Fysikk 2 Eksamen høst 2009 | Løsningsforslag
- Vgs - Studieforberedende Vg3
- Fysikk 2
- 6
- 18
- 3381
Fysikk 2 Eksamen høst 2009 | Løsningsforslag
Her kan du få hjelp til oppgavene fra eksamen i Fysikk 2. Studienetts eksempelbesvarelse løser oppgavene som ble gitt i eksamenssettet fra 27. november 2009.
Oppgavene i dette eksamenssettet er blitt utregnet og besvart av Studienetts egen fagredaktør i fysikk.
Innhold
Oppgave 1
I disse flervalgsoppgavene skal du svare på spørsmål om bevegelse i gravitasjonsfelt og magnetisk felt, induksjon, krefter mm.Oppgave 2 - Kvantefysikk
a. Her skal du forklare hva symbolene i Heisenbergs uskarphetsrelasjon står for. b. I denne oppgaven skal du beskrive posisjonen til et elektron i hydrogenatomet. c. Dette er en vis-og-forklar oppgave som handler om hvor stor energi et foton minst må ha for å gå over til et elektron-positron-par. d. Oppgaven inneholder fire bilder med ulike fenomener fra kvantefysikken. I denne oppgaven skal du beskrive hvert av fenomenene.Oppgave 3 - Rettlinjet periodisk bevegelse og støt
Oppgaven tar utgangspunkt i en kloss som er festet med en fjær til en vegg. Først skal du beregne den potensielle energien i fjæra når den presses sammen. Deretter slipper vi klossen, og du skal beregne den største farten og akselerasjonen som klossen får, samt hvor langt klossen når før den snur. Ut fra et uttrykk for periodisk bevegelse skal du bestemme de forskjellige konstantene i uttrykket, og deretter skal du beregne svingetiden for klossen. Til slutt skal du finne amplituden for en ny periodisk bevegelse til klossen etter et støt fra en annen kloss.Oppgave 4 - Satellitter
Her skal du beregne gravitasjonskraften på satellitten Hubble Space Telescope fra jorda, og gravitasjonsfeltstyrken ved satellitten. Deretter skal du finne farten til satellitten, og beregne hvor lang tid den bruker på et omløp rundt jorda. Satellitten flyttes så til en ny sirkelbane, og du skal beregne satellittens potensielle og kinetiske energi i denne nye banen. Til slutt skal du beregne hvor mye energi satellitten må ha for å unnslippe gravitasjonsfeltet til jorda.Oppgave 5 - Induksjon
Denne oppgaven dreier seg om en planpendel som består av en tynn tråd med en magnet i den ene enden, og den andre enden er festet i et stativ. Du skal forklare hvorfor det induseres en spenning i en spole, som sitter ved det laveste punktet i banen til pendelen, når pendelen slippes fra en høyde. Deretter skal du finne svingetiden til pendelen. Så skal du anslå hvor lang tid det tar før pendelen stanser opp, og hvilken effekt spolen har på denne tiden. Til slutt skal du teste en hypotese for den maksimale spenningen i spolen ut fra forskjellige høyder som startpunkt for pendelen.Utdrag
Følgende finner du et utdrag fra oppgave 2.d i eksamenssettet.
Vi gir en forklaring til hver av figurene og fenomenet som de beskriver.
Figur 1: Elektroner mot metall.
Figuren viser fenomenet røntgenstråling. Når elektroner med stor kinetisk energi treffer et metall, vil elektronene løsrive fotoner som heretter utsendes. Frekvensen til de utsendte fotonene varierer, men den maksimale frekvensen til et foton kan finnes ut fra følgende likning:
hf_maks=eU
Spenningen U betegner spenningen mellom start- og sluttpunkt, dvs. spenningen mellom en glødetråd og en anode.
Figur 2: Fotoner mot metall.
Figuren viser fenomenet fotoelektrisk effekt. Når fotoner med en energi treffer et metall, vil fotonene løsrive elektroner som heretter utsendes. For at fotonene kan løsrive elektronene, skal grenseregelen være oppfylt:
f≥f_g
Fotonenes frekvens f, og dermed energi E = h · f, må være større enn eller lik med grensefrekvensen til metallet. Grensefrekvensen varierer fra metall til metall.
Energien til fotonene går til to ting: arbeidet som løsriver elektronet, og til å gi elektronet kinetisk energi. Prosessen kan oppsummeres med Einsteins fotoelektriske formel:
hf=W+E_kin
Figur 3: Fotoner som treffer et fritt elektron.
Figuren viser fenomenet Compton-støt. Ved et Compton-støt treffer et foton et elektron i ro. Dermed settes elektronet i bevegelse, og det utsendes et nytt foton. Støtet er elastisk, og dvs. at den kinetiske energien, samt bevegelsesenergien, er bevart. Energien fra det innkommende fotonet går til å gi elektronet kinetisk energi. Dermed har fotonet som utsendes etter støtet mindre energi enn det innkommende fotonet. Prosessen kan oppsummeres vha. uttrykket under... Kjøp tilgang for å lese mer Allerede medlem? Logg inn
