Løsninger til Opgaver i fysik A-niveau Fysikforlaget ... - szymanski spil

Løsningerne er hentet på www.szymanskispil.dk
Amplituden A og fasen er uden betydning for svingningstiden. Argumentet (udtrykket inden
i parentesen) vokser med 2 hver gang tiden vokser med én svingningstid (da sinusfunktionen
er periodisk med perioden 2, så man har:
k m 36kg
T 2 T 2 2 0,666432s 0,67s
m k
3 N
3,2 10
m
(Ovenstående formel kunne også være fundet i en bog, hvis man ville undlade analysen)
Hvis tasken skal svinge i takt med bærerens gang, skal der foregå én svingning pr. skridt, dvs.
at personen på 0,67 sekunder skal tage ét skridt og altså bevæge sig 0,71m frem. Altså skal
bæreren gå med farten:
s
0,71m
m m
v 1,0653743 1,07
T 0,666432s
s s
Opgave 4 side 69: Elektrisk vandvarmer
a) Det tidsrum, hvor vandet forbruges, er ikke så stort, så der ses bort fra energiafgivelse til
omgivelserne. Det antages, at der forbruges 0,2kg vand i sekundet, og at vandet skal opvarmes
fra 5°C til 60°C. Hermed bliver den nødvendige effekt:
Etilført
mvand
cvand
T
mvand
P
cvand
T
t
t
t
kg
3 J
0,
20 4,
2 10
60 5K
46200W
46kW
s kg
K
Dette er et fuldstændig urealistisk resultat, da det ville kræve en strøm på 200A (med 230V),
så enten må der sættes store begrænsninger på forbruget, eller også må man erkende, at
vandvarmeren ikke kan følge med.
Opgave 5 side 70: Standselængde
Opgave 6 side 71: To-proton henfald
Opgave 7 side 71: Vandbølger
Opgave 8 side 72: Golfslag
a) Man kan aflæse den største kraft under slaget på grafen (det giver ca. 7,0kN), eller man kan
finde den ved at kigge på funktionsudtrykket. Her fås den største kraft, når nævneren bliver 1,
dvs. når t = B, hvilket svarer til præcis halvvejs gennem slaget. Da nævneren er 1, ses den
maksimale kraftpåvirkning under slaget altså at være 7,1kN. Og så kan Newtons 2. lov
benyttes til at bestemme accelerationen:
F
res
m a
F
a
m
res
3
7,
110
45,
510
N
m
5 m
156043,
956 1,
56 10
2
2
kg
s
s
3
b) Ændringen i bevægelsesmængden, der svarer til bevægelsesmængden efter slaget, da bolden lå
stille fra start, kan bestemmes som kraftens impuls.
Så man får:
1,
010
3
s
1,
010
3
s
3
p F dt
0s
0s
7,
110
N
15 4
4
4
1
3,
6 10
s t 5,
0 10
s
m
dt 2,
02568816965kg
s
Når bevægelsesmængden og boldens masse kendes, kan farten bestemmes ved:
p
m v
m
2,
0257kg
p
s
m m
v
44,
520619 45
m 0,
0455kg
s s