Fysik 2 (Uppdrag 1)

37a655_f185db208e1c40689d753deea7d03aae

Hejhej
Här kommer första uppdraget i fysik 2. Vill dock inleda med att mina texter kan vara lite svårbegripliga just för att fysik i sig ibland kan vara svår att få grepp om.
Jag läste fysik A i gymnasiet, vilket innebar ett litet ”hopp” och en del kunskapsluckor som jag inte hade med mig till fysik 2. Men det var ändå möjligt.

Har ni frågor så är ni välkomna att skriva 🙂
Gilla gärna min sida på Facebook. Klicka här

Välkommen till ditt första uppdrag i Fysik 2!

 

Uppdraget: Du laddar ned en fil med uppdragets uppgifter. Laborationen hämtar du i kursbiblioteket där du också finner en rapportmall som du kan anpassa till aktuell lab.

Redovisning: Ditt färdiga studieuppdrag skickar du in genom att bifoga din lösningsfil och laborationsrapport här i Novo. OBS!!! Du ska inte sända via mail till webbläraren.

Kontrollera noga att allt är med innan du sänder uppdraget i NOVO.

Rättning: Webbärare 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 (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/. Om du vill använda andra avancerade matematikprogram eller ritprogram är du naturligtvis välkommen att göra detta.

Ovanstående info gäller alla uppdragen!

Uppdrag nr 1.

Du kan förklara dina svar och motivera dina lösningar direkt efter varje fråga nedan och sedan bara spara filen och bifoga. Du kan enkelt också infoga hela din labrapport i slutet av filen. På så vis blir det bara en enda fil att bifoga uppdraget!

  1. Den övre figuren visar en triangulär puls, som rör sig mot ett fast hinder. Då pulsen når fram till hindret kommer den att reflekteras.
    Rita den reflekterade pulsens utseende i den nedre figuren.En partikel utför en harmonisk svängning. skarmavbild-2016-09-27-kl-21-11-41
  1. Hur påverkas svängningstiden då man ökar amplituden?
    a) Svängningstiden ökar
    b) Svängningstiden minskar
    c) Svängningstiden är oförändrad

Ser vi till formeln för harmoniska svängningar så kan vi finna vad som påverkas ifall man ökar amplituden. Formeln är följande T=2π√m/k. Via den så kan vi att svängningstiden påverkas ej om man ökar amplituden. Alltså svar: C

  1. Om ljudintensiteten hos en ljudkälla reduceras till en fjärdedel, hur mycket ändras då ljudnivån?

Då vi vet att formeln för att mäta ljudintensitet säger oss L= 10lg x I/I0. Skulle vi då söka skillnaden mellan L och ¼ L så gör vi det genom att ta delta L. Alltså L1 – L2 .

Formeln för ¼ L skulle se ut enligt följande: L2=10lg x I/4I0. Alltså vi dividerar med 4 för att få en ljudnivå med en fjärdedels ljudintensitet.

Formeln skulle då ge oss följande. L1 – L2 = 10 (lg(I/4L0) – Lg(I/I0) = 10 lg (1 /4)

 

  1. Två fjädrar har båda fjäderkonstanten 25 N/m. En kula hängs i fjädrarna, som figurerna nedan visar och sätts i vertikala svängningar. I figur A är fjädrarna seriekopplade och i figur B är fjädrarna parallellkopplade. Ange hur kulans svängningstid TA i figur A förhåller sig till svängningstiden TB i figur B.

Inledningsvis så är det viktigt att separera de två fjädrarna då de har olika formler för att räkna ut svängningstiden. I och med att ena är seriekopplad och den andra parallellkopplad så kommer vi få olika utfall vad gäller svängningstid, amplitud osv.

