Fysik A Flashcards

1
Q

Hvad er årsag til centripetalkraften i en cirkelbevægelse?

A

Fcen er navnet på den kraft, som virker mod centrum. Det kan skyldes flere ting og afhænger af situationen: En snorkraft, q · (v x B)-kraften, tyngdekraften eller en normalkraft.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

En mand på 90 kg står på Jorden. Hvad er normalkraften på hans venstre sko?

A

Manden antages at stå stille. Det betyder i følge N1, at Fres = 0 N. To kræfter virker på manden: Tyngdekraften og normalkraften. Fg + Fn = 0 N.

Fg = – m · g = 90 kg · 10 N/kg = – 0,90 kN.

Der er lige stor normalkraft på venstre og højre fod:

Fn = – Fg / 2 = + 0,45 kN.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Hvad er ladningen for et heliumatom?

A

q = 2 · q_elektron + 2 · q_proton = 0 C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Hvad er ladningen for en alphapartikel?

A

q = + 2 · e = +3,2 · 1E-19 C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Hvad er ladningen af en elektron?

A

q = – e = –1,6 · 1E-19 C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hvor kraftigt er det stærkeste magnetiske felt, mennesker har skabt?

A

Omkring B = 100 T (tesla).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Mellem to kapacitorplader er E-feltet 100 kN/C. Afstanden mellem pladerne er 1 mm. Hvad er spændingsfladet mellem pladerne?

A

E = U / d (“E.U. over danmark”-formlen)

U = E · d = 100000 (N/C) · 0,001 m = 0,1 kV.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Mellem to kapacitorplader er E-feltet 250 N/C. Afstanden mellem pladerne er 2,0 mm. Hvad er spændingsfladet mellem pladerne?

A

E = U / d (“E.U. over danmark”-formlen)

U = E · d = 250 (N/C) · 0,0020 m = 0,50 V.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Hvordan skrives Lorentzkraften?

A

F = q · ( E + v x B)

F, E, v og B er vektorer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

B-feltlinjer kan tegnes som en cirkel med en prik. Hvad betyder symbolet?

A

At B-feltet går ud af skærmen / ud af papiret.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

B-feltlinjer kan tegnes som en cirkel med et kryds. Hvad betyder symbolet?

A

At B-feltet går ind i skærmen / ind i papiret.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

En elektron bevæger sig mod højre. Magnetfeltet går ud af skærmen. Hvilken retning virker kraften på elektronen?

A

Opad.

Hvorfor? Ladningen er negativ og Lorentzkraften er:

F = q · ( E + v x B ) = – e · (v x B)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

En alpha-partikel bevæger sig mod højre. Magnetfeltlinjerne går mod venstre. Hvilken retning virker kraften på alpha-partiklen?

A

Kraften er 0 N, fordi v og B er parallelle, så krydsproduktet giver 0 N.

F = q · ( E + v x B ) = + 2 · e · (v x B) = 0 N.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

En alpha-partikel bevæger sig mod højre. Magnetfeltlinjerne går ind i skærmen. Hvilken retning virker kraften på partiklen?

A

Kraften går opad på den positive partikel.

Lorentzkraften giver:

F = q · ( E + v x B ) = + 2 · e · (v x B)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Hvad er definitionen på E-feltet fra en ladning Q ?

A

E = Fc / q.

Fc er coulombkraften fra Q:

Fc = Kc · q · Q / r^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Hvad er forskellen på E-feltlinjer og B-feltlinjer?

A

E-feltlinjer angiver kraftens retning på en positiv testladning.

B-feltlinjer angiver den retning en kompasnåls nordpol vil pege.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Hvor ligger Jordens magnetiske nordpol?

A

Tæt ved den geografiske sydpol. Derfor peget en kompasnåls nordpol mod gen geografiske nordpol.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

I et elektriske kredsløb er spændingsforskellen mellem to kapacitorplader 10 kV. Afstanden mellem pladerne er 5 mm. Hvad kan du fortælle om det elektriske felt?

A

Feltet er homogent, altså ensartet, mellem pladerne.

Feltets styrke er: E = U / d = 10.000 V / 0,005 m

E = 2 MN / m (to meganewton per meter)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

I et elektriske kredsløb er spændingsforskellen mellem to kapacitorplader 2400 V. Afstanden mellem pladerne er 3,0 cm. Hvad kan du fortælle om det elektriske felt?

A

Feltet er homogent, altså ensartet, mellem pladerne.

