Uppdrag 3 i Fysik 2 rättat

Välkommen till ditt tredje t redje uppdrag i Fysik 2! Redovisning: Ditt färdiga studieuppdrag skickar du in här i Novo. OBS!!! Det går inte att sända

uppdraget via mail till webbläraren. Rättning: Webbäraren kommenterar ditt inskickade uppdrag i Novo.

Övrig information: 

I samtliga uppdrag gäller att redovisa fullständiga lösningar. Uppställda ekvationer och uttryck i uppgifterna ska vara förklarade och motiverade. Detta kan ske genom lämpligt kort resonemang, där du förklarar hur du tänker med hänvisning till kända samband eller metoder, som du bygger din lösning på. Korrekt enhet ska anges i förekommande fall.



När du skall skriva matematiska tecken t ecken (bråk, olikheter m.m.), finner du sådana under symbolen



Frågorna finns också i en vanlig wordfil, som du finner längst ner i detta uppdrag. Det går bra att redovisa dina beräkningar direkt i denna, och sedan bifoga den på avsedd plats. Anvisningar för att skriva matematiska tecken, finner du i wordfilen.



Om du är osäker på att använda datorn kan du göra vanliga handskrivna lösningar och sedan antingen scanna in sidorna eller digitalfotografera dem. Du infogar sedan bilderna i en fil som du bifogar längst ner i detta uppdrag.



Figurer kan hjälpligt göras med ritverktygen i Word om du inte har tillgång till ett bättre ritprogram. Ett bra och lättanvänt verktyg för att rita grafer är Graph 4.3 som du kan ladda hem från http://padowan.dk/graph/ http://padowan.dk/graph/.. Om du vill använda andra avancerade matematikprogram eller ritprogram är du naturligtvis välkommen att göra detta.

Uppgifter

1) Utträdesarbetet för fotoeffekt är 4,3 eV för en metall. Efter belysning med monokromatiskt ljus får de snabbaste fotoelektronerna rörelseenergin 1,1 eV. Hur stor energi hade fotonerna?

Redovisa din lösning nedan! E= Eu + Ek => E= 4,3 + 1,1

Korrekt svar med godtagbar förklaring. 2) En satellit går i en cirkelbana 500 km över jordytan. Bestäm satellitens omloppstid. Hur mycket ändras omloppstiden om banans radie ökas till det dubbla? Det tredubbla? Redovisa din lösning nedan! Det vi har är höjd över jordytan som är h=500km. Det är 500 000 m. Man kan skriva det som . Så  Vi ska hitta omloppstid T=? Jordens radie är lika med  då får vi

               √                      Jag använder av

 och

 där



 och M är jordens massa som är

. r hittar vi genom

Då kan vi räkna ut T.  så Hur mycket ändras omloppstiden om banans radie ökas till det dubbla? Det tredubbla? Dubbla

√                          Tredubbla

Svar om radie fördubblas ökar omloppstiden 3 gånger om tredubblas ökar 5 gånger. Korrekt svar (förutom periodens beroende av omloppsbanans radie,) med godtagbart

resonemang, förklaringar. Du identifierar, analyserar och löser enkla problem i bekanta situationer medtillfredsställande resultat. I arbetet formulerar du relevanta hypoteser och formulerar med viss säkerhet enkla egna frågor. I diskussionerna för du fram enkla argument och redogör översiktligt för konsekvenser av något tänkbart ställningstagande. Du använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till viss del din kommunikation till syfte och sammanhang.



Månen rör sig runt jorden i en bana som vi förutsätter vara cirkulär med radien m. Det tar ungefär 27 dygn för månen att fullborda ett varv runt jorden. Gravitationskonstanten är  .