Vad gäller den seriekopplade fjäderkonstanten så finner vi nedan formel till hjälp:

  • K = k1 + k2 à 50N/m= 25 + 25

Till den parallellkopplade fjädrarna så använder vi oss istället av:

  • 1/K = 1/k1 + 1/k2 = 1/25 + 1/25 = 2/25N à 1/k = 2/25N/m à 2k = 25N/m à K = 25 / 2 = 12,5N/m

Vi vet alltså nu att fjäderkonstanten för de båda är 50 N/m samt 12,5 N/m

För att nu få fram svängningstiden så kommer jag använda mig av formeln nedan.
T=2 (Obs roten gäller både m och k men lyckades inte få till detta)

Genom att placera in värden i denna formel så kan vi undersöka hur svängningstiden förhåller sig till varandra i de två olika försöken.

TA /TB= ( 2) / (2)

Ser vi till formeln så förstår vi att vi kan stryka 2 samt m ifrån ekvationen.
Kvar får vi = 0,5 s à ½. Detta ger oss förhållandet 1/ 2 i sväningstid mellan TA och TB. Istället för att stryka m så skulle vi även kunna införa en vikt som gäller för båda sammanhangen, exempelvis 1kg vilket då skulle resultera i samma förhållande.

  1. Ett glasrör, som har längden 1,0 m, är öppet i båda ändar.
    I mitten av röret är en liten högtalare placerad. Högtalaren sänder ut toner med frekvensen f i intervallet 0 £ f £ 1000 Hz.
    För vilka frekvenser kan resonans inträffa? Ljudhastigheten är 340 m/s.

I och med att frågan ger oss lite information kring scenariot så är det viktigt att uppmärksamma dessa.

  • Röret är 1,0 m
  • Öppen i båda ändarna.
  • Ljudhastighet = 340 m/s
  • 0 £ f £ 1000 Hz.

Informationen ovan kommer hjälpa oss att räkna ut och förstå vad som egentligen händer mycket bättre. I och med att glasröret är öppen i båda ändarna så vet vi att bukarna finns att hitta i ändarna. Bild i boken sid 36. Vi förstår då även att längden på röret motsvarar lambda/2.

För att kunna gå vidare behöver jag även ta hjälp av formler som kan ge svar på vårt problem. I och med att vi nu behöver göra om vår ”skruv” till spik för att kunna lösa problemet så behöver vi använda oss av olika formler för att få fram de värden som krävs för lösa problemet.

Inledningsvis söker jag mig till att finna en frekvens och i och med att jag har hastigheten v samt längden på röret l så kan jag använda mig av formeln V=f

För att få fram övertonerna vid bukarna så behövs dock ytterligare formler som kan hjälpa mig.

. Dessa två formler kan hjälpa oss förstå vilka frekvenser som kan ge en resonans mellan 0 £ f £ 1000 Hz.

Skulle man sätta in dessa till en formel skulle de ge . Via denna formel får då fram de olika frekvenserna inom det angivna intervallet genom att n för varje steg blir n+1.

F(n) Frekvens
F(1) 170 Hz
F(2) 340 Hz
F(3) 510 Hz
F(4) 680 Hz
F(5) 850 Hz
F(6) 1020 Hz

Ser vi tabellen ovan så förstår vi att F(6) går utöver vårt intervall. Alltså så är det fem olika frekvenser som ger resonans.
Svar: 170, 340, 510, 680 och 850 Hz

 

  1. En högtalare mottar en elektrisk effekt av 15 W varav 2,0% omvandlas till ljud som sprids likformigt åt alla håll. Beräkna dels intensiteten, dels ljudnivån 10m från högtalaren.

Inledningsvis behöver jag ta fram alla formler för att denna uträkning ska bli så smidig som möjligt.

DATA jag har att utgå ifrån säger:
Effekt: 15 W varav 2 % omvandlas till ljud.
Längd: 10 m

Formler jag har att utgå ifrån är
I=P/4πr2
L=10lg I/I0

I och med att jag har effekten ifrån strålkällan samt radien så kan jag enkelt ta fram ljusintensiteten via formel 1.
I=P/4πr2 à 15*0,02/(4*π*10^2) = 2,4*10^-4 w/m2
I och med att detta är klart kan jag nu söka mig till att undersöka ljudnivån via formeln 2 som säger: L=10lg I/I0 där I0= 10−12W/m2 vilket skulle ge följande uträkning à 10lg 2,4*10^-4/10−12= 83,8 dB

Svar:
Ljusintensiteten = 2,4*10^-4 w/m2
Ljudnivån = 83,8 dB

 

Publicerad av Joe

Hey! Vanlig kille i Svealand som studerar lite ämnen i samband med jobb för att till HT16 fortsätta med högskolestudier. Är varken överambitiös eller avdankad, hamnar där mitt emellan. Thats it!

