D er koplet til hver sin pol på en spenningskilde. Avstanden mellom platene er d = 5,00 cm, lengden av platene er l = 5,00 cm og spenningen mellom dem er U_CD = 350 V.

b Beregn feltstyrken mellom platene C og D.

c Regn ut hvor lang tid elektronet bruker på å passere platene C og D.

Hvor stor er den loddrette forskyvningen til elektronet da?

To parallelle metallplater E og F står loddrett. Feltstyrken mellom platene er E_EF = 8,00 kV/m. En partikkel med ladning q = + 1,88× 10^-7 C og masse m = 2,50× 10^-4 kg blir holdt i ro ved plate E, se figuren. Plate E er positivt ladd.

Vi slipper partikkelen.

d Regn ut størrelsen og retningen til partikkelens akselerasjon. Hva slags bane følger partikkelen når den blir sluppet?

Vi slipper så partikkelen fra en høyde h = 0,120 m over platene.

e Hvor er partikkelen 0,150 s etter at den har kommet inn i det elektriske feltet?

Gå ut fra at platene E og F er så lange at partikkelen er inne i feltet hele tida.

OPPGAVE 4

Du skal besvare enten alternativ A eller alternativ B. De to alternativene er likeverdige ved vurderingen.

Dersom besvarelsen inneholder deler av begge, vil bare det du har skrevet på alternativ A bli vurdert.

Alternativ A

Denne oppgaven handler om induksjon.

Gjør rede for induksjon.

Beskriv et eksperiment du kan gjøre for å vise induksjon.

Fortell om anvendelse(r) av induksjon. Du kan velge om du vil gå i bredden eller i dybden i det du skriver.

Alternativ B

Denne oppgaven handler om strålingslover.

Vi har målt utstrålt effekt P og overflatetemperatur t til ei metallkule. Resultatene er vist i tabellen nedenfor. Kula har radius 2,0 cm.

a Hva betyr symbolene i uttrykket for Stefan-Boltzmanns lov?

Hvorfor er det hensiktsmessig å framstille M som funksjon av T⁴ hvis vi skal bruke dataene til å bestemme verdien av Stefan-Boltzmannkonstanten?

Framstill dataene grafisk.

b Bruk grafen til å bestemme verdien av Stefan-Boltzmannkonstanten.

Anslå usikkerheten.

Figuren nedenfor viser ei 60 W lyspære.

c Bruk Stefan-Boltzmanns lov til å anslå temperaturen på overflata av pæra. Hvilke antagelser har du gjort i beregningen din?

d For hvilken bølgelengde er den utstrålte effekten størst?

OPPGAVE 5

Denne oppgaven handler blant annet om bevegelse på skråplan og i vertikal sirkel.

Utforløypa i Kvitfjell som ble brukt under OL i 1994 er 3100 m lang og høydeforskjellen mellom start og mål er 840 m. Konkurransen 13. februar 1994 ble vunnet av Tommy Moe (USA) på tida 1.45.47, med Kjetil Andre Aamodt (NOR) på andre plass, 4/100 s etter.

(Klikk for å forstørre figur)

Utforløypa er svingete, men har også rette partier. I noen av de rette partiene endrer farten til løperne seg, i andre er farten konstant.

Figuren nedenfor viser en skisse av en del av løypa. Mellom A og C er det ingen svinger. Området rundt B er en del av en vertikal sirkel med radius r, der B er det øverste punktet i sirkelen.

I denne oppgaven skal du selv velge rimelige verdier på de størrelsene du trenger for å gjøre eventuelle beregninger. Du kan for eksempel bruke opplysningene i innledningen til dette.

a Tegn figur som viser kreftene på løperen i A når

1 farten er konstant

2 farten endrer seg

b Diskuter løperens bevegelse fra B til C.

(Du kan for eksempel starte diskusjonen med å anslå løperens fart ved B, og

løperen der.)