 

Bestäm jordens massa ur dessa data. Obs! Inga data ska hämtas ur tabell eller på annat sätt. Redovisa din lösning nedan! Jag har:

                           

Jag använder samma formler som i förra uppgiften.  och

Korrekt svar med utförlig lösning. Du använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del din kommunikation till syfte och sammanhang. Du identifierar, analyserar och löser komplexa problem i bekanta situationer med tillfredsställande resultat. Du redogör utförligt för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från kursens område. Du använder dessa med viss säkerhetför att söka svar på frågor samt för att  beskriva och exemplifiera fysikaliska fenomen och samband.

1) En väteatom emitterar elektromagnetisk strålning då atomen övergår till ett lägre energitillstånd. Ange den minsta våglängden hos den str ålning som emitteras då elektronen övergår från högre liggande banor till bana 2.

Redovisa din lösning nedan!

Vi måste ta övergång med störst energi skillnad. DVS från 0 till 2. Från fri till n=2.För väte finns det speciell formel som beskriver hur hög energi dem olika nivåerna har 

     

   

Den kortaste våglängden har energi som är lika med 3.4eV Sen använder vi oss av våglängdsformel som ser ut som

            h är Plankskonstant som är C är ljushastigheten som är ska vi ta joule    UV ljus 

 

Korrekt svar med fullständig lösning. Du använder med säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del din kommunikation till syfte och sammanhang. Du värderar också modellers giltighet och begränsningar med nyanserade omdömen. Du identifierar, analyserar och löser komplexa problem i bekanta och nya situationer med gott resultat. Vidare tolkar du dina resultat, utvärderar dina metoder med nyanserade omdömen och motiverar dina slutsatser med välgrundade och nyanserade resonemang. Du redogör utförligt och nyanserat för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från kursens område. Du använder dessa med säkerhet för att söka svar på frågor samt för att beskriva fysikaliska fenomen och samband.

2) Lisa åker karusell. Hon sitter på en bänk, 0,55 m från karusellens centrum, vid A i figuren. Karusellen roterar med 10 varv/min. Lisa väger 33 kg. Karusellen syns uppifrån i bilden.

a) Rita en figur som visar de krafter som verkar på Lisa när hon åker kar usell. OBS! Du behöver inte beräkna storleken på krafterna. b) Hur stor är Lisas hastighet? c) Lisa flyttar sig försiktigt utåt på bänken mot punkten B, 2,2 m från centrum. Hur stort måste friktionstalet minst vara för att Lisa inte skall börja glida på bänken innan hon kommit till B? Redovisa din lösning nedan! a)Centripetalkraft, friktion som gör att hon inte åker mot rotationscentrum. b)Vi har r=0,55m, den roterar med 10 rpm dvs

 

    

; Banhastigheten är



c)Jag tänker om vi behöver veta minsta friktionstalet innan hon har kommit till punkt B, måste vi veta vilken friktionstalet måste hon ha för att hon ska inte glida då hon är i punkt B. Först vill jag veta hastigheten V i den punkten. . Kraften som behövs för att behålla flickan i en cirkulär objekt är Fc   N Flickans normalkraft Fn är lika med  För att räkna ut friktion . Dvs minsta friktionstalet måste minst vara 0,24.

                        

Korrekt svar med tydlig förklaring och bild. Du använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del din kommunikation till syfte och sammanhang. Vidare tolkar du dina resultat, utvärderar dina metoder med enkla omdömen och motiverar dina slutsatser med välgrundade resonemang. Du redogör utförligt för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från kursens område. Du använder dessa med viss säkerhetför att söka svar på frågor samt för att beskriva och exemplifiera fysikaliska fenomen och samband.

3) Från en platå på höjden 40 m över omgivningen skjuter man iväg en liten kula med hastigheten v o = 20 m/s. Riktningen är horisontell, som figuren visar. Bortse från luftmotståndet vid beräkningarna. a) Hur långt kommer kulan innan den slår i marken? o

b) För att komma längre ändrar man kastvinkeln till 45 . Hur mycket längre kommer då kulan?

Redovisa din lösning nedan!