12 reaktioner till “Fysik 2 (Uppdrag 1)

    1. Hej Sara.
      Det tyckte jag också. Jag är lite dålig vad gäller induktion men självklart hjälper jag till dig med det jag kan bidra till.

      Kursen e lite dryg men inget att vars rädd eller orolig för, bara man förstår så kommer du se att det är enklare än man tror.

      Säg vad du behöver och så ska jag försöka hjälpa dig så gott jag kan
      Hälsningar

      Gilla

      1. Hej Joe
        Tack så jätte mycket av svaret. Jag skulle börja kursen på november men alla kursen från november ska inte starta för att jag måste vänta på nästa termin och är jag ledig två månader . Du kan ge mig uppdragen? Jag vill läsa själv och jobba med uppgifter och ta hjälp från dig om du kan. Jag tror du som läser nu Fysik 2 uppgifter vara samma som ska börja.

        Hälsningar

        Sara

        Gilla

      2. Hej
        Okej men jag uppdaterar sidan med fler uppdrag nu i helgen. Då kan du bog börja tidigt.
        Om det är något utöver det så är det bara att säga till.
        Hälsningar
        Joe

        Gilla

    1. Hej Sara.
      Jag har tyvärr haft fullt upp med en prövning i Ma4 därav inte haft tid att uppdatera. Jag ska försöka lägga upp resterande uppdrag på måndag.

      Det är 5 uppdrag totalt.
      Mvh
      Joe

      Gilla

    1. Hej, jag gör en prövning i ämnet just nu så läser den inte via Hermods.
      I och med att jag läste MaC för ca 10 år sedan så var det en del att ta igen, jag hade i praktiken glömt allt. Men i efterhand anser jag inte att det var allt för svårt. Den skriftliga delen klarade jag av, nu har jag endast den muntliga sen blir högskola 🙂

      Gilla

  1. Tack!! Tror lite text saknas från fråga 5 men annars var detta väldigt hjälpande! Grymt bra jobbat, stjärna är du!

    Gilla

  2. Hej Joe! Tusen tack för hjälpen med Fysik kursen. Det är verkligen guld värt! Jag har en fråga ang 3an kan inte riktigt förstå hur själva ekvationen är utskriven.

    Du skriver att
    ”Formeln för ¼ L skulle se ut enligt följande: L2=10lg x I/4I0. Alltså vi dividerar med 4 för att få en ljudnivå med en fjärdedels ljudintensitet.”
    men sen sätter du L2 som L1 i ekvationen. Varför har inte den andra har 10lg(I/Io) isåfall? Varför bara Lg.

    ”Formeln skulle då ge oss följande. L1 – L2 = 10 (lg(I/4L0) – Lg(I/I0) = 10 lg (1 /4)”

    Tycker det är sjukt svårt att förstå hur man ska räkna bara via boken så är tacksam för svar!
    Undrar också vad du fick för betyg på detta eller för feedback? Hälsningar Johanna

    Gilla

    1. Hej, det var väldigt längesen jag gjorde det här uppdraget så minns inte riktigt hur allt gick till. Resultatet på uppdragen i Fysik var mellan A och B så de ska hålla. Jag kan tyvärr inte riktigt förklara hur jag tänkte för att det var så länge sen men en sökning på nätet ledde mig hit: https://gamla.pluggakuten.se/forumserver/viewtopic.php?id=102252. Kolla om du har får lite mer info där. Hör annars av dig igen så kan jag titta på det igen. Hälsningar Joe

      Gilla

Lämna ett svar till Sofie Avbryt svar

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com-logga

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s

%d bloggare gillar detta: