Fysik B - Repetition Flashcards Preview

Fysik ABC > Fysik B - Repetition > Flashcards

Flashcards in Fysik B - Repetition Deck (62):
1

Hvad hedder de seks energityper?

Mekanisk - kinetisk og potentiel
Indre - varme
Kemisk
Kerne
Elektrisk
Stråling
(MIKkel KESler)

2

Hvad er forskellen på koldt og varmt vand?

I det varme vand har molekylerne hurtigere bevægelser: Translation, Vibration, Rotation. De har større indre energi = varme energi.

3

Hvad koster det at opvarme 500 g vand med 20 grader?

Det koster elektrisk energi, som bliver til indre energi i vandet.

E = m • c • T

E = 0,5 kg • 4,2 kJ/(kg•C) • 20 C = 42 kJ.

4

Hvad er den mekaniske energi af en fodbold på 500 g, der har farten 7 m/s i højden 10 m?

E = m g h + 0,5 m v^2

E = 0,5 kg • 9,8 N/kg • 10 m + 0,5 • 0,5 kg • (7 m/s)^2

E = 49 J + 12 J = 61 J = 0,06 kJ

5

Hvor mange gange er lysets hastighed større end lydens fart?

v = 343 m/s ved 20 C

c = 3,00 • 10^8 m/s

c er knap 1 mio. gange hurtigere.

6

Hvad er den typiske bindingsenergi per nukleon for atomkerner?

De fleste kerner har omkring 8 megaelektronvolt (MeV) per nukleon.

7

Hvad er den typiske bindingsenergi for elektroner, der er bundet til et atom?

Nogle få elektronvolt. I hydrogen kræves 13,6 eV at løsrive en elektron.

8

Hvad fortæller henfaldskonstanten, k?

Sandsynligheden for at én bestemt kerne henfalder per sekund.

9

Hvad er gennemsnitslevetiden hvis henfaldskonstanten er k = 0,05 s^-1 ?

t = 1 / k = 20 sekunder.

10

Hvad er definitionen og enheden for aktivitet?

A = - dN/dt

Det er ændringen i antal atomkerner per sekund.

Enheden er bequerel (sekund i minus første).

11

Hvad siger bølgeligningen?

Den siger ikke noget. Den skrives:
v = f • lambda = lambda / T.

v: bølgehastighed (m/s)
f: frekvens (Hz)
lambda: bølgelængde (m)

12

En lydbølge har frekvens f = 34 Hz.

Kan du høre den?

Hvad er bølgelængden?

Ja, mennesker kan høre 20 Hz til 20 kHz.

Lambda = v / f = 343 m/s / (34 Hz) = 10 m.

13

Hvad er energien af en foton på 400 nm (målt i elektronvolt) ?

E = 1240 eV • nm/lambda
E = 1240 eV • nm / 400 nm
E = 3,1 eV

14

Kan du se lys med bølgelængden 780 nm?

Nej, visse slanger kan se infrarødt lys.

Mennesker kan se lys med bølgelængde:
400-700 nm.

15

Hvad er værdien af Hubble-konstanten?

H = 22 km /(s•Mly)

En galakse i afstanden 1 Gly har derfor flugthastigheden 22 Mm/s.

16

Hvor langt er der til Andromeda-galaksen målt i lysår og meter?

Afstanden er 2,5 Mly (Mly =millioner lysår).

Et lysår er afstanden som lys rejser på et år.

1 ly = 9,5 • 10^15 m. Altså ca 10^16 m.

d = 2,5 • 10^22 m.

17

Hvorfor er Andromeda-galaksens lys blåforskudt mens alle fjerne galaksers lys er rødforskudt?

Andromeda er relativt tæt på Mælkevejen, så derfor har tyngdekraften større betydning end Hubble-udvidelsen.

18

Hvad er radius for det synlige univers?

Man kunne tro, at det var lysets hastighed gange universets alder (s = v • t). Det ville give 14 Gly.

Men Hubble-udvidelsen sker hurtigere end lysets hastighed for fjerne galakser.

Vi kan se galakser som i dag er 45 Gly borte. Men de var tættere på os, da lyset blev udsendt for 13,5 milliarder år siden.

19

Hvad siger det kosmologiske princip - og hvordan kan der være, at det gælder?

Universet er homogent.

Det betyder at fysikkens love er ens overalt i universet.

Derfor er der dannet de samme typer stjerner, planeter, galakser, superhobe overalt.

