TLP913 Fysiikka 3 (TRT90)
1. välikoe 28.11.2000
1) Selitä lyhyesti seuraavat käsitteet (1p/kohta):
a) Magneettinen suskeptibiliteetti b) Hystereesi-ilmiö
c) Ferromagneettiset aineet d) Biot-Savartin laki
e) Hall-ilmiö Ks. oppikirja.
2) Protoni liikkuu kohtisuorasti magneettikenttää vastaan ympyrärataa, jonka säde on 50 cm. Laske
a) Protonin liikemäärä (2p) b) Liike-energia (3p), kun B=0,08 T
s kgm m
T J
m qBr mqBr m p
v qBr
mv r p
qvB mv a
/ 10
4 , 6 5 , 0 08 . 0 10
602 , 1
, )
21 19
2
-
- × × = ×
×
=
=
= Þ
=
=
=
kg J m T J
m qBr m
m qBr mv
E
b k
14 27
2 19
2 2 2
2 1 2 1
10 2 . 1 10
6726 , 1 2
) 5 , 0 08 . 0 10
602 , 1 (
2 ) ) (
- -
- = ×
×
×
×
×
= ×
÷ = ø ç ö è
= æ
=
3) Punnuksen massa on 2,0 kg. Se on ripustettu jouseen, jonka jousivakio on 50 N/m . Punnus saatetaan värähtelemään.
a) Laske värähtelyn taajuus, jaksonaika ja kulmataajuus (3p)
b) Hetkellä t=0 punnuksen maksimipoikkeama on +0,12m. Laske poikkeama ja nopeus hetkellä t=1,5s (2p).
m=2.0 kg k=50 N/m
Zeon PDF Driver Trial
www.zeon.com.tw
4) Suorakulmion muotoinen käämi, jonka pituus on 8,0 cm ja leveys 4,0 cm, pyörii
homogeenisessä magneettikentässä symmetria-akselinsa ympäri nopeudella 3000 r/min.
Magneettivuon tiheys on 0,40 Vs/m2 ja käämin kierrosluku 10.
a) Kuinka suuri on syntyneen vaihtovirran taajuus? (1p) b) Kuinka suuri on indusoituneen lähdejännitteen th e
o e n i ll
n arvo. (2p)
c) Kuinka suuri on jännitteen hetkellinen arvo 1/600 sekuntia sen jälkeen, kun jännitteen arvo oli nolla? (2p)
l=8cm, d=4cm, f=3000 RPM,B=0,4 T, N=10 s m m
s rad v
t m
s rad t
dt y t t dx v
cm m
y
kierroksen täyden
yhden t pyörähtäny s
s T
Vaihekulma t
T m t T t
m t
y t y b
s rad s
rad f
s f s
T
Hz kg Hz
m N m
f k a
/ 56 , 0 ) 6 , 69 sin(
12 , 0 / 0 , 5 ) 5 , 1 (
) 533 , 2 sin(
12 , 0 / 0 , 5 ˆsin
) ) (
(
2 , 4 0418 , 0 ) 6 , 69 cos(
12 , 0 ) 5 , 1 (
) (
6 , 69 257 360
, 1
5 , 360 1 :
) 360 cos(
12 , 0 2 )
cos(
12 , 0 ˆcos
) ( )
/ 0 , 5 / 027 , 5 2
26 , 1 257 , 1 1
80 , 0 796 , 0 0
, 2
/ 50 2
1 2
) 1
-
=
× -
=
× -
= -
=
=
»
=
=
=
=
=
=
=
»
=
=
»
=
=
»
=
=
=
o o
o o
o
o
w w w p p
w
p p
V m
m T
Hz NBA
s s NBA
T t NBA
s
t NBA
t arvo n Hetkelline c
V V E
vo Tehollisar
V m m
T Hz
fNBA NBA
Huippuarvo
t NBA
dt t NBA d dt
N d b
Hz s
r RPM
f a
2 5 , 0 04 , 0 08 , 0 4 , 0 10 50 2 ) 30 sin(
) 600 / 02 1 , 0 sin( 2 2 )
sin(
) 600 / 1 (
sin )
( )
8 , 2 2 4
:
4 04 , 0 08 , 0 4 , 0 10 50 2 ˆ 2
:
sin cos
)
50 / 50 60 / 3000 )
=
×
×
×
×
×
×
=
=
=
=
=
=
=
=
×
×
×
×
×
=
=
=
= -
= -
=
=
=
=
p v
v p v p
e
v v e
p p
v e
v v f v
e
o
