Denne oppgaven handler om røntgenstråling.

Figuren nedenfor viser et røntgenspektrum. Førsteaksen viser bølgelengde og andreaksen viser relativ intensitet.

Oppgave 2

Denne oppgaven handler om krefter og bevegelse.

Figuren nedenfor viser jorda som stiger opp over månens horisont, slik den ble fotografert av mannskapet på Apollo 11.

 

 

 

a)Regn ut gravitasjonskraften fra jorda på månen.

 

Nedenfor følger et utdrag fra Jostein Gaarders bok Sofies verden. Utdraget gjengir en samtale mellom bokas hovedpersoner, Sofie og Alberto. I utdraget er det en del misforståelser sett fra en fysikers side.

 

Sofie:	Er det to forskjellige krefter som virker på månen?
Alberto:	Akkurat. En gang da solsystemet oppstod, ble månen slynget av gårde – og altså vekk fra Jorden - med en voldsom kraft. Denne kraften vil den ha i all evighet fordi den beveger seg i et lufttomt rom uten motstand.
Sofie:	Men så blir den også trukket mot Jorden på grunn av Jordens tyngdekraft?
Alberto:	Nettopp. Begge de to kreftene er konstante – og begge virker samtidig. Derfor vil månen fortsette å gå i bane rundt Jorden.
Sofie:	Er det virkelig så enkelt?

b)Hvilke fysikkfaglige feil gjør forfatteren i den delen av utdraget som er understreket?

Oppgave 3

Denne oppgaven handler om ladde partiklers bevegelse i elektriske og magnetiske felter.

Et ion er i ro. Ionets ladning er + 3,20× 10^-19 C og massen er 1,50× 10^-26 kg. Ionet blir akselerert av en spenning på 1,20 kV.

Etter at ionet har fått farten v₀ kommer det inn i et homogent magnetfelt i punktet G, se figuren. Punktet G ligger 5,00 cm fra B og v₀ er vinkelrett på AB. Magnetfeltet er begrenset av det rektangulære området ABEF. Flukslinjene står vinkelrett på papirplanet.

Ionet følger en bane fra G til H. I punktet H er farten vinkelrett på linja BE.

b)Hvilken retning har den magnetiske flukstettheten?

Hva slags bane følger ionet fra G til H?

Vis at flukstettheten er bestemt ved uttrykket:

I området BCDE er det et homogent elektrisk felt med feltstyrke 29,8 kV/m og retning fra E til B. Vi ønsker å få ionet til å bevege seg langs en rett linje fra H til J. For å få til det bruker vi et magnetfelt i området BCDE i tillegg til det elektriske feltet.

c)Hvilken retning må den magnetiske flukstettheten ha?

Beregn flukstettheten.

Vi fjerner magnetfeltet i området BCDE. Da følger ionet en bane fra H til I.

d)Regn ut avstanden fra B til I.

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 stråling fra stjerner og avstandsbestemmelse i verdensrommet

a)Bruk Stefan-Boltzmanns lov og nødvendige verdier fra tabellene til å bestemme den totale utstrålte effekten fra sola.

 

Figur 1 er en graf som viser hvordan innstrålingstettheten (strålingsintensiteten) E på jorda varierer med tida for cepheiden Delta Cephei.

Figur 2 viser sammenhengen mellom perioden og den utstrålte effekten P for cepheidene.

b)Bruk grafene til å bestemme perioden og den utstrålte effekten til Delta Cephei.

Bestem avstanden fra jorda til Delta Cephei ut fra disse opplysningene. I beregningen kan du bruke den maksimale verdien for E.

c)Gjør greie for en annen metode vi har for å bestemme avstander i verdensrommet.

 

Sola og Delta Cephei har omtrent samme overflatetemperatur.

d)Tegn inn sola og Delta Cephei i et Hertzsprung-Russel-diagram.

Hvilken av de to stjernene har størst radius?

Alternativ B

Denne oppgaven handler om utviklingen av fysiske teorier på 1900-tallet.

Vi er nå i overgangen til et nytt tusenår. I hundreåret vi går ut av har det skjedd mye i fysikken.

a)Gjør rede for en eller flere fysikkteorier som har blitt utviklet etter ca 1900.

b)Ta for deg en teori og vurder hvilken betydning den har hatt for den teknologiske utviklingen og for samfunnet.

Oppgave 5

Denne oppgaven handler om pendelbevegelse.

Et lodd med masse m som henger i ei snor med lengde l kaller vi en pendel. Vi går ut fra at loddet har liten utstrekning og at snora har svært liten masse. Vi antar også at friksjonen og luftmotstanden er svært liten.

Vi trekker loddet med stram snor ut til siden, slik at vinkelen mellom snora og vertikallinja er a ₀, se figuren. Så slipper vi loddet slik at pendelen begynner å svinge i et vertikalt plan.

a) Tegn kreftene som virker på loddet når snora er vertikal.

b)Vis at snordraget er bestemt ved uttrykket

S = mg(3 – 2cosa ₀)

når snora er i vertikal posisjon.

 

Tida loddet bruker på å bevege seg fra utgangspunktet, over til motsatt side og tilbake til utgangspunktet, kaller vi svingetida T.

En elev setter fram denne hypotesen:

Svingetida T blir større når vi øker massen til loddet, men avhenger ikke av vinkelen a ₀.

 

c)Foreslå forsøk du kan gjøre for å teste hypotesen.

Hva slags utstyr vil du bruke? Gi en kort vurdering av usikkerheten i de målingene du gjør.

 

 

I et annet forsøk måler vi svingetida T for ulike lengder l av snora. Resultatene er vist i tabellen nedenfor:

Dataene kan brukes til å bestemme et uttrykk for T som funksjon av l.

d) Fortell hvordan du vil gå fram for å gjøre det.