20

Hvad er flugthastigheden for en galakse med afstand 100 millioner lysår?

100 millioner lysår er d = 100 Mly.

Hastigheden er ifølge Hubbles lov:

v = H • d = 22 km/(s•Mly) = 2200 km/s

21

Hvorfor kan man se rødforskudte absorptionslinjer i spektrene fra fjerne galakser?

Absorptionslinjer skyldes, at fx hydrogen absorberer lys med ganske bestemte bølgelængder, når lyset er på vej ud gennem stjernernes atmosfære.

Galaksernes lys kommer fra milliarder af stjerner. Alle stjernerne består af ca. 90% hydrogen. Andre absorptionslinjer skyldes elektronspring i andre grundstoffer.

Galaksernes lys rødforskydes pga. Hubble-udvidelsen.



22

Hvilke stærke absorptionslinjer ses i Solens spektrum?

Hydrogen har Balmer-linjerne ved cirka. 440, 480 og 660 nm.

Natrium har en linje ved ca. 590 nm.

Calcium har to linjer ved ca. 400 nm.

23

Hvordan kan lyset fra en hel galakse have næsten det samme spektrum som Solen?

Spektrene minder om hinanden fordi stjerner indeholder de samme grundstoffer, dog i lidt forskellige mængder

Galaksen består af typisk 100 milliarder stjerner, der kredser om galaksens centrum. Det betyder at halvdelen af stjernerne bevæger sig mod os, den anden halvdel væk fra os. Det betydet at absorptionslinjerne er bredere, pga. Doppler-effekten.

24

Hvad er termisk energi?

Det skyldes atomernes tilfældige bevægelser.

Du mærker det, når du hopper i en kold swimmingpool. De kolde molekyler fra vandet støder ind i de varme molekyler i din hud. Hudens molekyler overfører termisk energi til vandet, og det føles koldt.

25

Hvad er definitionen på tryk?

P = F / A.

Tryk er kraften per kvadratmeter areal.

Enhederne N/m^2 eller pascal.

26

Trykket fra atmosfæren er 100 kPa. Hvad er trykket på en fridykker på 20 m vand?

Dykkerformlen giver svaret:

P = Po + rho • g • h

P = 100 kPa + 1000 kg/ m^3 • 9,8 N/kg • 20 m

P er cirka 300 kPa, altså tre gange trykket på land.

27

Hvad er opdrift?

Hvad skyldes opdrift?

Opdrift er en kraft.

Den skyldes at trykket er større på undersiden end oversiden af en genstand, der er nedsænket i en væske.

Forskellen i tryk på under-/overside kan beregnes med dykkerformlen.

28

Hvorfor kan der være opdrift på en varmluftballon eller en helium-ballon fra Tivoli?

Trykket er større på undersiden end trykket på oversiden af ballonen.

Det er fordi trykket aftager med højden i atmosfæren. Eksempelvis er trykket lavt på et højt bjerg ifht. trykket ved havets overflade.

29

Hvad siger Archimedes lov?

Et legeme, der fortrænger gas eller vand, vil udsættes for en opdriftskraft.

Opdriften er tyngdekraften på den fortrængte gas eller væske.

F = m • g = rho • V • g

30

En kosmonaut føler tyngdekraften F = -0,02 N fra sit rumskib i afstanden 10 m.

Hvad er tyngdekraften når han er i afstanden 100 m?

Afstanden er 10 gange større og tyngdekraften aftager med r-i-anden.

Kraften er derfor 100 gange mindre.

F = -0,0002 N.

31

Et optisk gitter har 100 linjer pr. mm. Hvad er gitterkonstanten?

Afstanden vi ser på er én millimeter: s = 1 mm = 0,001 m.
Der er 100 linjer med samme afstand mellem hver: d.
Der gælder: s = 100 • d
0,001 m = 100 • d
Gitterkonstanten er: d = 0,00001 m = 10000 nm.

32

Et sølvsmykke på 10 g og med T = 100 C nedsænkes i 200 g vand med T = 20 C. Slut temperaturen er 25 C. Hvad er c for sølv?

Der gælder delta E = 0 J, fordi systemet er isoleret.

dEsølv = -dEvand

m1 • c1 • dT1 = -m2 • c2 • dT2

c1 = -m2 • c2 • dT2 / (m1 • dT1)

33

En elektrisk ledning på 1200 meter har en modstand på 1000 ohm. Spændingen er 100 V.