Feltets styrke er: E = U / d = 2400 V / 0,030 m

E = 80 kN / m (firs kilonewton per meter)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Hvad kan du fortælle om “BIL”-kraften ?

A

Dette er kraften på leder i et magnetfelt med fluxtæthed B. Lederens længde i B-feltet er L og strømstyrken er I. Vinklen mellem I og B er theta:

F = L I x B = B I L sin(theta)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Hvordan bestemmes magnetfeltets retning i en spole, hvor der løber en strøm, I ?

A

Gribreglen: “Grib om spolen med højrehånd og hold fingrene i strømmens retning. Magnetfeltets nordpol peger efter tommelfingeren!”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

En ledning hænger lodret ned ad i rummet. Strømmen løber opad. Hvad er magnetfeltets retning omkring ledningen?

A

Grib om ledningen med tommelfingeren i strømmens retning. Magnetfeltlinjerne følger de fire andre fingre.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Hvad skal gælde om Q-værdien, for at en kernehenfald er spontant?

A

Q-værdien skal være positiv.

Dette er kun tilfældet hvis start-massen er større end slut-massen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Hvordan udregnes Q-værdien for et kernehenfald?

A

Q = (m_start - m_slut) · c^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

I databogen findes kun atomernes masse for forskellige isotoper. Du skal finde kernemassen for uran-235. Hvad vil du gøre?

A

Uran er grundstof nummer 92. Derfor har atomet 92 elektroner. Jeg vil derfor tage atommassen for uran-235-atomet og fratrække massen af 92 elektroner.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

I databogen findes kun atomernes masse for forskellige isotoper. Du skal finde kernemassen en alpha-partikel. Hvad vil du gøre?

A

Helium er grundstof nummer 2. Derfor har atomet 2 elektroner. Jeg vil derfor tage atommassen for helium-4-atomet og fratrække massen af 2 elektroner.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Hvordan omregner man fra masseenheden units (u) til SI-enheden, kg?

A

Der gælder: 1 u = 1,66 · 1E-27 kg

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

Hvad bruges Avogadros tal til?

A

Til at omregne fra styk-enheden “mol” til styk.

Avogadros tal er omkring 602 trilliarder (en fantasillion).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

Hvordan omregnes fra tidsenheden år til SI-enheden sekunder?

A

Et år er omkring PI gange ti-i-syvende sekunder:

t = 1,00 år = 3,15 · 1E7 s

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

Hvad er den kinetiske energi af en riffelkugle med disse parametre:

m = 30 g
v = 1000 m/s
A

Ek = 0,5 · m · v^2

Ek = 0,5 · 0,030 kg · (1000 m/s)^2

Ek = 0,015 MJ = 15 kJ

31
Q

Hvad er den kinetiske energi af en håndbold med disse parametre:

m = 500 g
v = 20 m/s
A

Ek = 0,5 · m · v^2

Ek = 0,5 · 0,500 kg · (20 m/s)^2

Ek = 0,10 kJ

32
Q

Hvad er ABC for disse tre størrelser?

A = 30000 kJ
B = 0,14 T
c = 4,2 kJ / (kg · K)
A

Antal Betydende Cifre:

Arbejde, A: 5
Magnetfelt, B: 2
Specifik varmekapacitet, c: 2

33
Q

Hvad er ABC for disse tre størrelser?

A = 5,9 J
B = 0,000333 mT
c = 2,05 kJ / (kg · K)
A

Antal Betydende Cifre:

Arbejde, A: 2
Magnetfelt, B: 3
Specifik varmekapacitet, c: 3

34
Q

Hvad er varmeenergi - mikroskopisk set?

A

Tilfældige bevægelser på atomart plan:

Translation, rotation og vibration.

35
Q

Hvad siger Bohrs to postulater?

A
  1. I et atom findes elektroner i bestemte stationære tilstande.
  2. Elektroner kan skifte tilstand, men kun hvis de absorberer eller emitterer præcis den rette energi.
36
Q

Hvad er Balmer-serien?

A

Det er de bestemte bølgelængder på lys, som udsendes fra et hydrogenatom, ved elektronspring fra n = 3,4,5,… til n = 2. Kun dette lys er synlige for mennesker.

37
Q

Hvad kan du fortælle om formlen:

E = h · f

A

Dette er Plancks formel, der fortæller, at fotoners energi er proportional med lysets frekvens, f.