    √       √          √                                  Platta som är 40 m över omgivningen räknar vi som origo. Då får vi fram

. Kulan tar i marken efter

2,85s. Sen räknar vi ut sträckan

Om man ändrar kastvinkel till 45 grader då får vi använda oss av . Sen tar lägesformel

. Om vi räknar ut ekvationen genom pq formel får vi

t=4,64 s.

Korrekt svar med tydlig och nyanserad förklaring. I diskussionerna för du fram välgrundade och nyanserade argument och redogör utförligt och nyanserat för konsekvenser av flera tänkbara ställningstaganden. Du använder med säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del din kommunikation till syfte och sammanhang. Du redogör utförligt och nyanserat för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från kursens område.

7. Kalle sparkar iväg en fotboll med hastigheten 12m/s. I vilken riktning ska han sparka bollen för att den ska komma så långt som möjligt? Hur långt når den då? Använd din grafräknare för att undersöka detta. Redovisa ditt resonemang och svar utgående från vad du ser i din grafräknare. Bifoga räknarbilden.

Rörelseformerna

     

X led

Acceleration Hastighet Läge

Y led

            

Så först att räknar vi ut hur lång tid det tar för bollen att nå max höjden. DVS Vy=0 V0x är konstant. Om vi sätter Vy=0 i  får vi  om vi löser ut t får vi

 

 



Nu kan vi få uttryck för maximala kastlängd.

        

Vi vet at sin antar sitt största värde =1 då vinkel 2a måste vara 90 grader så a måste vara 45 grader.   Om vi räknar ut Xmax= 

       

Korrekt svar med tydlig förklaring och bild. Du använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del din kommunikation till syfte och sammanhang. Vidare tolkar du dina resultat, utvärderar dina metoder med enkla omdömen och motiverar dina slutsatser med välgrundade resonemang. Du redogör utförligt för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från kursens område. Du använder dessa med viss säkerhetför att söka svar på frågor samt för att beskriva och exemplifiera fysikaliska fenomen och samband.

Obligatioriska laborationer Till detta uppdrag hör att redovisa hem- och webblaborationen " Tavlan och komjakskupan". Bifoga laborationsrapport i en separat fil nedan om du inte redan infogat den i uppdragsfilen ! LABORATIONSRAPPORT

LABORATIONENS TITEL:

Tavlan och konjakskupan

KURS:

fys2

FÖRFATTARE:

 

SAMMANFATTNING:

Roman Jag ska räkna ut kraften på spiken och kraften på tråden som tavlan hänger i. Samt snurra en kula i konjakskupan och observera vad som sker.

Kurs: Kund: Datum: Webblärarens noteringar:

DATUM

: 00 00 00

Webblärarens kommentar:

Väl utförd laboration med tydligt syfte, genomförande och resultat. Du har valt lämplig rubriktext, syftet är tydligt beskrivet. Du har en koppling till syftet i texten. Uppgiften är översiktligt beskrivet och det går att tolka hur laborationen gått till. Alla rubriker är med. Rent rapportmässigt behöver du tänka på att: Presentera resultat i tabeller och diagram, syftet ska återspegla vad som ska undersökas, modelleras i försöket och dina beräkningar behöver skrivas i ett lämpligt program för att lättare kunna tolkas av en utomstående. Tänk också på att din laborationsrapport ska vara utformad så att någon utan fysikkunskaper ska kunna upprepa försöket enbart med hjälp av din rapport. I arbetet formulerar du relevanta hypoteser och formulerar med viss säkerhet enkla egna frågor. Du planerar och genomför i experiment och observationer på ett tillfredsställande sätt. Dessutom hanterar du material och utrustning på ett säkert sätt. Vidare tolkar du dina resultat, utvärderar dina metoder med enkla omdömen och motiverar dina slutsatser med enkla resonemang. Kom ihåg att en laboration syftar till att besvara något man vill undersöka, bevisa eller kontrollera. I det här fallet är det ju en modell för något som vi vill undersöka. Den kopplingen saknar jag i din rapport och det är viktigt att du tar med dig det till kommande försök och rapporter. En fråga att fundera vidare över är: Vad har du lärt dig av den här laborationen? En utvecklingsmöjlighet för dig är att förbättra din förmåga att tolka

dina resultat, utvärdera dina metoder och motivera dina slutsatser och också din förmåga att använda ett naturvetenskapligt språk och anpassa din kommunikation till syfte och sammanhang. Omdöme: D Signatur:

1. Rubrik, Tavlan och konjakskupan 2. Syfte, Jag ska räkna ut kraften på spiken och kraften på tråden som tavlan hänger i. Samt snurra en kula i konjakskupan och observera vad som sker. 3. Materiel, Tavla, måttband, kula, konjakskupa. 4. Utförande, Jag valde ut en tavla som är 30x20cm som hänget i ett snöre. Mätte vikten på den och längden på snöret. Sen använde jag cosinussatsen för att räkna ut vinkel v och F=mg för att räkna ut kraften på spiken. Konjakskupan. Jag tog konjakskupan la i en kula, vände på allt och gjorde cirkulära rörelser. Då jag kom upp i fart lyfte jag konjakskupan fort och observerade vad som sker. 5. Resultat, Tavla

Tavlan väger ungefär 0,3kg. Jag började med att mäta längden på snöret. Jag fick 36 cm. Med tanke att spiken delar snöret i mitten en sida lika med 18cm. Som vi ser på bilden tavlan är 30 cm lång. Då får vi en liksidig triangel. För att räkna ut vinkel v använde jag cosinussatsen vinkel v=33,55grader. Kraften på spiken är F=mg=0,3*9,82=2,946N kraften på trådarna måste vara lika stora,dvs., hälften av kraften på spiken (F/2). Om vi nu räknar ut spännkraften i snöret som tavlan hänger i får vi

   

   

         I detta fall är kraften i spiken är 2,946N och kraften i snöret är 2,67N Konjakskupa

När kulan kommer upp i en tillräcklig hastighet, letar den sig till lägret där glasets diameter är som störst. När konjakskupan sedan lyfts upp fortsätter kulan att snurra runt i kupan som tidigare, men hastigheten avtar med tanke på att cirkelrörelserna stoppas och till slut ramlar den ned på bordet.

6. Felkällor, Alla mått på tavlan är ungefär, då jag inte kan mäta ut exakta värden på grund av tavlans storlek och massa. 7. Slutsats Orsaken till att kulan fortsätter att snurra ett tag beror på Newtons första lag (tröghetslagen). Kulan är i behov av en bromskraft, friktionskraften. Om vi utesluter friktionen (förutom när vi sätter fart på kulan) och ser på kulan som liten i jämförelse med glasets krökningsradie, är det inte alls besvärligt att ta fram ett samband mellan kulans hastighet och läget på rotationsplanet. Det är två krafter som verkar på kulan; normalkraften och friktionskraften. Normalkraftens uppgift är att ta ut friktionskraften för att kulan ska kunna rotera i ett konstant horisontellt plan. Normalkraftens horisontella komposant kallar vi för centripetalkraften. Den får kulan att förflytta sig i en cirkelformad bana med oföränderlig rotationshastighet och är riktad mot den cirkelformade banans mittpunkt. Men skulle vi haft cylinderformad glaset, skulle kulan försätta sin bana då vi skulle lyfta på glaset. När det kommer till tavlan var det en självklarhet att kraften på spiken skulle bli detsamma som F = mg, då varje föremål har en tyngdkraft. Spiken håller upp tavlan, så det var inga konstigheter där. Bägge trådarna håller med samma kraft, då de är lika långa och lyfter upp samma föremål. OBS! Glöm inte att bifoga denna rapport med ditt nästa Uppdrag