TTY/Fysiikan laitos
FYS-1190 Insiniiiirifvsiikka K II
Tentti ja 2. viilikoe, 27 .03.2008
Tentti: tehtavat 1 5. Toinen viilikoe: tehtiiviit 3 7.
Tehtiit'tipaperin kriiintdpuole lla on kuatnia. Muita kauyukoktelmia ei suu klit'utiii.
l. Lapsi, jonka massa on 35 Ag lcikkii kengurukepillii niin, ettii hlppy toistuu 2.00.s viilcin. Laske k e n g u r - u k e p i n j o u s e n j o u s i v a k i o .
2. Vertailet kahta stereovahvistinta keskenddn. Toisen tehoksi ilmoitetaan l00lI/ jatoisen 150 I4l.
Mikii on vahvistimien rnaksimi-intensiteettien ero desibeleinri. kun kummankin tuottama iiiiniaalto jakautuu samalle pinta-alalle?
3. Metallilangan resistanssi on huoneeen liirnp<itilassa 40 nrO. Lanka sulatetaan ja siitii tehd2iiin uusi lanka, jonka pituus on kolminkertainen alkuperdiseen verratluna. Mikii on uudcn langan resi stanssi?
! Nelikulmainen silmukka, jonka nitat ovat l,= 0.350 nr ja ( = 0.7 50 m on osoittain homogeenisessa silmukan tasoa vastaan kohtisuorassa magneettikentessii, jonka suuruus on 0.650 f . Silmukan resistanssi on 0.280 O.
Mikii voirna tarvitaan vetimddn silmukka pois kentiistii vakitrnopeudella 3.40 m Lsl
1 1 '
5. RCZ-sarjapiirin vaihtojiinnitelehteen jannitteen amplitudi on (, ja taajuus sama kuin piirin
resonanssitaajuus ./i,. Osoita, ettii piirin kondensaattorin voidaan ilmoittaa muodossa Vru = VoTu / 2zr . rnissii {,
yli olevan jiinnitteen amplitudi ,/.o
= l / f , , ia r = RC .
(
6. a - partikkeli (kahdesti ionisoitu l1e - atomr ), jonka massa on 6.6 . I 0 tt ig , kiihdytetean 2700 tg jiinnitteell2i. Kiihdyyksen jiilkeen patikkeli tulee homogeeniseen magneettikenttdiin niin, ettd nopeus on kenttid vastaan kohtisuorassa. (a) Mikii on a -partikkelin radan sdde, jos kenttzi on
0.340 Z ? (b) Mika on liikkeen jakson aika?
7. Suurteholaser liihettiiii I .0 ns pitkiin pulssin 1 .8 . l0rr Ilz keskimii2iriiisellii teholla. Lasensta liihtevZin sdteen siide on 2.2.10 3 n. Laske (a) yhdessii pulssissa l?ihtevii kokonaisenergia ja (b) pulssin siihk6kentiin keskimiiiiriiinen (rms) suuruus.
c = 2 9 9 7 9 1 0 E m l s e - - 1 .6 0 2 2 . 1 0 t e C
a o = 8 . 8 5 4 . 1 0 - 1 2 C 2 I N n t 2 m = 9 . 1 0 9 4 . 1 0 - 3 t k g
B = 0.650 T
I t o = 4n'lO-7 llh / Am
FYS-1190 Insiniiiirifvsiikka K II: kaavakokoelma
Viiriihteb
| = | i T . o t = 2 r /
,u = nlii
r = ..t cos((d1 + p) / . , \ / =s1c13nl - -lll
\ oro ) f )
'r =.,/.rn2 *{
l o '
E - : k u '
x = Ae t" cos(ot't + d\
p = b i 2 m
Mekaqniset aallot r = ) . f , k = 2 t r i 1 t(n,1) = .'1sin(.r/ kil) 62r _ I i?.r'
cr2 ,2 at2
t- t: t:t--
t = t l r | = . \ 1 6 l = . l r I -r(n,l) = 2l sin(/t() cos(dr1) J, - nv l2L
[] = (10 dB)loe(l I lr)
f i , " , , = . f , - . f t
. . _ r ' - r , t l ,
t r ) t . \
\ r ' r s , / s m . t = r ' / r , t Siih kii kenttii
; I 4 a g r : :
t . , 4 - -
^ |
' 4ftes rt
; I c d s .
17tE | " r'
a r = { E d ) I ,
l E d A = !
' t 0
, , - L s L
-
4 r r x L , ,
,, I r,.lq
4nlo J r
y h t a =
J L a l
DC-oiirit
^ O r
- _ Kesl ,. Y,t a t
c ' = t c , . l = r I
-t - 4 a
^ 2
- 2 C
u t l e r L -
Llt . I
| = t t q \ ' . i . l = -
t ' = R I
A
R = t R , . - = t - i
R ? p
I t = o S ; - \ - ;
/ 2 ' r I t . \ a t -
1 , , l i h k , n r
A ( t ) = A ( ) e t t r - c = R C . r - L l R Masneetlikenttii
P = r | ; t E
F = 1 1 , E F = q @ + v , E 1
ti - NIA
) ; - P t t l d t i t -^ ,-,
9 b - a t = $ o ) r t 8 - d A = u t b a t
= ,^l li *.^ o''n I
" 1 " d t ) Induktio is AC-oiiritdl
E = q E - ( 1 ( ' = - - l B d A
d t '
dt L i = N ( J ) a L - p o n 2 S l
u : \ r . i 2
r = L i R
\' ..
,R2 + (f. ,\',.)l
= l i r o C . X t : t t t L
Siihkiimasn, aallot c = I i V l l 0 € 0 Eo - cBo
8.,. - E6 sin(h - tor) Bz - Bo sin(h - or) r't = 2ttl
k = 2 r l i . . - l
S = 5 r g
P O
k b 2
; - 4 . '