Proportionalitetsfaktoren hedder Plancks konstant, h.

38
Q

Hvad kan du fortælle om formlen:

E = h · c / lambda

A

Dette er Plancks formel, der fortæller, at fotoners energi er omvendt proportional med lysets bølgelængde, lambda.

Proportionalitetsfaktoren er Plancks konstant, h, gange lyshastigheden, c.

39
Q

Hvordan omskrives Plancks formel til denne:

E = h · c / lambda

A

Isolér f i bølgeformlen og indsæt dette f i P’s formel.

Plancks formel er: E = h · f.

Bølgeformlen for lys skrives: v = c = lambda · f.

40
Q

Hvad er formlen for potentiel energi i et tyngdefelt?

A

Epot = – G · M · m / r

41
Q

Hvad gælder om energien for et objekt, der er bundet til et tyngdefelt?

A

Den mekaniske energi er negativ:

Emek = Ekin + Epot < 0 J.

42
Q

Hvad siger Kirchhoffs første lov?

A

Summen af strømme i et kundepunkt er 0 C/s.

I1 + I2 + I3 + I4 … = 0 C/s.

Strømme ind regnes positive, og strømme ud regnes negative.

43
Q

Hvad er definitionerne på strømstyrke og spændingsfald?

A

I = Q / t (ladning der passerer per sekund)

U = E / Q (energi per ladning)

44
Q

Hvad er definitionen på effekt?

A

P = E / t (energi som omsættes per tid

Sådan kan formlen også skrives: P = dE / dt

45
Q

Hvad hedder formlen for elektrisk effekt?

A

P = U · I

P = (energi per ladning) · (ladning per tid) = energi per tid.

46
Q

Hvordan tegnes magnetfeltlinjerne omkring en stangmagnet?

A

B-linjerne går fra nordpolen til sydpolen.

47
Q

Hvordan tegnet E-feltlinjerne omkring en alpha-partikel?

A

Partiklen er positiv.

Derfor tegnes feltlinjerne VÆK fra alpha-partiklen.

48
Q

Hvordan tegnet E-feltlinjerne omkring en elektron?

A

Partiklen er negativ.

Derfor tegnes feltlinjerne ind mod elektronen.

49
Q

Hvordan tegnet E-feltlinjerne omkring en uran-kerne?

A

Partiklen er positiv: Der er 92 protoner i kernen.

Feltlinjerne tegnes væk fra kernen.

50
Q

Hvordan tegnet E-feltlinjerne omkring et carbonatom?

A

Der er lige mange elektroner og protoner.

Derfor er E-feltet tæt på 0 N/C.

51
Q

En fri neutron har en halveringstid på 10 minutter. Du har 100 neutroner til t = 0 s. Hvor mange har du efter 5 minutter?

A

t = 5 minutter og T = 10 minutter.

Altså er t / T = 0,5.

N = No · (1/2)^(t/T) = 100 · (1/2)^0,5 = 70.

52
Q

En atomkerne har en halveringstid på 180 minutter. Du har 20000 kerner til t = 0 s. Hvor mange har du efter tre timer?

A

t = 3 timer og T = 3 timer.

Altså er t / T = 1

N = No · (1/2)^(t/T) = 20000 · (1/2) = 10000; halvdelen!

53
Q

En atomkerne har en halveringstid på 1,00 minut. Du har 300 kerner til t = 0 s. Hvor mange har du efter 3,00 sekunder?

A

t = 3 sek. og T = 60 sek.

Altså er t / T = 0,5

N = No · (1/2)^(t/T) = 300 · (1/2)^0,05 = 290.

54
Q

Hvad siger MFs lov?

M.F. = Michael Faraday

A

U = -d(B • A) / dt

Street:
U R d’BA/dt

(You aRe the BAd motherfucker!)

55
Q

En spole har 200 vindinger.
Arealet af hver vinding er 10 cm^2.

Et magnetfelt føres ind i spolen og dB/dt måles: dB/dt = 10 T/s.

Hvilken spænding induceres i spolen?

A

U = -d(B • A) / dt

U = -N • a dB/dt

U = -200 • (0,0010 m^2) • 10 T/s = -2,0 V

56
Q

En solenoide-spole har 1600 vindinger. Arealet af hver vinding er 50 cm^2.

Et magnetfelt føres ind i spolen og dB/dt måles: dB/dt = 8,0 T/s.

Hvilken spænding induceres i spolen?