Hvilken effekt afsættes i ledningen?

P = U • I = U • U / R

P = 10 W = 10 J/s

34

I en elektrisk ledning på 1 meter måles strømstyrken 2,0 A. Spændingen er 230 V.

Hvilken effekt afsættes i ledningen?

P = U • I = 230 V • 2,0 A

P = 460 W = 0,46 kW

35

Hvad er navnene på disse enheder:

V, A, W,

Hvilken fysisk størrelse repræsenterer de?

V: volt, elektrisk spænding

A: ampere, elektrisk strømstyrke

W: watt, effekt (joule per sekund)

36

Hvad hedder Kirchhoffs første lov?

Summen af strømme ind i og ud fra et knudepunkt er 0 ampere.

Strømme ind i knuden regnes positive.

Strømme væk fra knuden regnes negative.

37

Hvad hedder Kirchhoffs anden lov?

Tegn en sløjfe rundt i et elektrisk kredsløb: Summen af spændingsfald er 0 volt.

Batterier: Positivt spændingsfald.

Modstande: Negativt spændingsfald.

38

To modstande på 5 og 7 ohm er forbundet serielt. Batteri på 6 volt kolbes til.

Hvad er strømstyrken som måles lige før og efter batteriet?

Erstatningsmodstanden er 12 ohm.

Ifølge Ohms lov er strømstyrken:

I = U / R = 6 V / 12 ohm = 0,5 A

Dette er strømstyrken både før og efter batteriet.

39

To modstande på 6 og 12 ohm er forbundet parallelt. Batteri på 12 volt kolbes til.

Hvad er strømstyrken som måles lige før og efter batteriet?

1/R = 1/R' + 1/R"

1/R = 1/(6 ohm) + 1/(12 ohm)

Erstatningsmodstanden er R = 4 ohm.

Ifølge Ohms lov bliver strømstyrken: I = U / R = 12 V / 4 ohm = 3 A. Det gælder både før og efter batteriet pga. Kirchhoffs 1. lov.

40

Hvad er elektronens energi i hydrogenatomets grundtilstand og første exciterede tilstand?

En = -13,6 eV / n^2

Grundtilstand:
E0 = -13,6 eV

Første exciterede tilstand:
E1 = -13,6 eV / 4 = -3,4 eV

41

Hvad er bølgelængderne for synligt lys emitteret fra hydrogen i Balmer-serien?

656 nm (rød)

486 nm (turkis)

434 nm (blå)

410 nm (violet)

42

Hvad er Bohrs to postulater i atommodellen for hydrogen?

1. postulat: Elektronen kan kun befinde sig i bestemte energitilstande.

2. postulat: Elektronen kan skifte tilstand ved at absorbere eller emittere en foton: Men kun hvis energien passer med energiforskellen mellem start- og slut-tilstanden.

43

Hvad var Edwin Hubbles to store opdagelser?

1. Mælkevejen er blot én af milliarder af galakser.

2. Universets udvider sig, og de fjerne galakser fjerner sig hurtigere fra os.

44

Hvorfor ses absorptionslinjer i galaksernes spektrum?

Stjernernes lys absorberes i stjerneatmosfæren. Stjernerne består af 90% hydrogenatomer. Derfor er Balmerlinjerne tydelige.

45

Hvad siger Johannes Keplers 3. lov?

Baneperioden i anden potens over (den halve storakse) i tredie potens giver en konstant, som er den samme for alle objekter, der har bane om Solen:

T^2 / a^3 = k

Regnes T i jordår og a i astronomisk enhed er k = 1 år^2 / AE^3.

46

Hvad siger Keplers første og anden lov?

1: Alle objekter bevæger sig i en ellipse-bane, med Solen i det ene brændpunkt.

2. Et objekts stedvektor overstryger det samme areal på samme tid; uanset hvor i banen.

47

En potteplante falder fra 20 meters højde med starthastigheden 0 m/s.

Hvad er farten lige inden den rammer jorden?

Stedfunktionen:
s = 0,5 • a • t^2 + v0 • t + s0

Accelerationen er -g, v0=0 m/s og s0 er 20 m.

0 m = -0,5 • 9,8 m/s^2 • t^2 + 20 m

t = 2,0 s

Hastigheden vokser proportionalt med t:

v = -g • t = -9,8 m/s^2 • 2,0 s = -20 m/s.

48

En basketball på 600 g falder fra 5,0 meters højde med starthastigheden 0 m/s.

