tenta

TEKNISKA HÖGSKOLAN I LINKÖPING
Institutionen för teknik och naturvetenskap
Campus Norrköping
Prof. Igor Zozoulenko
011 36 33 19
TENTAMEN i FYSIK B, DEL 1
BFN122 (TEN1), BFN130 (TEN2)
2012-04-23; kl. 08:00-12:00
Tillåtna hjälpmedel:
o Valfri miniräknare
o Formler och tabeller i fysik, matematik och kemi. Per Uno Ekholm m.fl.,
o egen formelsamling (A4 format) med valfri text/bilder på bladets båda sidor (formler och
figurer, inga typtal!).
Lösningsblad skall vara renskrivna och läsbara (oläsbara lösningar ger 0 poäng).
Tentamen innehåller 8 uppgifter med varierande (eller samma) antal poäng; Maximalt antal poäng
är 24.
Preliminära betygsgränser är: 3=12p (50%), 4=15.5p (65%), 5=19p (80%)
Jag kommer att besöka skrivningslokalen ca. 10:00 för att svara på eventuella frågor.
OBS!
För full poäng på en uppgift krävs att man skriver ner och förklarar sina tankegångar.
Svar utan motivering (eller med felaktig motivering) ger 0 poäng. Lösningsgångar utan
förklaring ger sällan full poäng och kommer att bedömas hårdare än lösningar där ni förklarar
vad ni gör. Observera att detta kan spela en avgörande roll om slutbetyget hamnar på gränsen
mellan exempelvis 4 och 5, 3 och 4 eller 3 och U.
Numeriska svar ska i förekommande fall skrivas ut med enhet.
Lycka till!

1. (3 poäng)
Figuren nedan visar vågor som passerar gränsen mellan två områden med olika våghastigheter
i en vattentank. Infallsvinkeln är 45 o ; på ena sidan om gränsen är våglängden 10 cm och
hastigheten 60 cm/s och på den andra är våglängden 6 cm.
a) Vad är frekvensen?
b) Vad är våghastigheten på den andra sidan?
c) Vad är brytningsvinkel?
10 cm
6 cm
2. (3 poäng)
En gitarrsträng är 65 cm lång och ger grundtonen med frekvensen 440 Hz när man slår an den.
a) Vilken hastighet har ljudet i strängen?
b) Vilken frekvens hörs om man förkortar strängen med 16.4 cm genom att trycka ner den
mot ett greppband?
c) Anger frekvensen för den första övertonen i båda fallen.
d) Illustrera dina svar i (a)-(c) med figurer som visar schematiskt utseendet på de stående
vågor som uppstår i gitarrsträngen.
3. (3 poäng)
Figuren nedan visar en schematisk bild av ett typiskt spektra från ett optiskt gitter. Undersök
om 2:a och 3:e ordningens spektra overlappar varandra eller inte i ett gitter med en
gitterkonstant d = 3 μm

4. (3 poäng)
Vilken är den minsta skikttjocklek d av en
såphinna (n = 1.42), som skulle synas svart
om den belystes med λ = 480 nm ljus.
(Såphinna syns svart = reflekterande ljuset
släcks ut).
En fullständig lösning skall innehålla en figur
där man visar strålarna som interfererar samt
markerar eventuella fasförskjutningar.
5. (3 poäng)
En sten kastas neråt från en klippa 56 m över havet. Den horisontella komponenten av
hastigheten vid utkasten är 16 m/s och den vertikala komponenten är 2.5 m/s rakt nedåt.
a) Hur läng är stenen i luften?
b) Hur långt, horisontellt, från utkastpunkten träffar stenen vattnet?
c) Med vilken hastighet träffar stenen vattnet?
6. (3 poäng)
En tennisspelare slår till en boll som kommer emot honom med farten 10 m/s, så att den far i
väg åt motsatt håll med farten 15 m/s. Bollens massa är 57 gram och tennisraketen är i
beröring med den 0.1 s.
a) Hur stor impuls får bollen?
b) Hur stor medelkraft verkar på bollen?

7. (3 poäng)
Vissa kommunikationssatelliter placeras i cirkulära banor i jordens ekvatorialplan så att de
roterar runt jorden i samma riktning och med samma omloppstid som jordens rotationstid,
d.v.s. 1 dygn. (Dessa banor kallas för geostationära omloppsbanor). Beräkna geostationära
banans höjd över jordens yta. (Jordens massa och radie erhölls från Formell-/tabellsamling).
8. (3 poäng)
En vikt på 100 gram hängs i en 20 cm lång fjäder så att den börjar svänga upp och ner. De
första 10 svängningarna tar 13.4 s. Efter en stund kommer svängningarna att avta och vikten
blir så småningom stilla. Vilken längd har fjädern vid det tillfället?