A

U = -d(B • A) / dt

U = -N • a dB/dt

U = -1600 • (0,0050 m^2) • 8,0 T/s = -64 V

57
Q

En solenoide har 60 vindinger. Arealet af hver vinding er a = 100 cm^2.

Et magnetfelt føres ind i spolen og dB/dt måles: dB/dt = 12,0 T/s.

Hvilken spænding induceres i spolen?

A

U = -d(B • A) / dt

U = -N • a dB/dt

U = -60 • (0,0100 m^2) • 12,0 T/s = -7,2 V

58
Q

Et kernehenfald har Q-værdien 0,0055 u • c^2.

Hvad kan du sige om henfaldet?

A

Q-værdien er positiv, så derfor er henfaldet spontant (det kræver ingen tilførsel af energi).

Energien kan omregnes til MeV med 1-faktoren:

1 = 931,5 MeV / (u • c^2)

59
Q

Radium 226 er en ustabil atomkerne.

Den henfalder via et alpha-henfald til hvilken kerne?

A

En alpha-partikel er en helium-4-kerne. Den har 2 protoner og 2 neutroner.

Ra-226 –> Rn-222 + He-4

60
Q

Hvad er forskellen på halveringstid og middellevetid for en radioaktiv atomkerne?

A

Middellevetiden for en kerne har symbolet tau.

tau = T(1/2) / ln(2)

tau er omkring 44% længere end halveringstiden.

61
Q

Magnetfeltets styrke i afstanden r omkring en strømførende leder kan beregnes med hvilken formel?

A

B = mu0 • I / (2 • pi • r)

62
Q

Magnetfeltets styrke omkring en strømførende leder eller inden i en spole afhænger af strømstyrken og en karakteristisk afstand.

Hvad er B proportional med?

A

B er proportional med I, men omvendt proportional med den karakteristiske afstand:

  1. Afstanden fra en lige leder
  2. Længden af en solenoide
  3. RADIUS af en flad spole
  4. Afstanden mellem de to spoler i en Helmholtz-spole
63
Q

Hvad er definitionen på BIL-kraften?

A

Kraften på en strømførende leder i et magnetfelt B er:

F = B • I • L • sin(theta)

64
Q

Lorentz-kraften

A

F = q • (E + v x B)

65
Q

Hvordan fungerer et E-B-hastighedsfilter?

A

Filteret består af en opladet kapacitor, som giver et homogent E-felt. Vinkelret på E-feltet findes et B-felt.

To kræfter virker på de ladede partikler, der skydes ind i filteret. F1 = q E og F2 = q v x B.

Kun for partikler med en bestemt fart gælder F1 + F2 = 0,0 N. Disse slipper gennem filteret.

66
Q

Hvordan virker en masse-spektrograf?

En MS benyttes til at måle partiklers masse.

A

MS består af et hastighedsfilter, der udvælger én bestemt fart for partikler med forskellig masse. Efter filteret findes et magnetfelt. De ladede partikler vil derfor udføre en cirkelbevægelse: Radius er proportional med massen; q, B og v er kendt:

m = q • B • r / v

67
Q

Kinetisk energi af bold på 500 g med fart 10 m/s ?

A

E = 0,5 • m • v • v

E = 0,5 • 0,500 • 10 • 10 J = 25 J

68
Q

Kinetisk energi af riffelkugle på 2 g med fart 1000 m/s ?

A

E = 0,5 • m • v • v

E = 0,5 • 0,002 • 1000 • 1000 J = 1000 J

69
Q

Enheden for G, altså gravitationskonstanten?

A

F = G • m • M / r^2

Altså er [G] = N • m^2 / kg^2

Værdien er G = 6,67E-11 N • m^2 / kg^2

70
Q

Enheden for Coulombkonstanten?

A

F = k • q • Q / r^2

Altså er [k] = N • m^2 / C^2

Værdien er k = 8,99E9 N • m^2 / kg^2

71
Q

Værdi for vacuumpermeabiliteten?

A

mu0 = 1,26E-6 T / A^2.

Enheden er tesla per kvadratampere.

72
Q

Jordens magnetfelts styrke omkring Nord- og Sydpolen?

A

B = 0,000060 T = 60 mikrotesla.

73
Q

I hvilken retning peger den lille stangmagnet i et kompas, når man står på den geografiske nordpol?

A

Kompassets stangmagnet har en nordpol, som peger mod Jordens magnetiske sydpol. Den ligger lidt øst for Canada.