Hvad er boldens kinetiske energi lige inden rammer gulvet?

Start-situation:
Epot = m • g • h
Epot = 0,600 kg • 9,8 N/kg • 5,0 m = 30 J.

Denne energi er omsat til kinetisk energi lige inden bolden er faldet de fem meter. Derfor:

Ekin = Epot = 30 J.

49

Hvad er energikæden for en cyklist, der kører ind i en mur?

Kemisk energi -> Kinetisk -> Termisk.

Av.

50

Hvad hedder Coulombs lov?

F = k • q1 • q2 / r^2

Her er F kraften mellem to ladninger på q1 og q2 (enhed: coulomb) i afstanden r (meter).

k er Coulombs konstant: 9,0•10^9 N•m^2 / C^2

Har ladningerne modsat fortegn bliver F negativ: Så tiltrækkes ladningerne.

51

Hvad hedder Isaac Newtons tyngdelov?

F = G • m1 • m2 / r^2

Her er F kraften mellem to objekter med masse m1 og m2 i afstanden r (meter).

G er gravitationskonstanten: 6,67•10-11 N•m^2/s^2.

To masser vil altid tiltrække hinanden.

52

Hvad siger Newtons 2. lov?

Fres = m • a

Er den resulterende kraft forskellig fra 0 N, så vil objektet accelereres omvendt proportionalt med dets masse.

53

Hvorfor vil to objekter på 0,10 kg og 10 kg, som falder fra højden 2,0 m, ramme jorden samtidigt?

Kugle 1: Fres = -m•g = -0,98 N
Kugle 2: Fres = -m•g = -98 N.

Kraften er 100 gange større på kugle 2.

Newtons anden lov: Fres = m • a

Kugle 1: a=Fres/m= -0,98N/0,10kg =-9,8 m/s^2
Kugle 2: a=Fres/m= -98N/10kg =-9,8 m/s^2

Accelerationen er ens! De falder lige hurtigt.

54

Det er sommer, du går i strandkanten. Sandet brænder dine fødder, vandet køler den ned.

Hvad er forskellen på sand og vand?

Vand har større varmekapacitet end sand. Sandet varmes derfor lettere op af solens infrarøde stråling.

55

Hvordan vil du måle den specifikke varmekapacitet for en teske?

Jeg stiller en flamingokop med 18 C varmt vand klar. Jeg måler massen og temperatur på vandet.

Jeg vejer skeen og koger den 1 min så Tske = 100 C.

Jeg lægger hurtigt skeen i det kolde vand og aflæser delta-T. Den energi skeen mister har vandet modtaget. Regne, regne...

56

Hvad betyder disse forkortelser?

mm
Mm
ly
Gyr

mm: millimeter

Mm: megameter (millioner meter)

ly: afstanden lysår (9,5•10^15 m)

Gyr: tiden ét gigaår (en milliard år)

57

Hvad betyder disse forkortelser?

nm
N
K
kPa

nm: nanometer (milliardedele meter)

N: newton

K: kelvin

kPa: kilopascal (tusind pascal)

58

Hvad betyder disse forkortelser?

G
mg
A
g

G: gravitatonskonstanten

mg: milligram (tusindedele gram)

A: enheden ampere (eller symbol for arbejde)

g: tyngdeaccelerationen (eller enheden gram)

59

Hvad er den specifikke varmekapacitet for vand?

c = 4186 J / (kg · K) = 4,2 kJ / (kg · K)

60

Hvad er forskellen på varmekapacitet og specifik varmekapacitet?

Den specifikke varmekapacitet er den energi det kræver at hæve 1 kg af et stof 1 K. Værdien, c, gælder kun for et rent stof, som fx jern, vand, is, sand.

Varmekapacitet er den energi det kræver at opvarme en bestemt genstand 1 K. Det kan fx være en skål havregrød (skålen og havregrøden har forskellig masse og specifik varmekapacitet).

61

Hvad sker der i faseovergangen, hvor is bliver til vand? Hvad gælder for temperaturen i en faseovergang?

Bindingerne i is-gitteret bliver brudt og isen skifter fase fra fast stof til væske. Temperaturen er konstant under et faseskrift.

62

Hvor meget energi kræver det at hæve 2,0 kg flydende vand fra 20 til 40 grader Celcius?

E = m · c · delta T
E = 2 kg · 4,2 kJ / (kg · K) · 20 K = 0,17 MJ (megajoule)