Tentamen i Fysik för  M, P och T 031219

Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt

Temat är elektriska leksaker         

1

Det finns en docka som vill bli klappad och verkligen känner när den blir det. Den innehåller en så kallad kapacitiv sensor vilket innebär att den under ”huden” på dockan finns en metallfolie på de klappvänliga ställena, t.ex. dockans kind, plattan har ytan 4cm² och det klappande fingret har ytan 1cm².  Dockans hud har tjockleken 0,40mm och den klappande pojkens hud är också 0,40mm tjock. De har samma dielektricitetskontant ( e_r ) = 3,2. Kroppvätskan som finns under huden är ledande.

Vilken kapacitans kan man förvänta sig?

2

I växlarna till ett elektriskt tåg finns det reläer som består av två spolar med tvärsnittsyta 1cm², 100 varv vardera och längd på lindningen = 1mm. Avståndet mellan spolarna är 2cm. Vilken fältstyrka får man mitt emellan dem om strömmen är 10A?

3

En storsäljare för några år sedan var en japansk leksak i form av ett dataspel som krävde att man tog hand om den med vissa åtgärder med jämna mellanrum. I vissa former av denna fanns en larmfunktion där hela spelet vibrerade med en amplitud på ca 0,02mm och en frekvens på 50Hz. Spelet var 80mm x 40mm x 10mm stort.

Vilken ljudintensitetsnivå uppfattar man på 1m avstånd?

4

Billiga engångskameror har i allmännhet ganska rutten optisk kvalitet, men kan ge acceptabla bilder om ljuset är starkt och objektet ligger långt bort. I ett fall bestod optiken av (från objektet räknat)

En positiv lins med f=60mm

Ett mellanrum på 40mm

En negativ lins med f=-40mm

Hur stor blir bilden av ett objekt som upptar synvinkeln 2 grader ?

5

Falska rubiner (= röda) kan göras genom att belägga glas (n=1.4) med ett skikt av TiO2 som har n=2.1. Hur tjock ska man göra skiktet om man vill att rött ljus (650nm) ska reflekteras kraftigt medan grönblått inte ska reflekteras så kraftigt.

Tänk på att skiktet inte behöver vara det tunnaste som ger stark reflex för rött.