Tentamen i Fysik för MTI 5A1225 990602

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

Tema denna gång är cyklism

1

Cykel-lysen är ett ständigt bekymmer. Batteridrivna mattas fort och dynamos av olika slag slirar i blött väder och låter mycket. Ett förslag till lösning bygger på att man monterar små, platta permanentmagneter runt hela fälgen och låter dem löpa mellan ett ok som leder det magnetiska flödet genom en lindning med ett antal varv. Antag att cykelhjulet har 50 st magneter orienterade växelvis åt var sitt håll och att att hjulet snurrar 1.5 varv per sekund. Hur många varv behövs det då i lindningen för att ge en spänning på 3V om varje magnet har tvärsnittsytan 2,0cm² och ger B= 0.40T?
(Du behöver inte ta hänsyn till inverkan av några luftspalter e.d., även om den riktige konstruktören nog måste det)

2

Ett sätt att klara belysningen med lägre spänningskrav är att använda lysdioder. I en sådan alstras ljuset i ett mycket litet område där det statiska elektriska fältet varierar som där x0=3.0µm (x=0 ligger precis i det mest lysande området) . Hur stort blir det maximala värdet på E om spänningsfallet över området ska vara 1.2V?

3

En enkel modell av ringklockan till en cykel (de moderna lilla typen) är att man har en kläpp som är infäst i ena änden, men där den andra kan vibrera. Kläppen är formad som en cylinder med radie 2mm och längd 16mm. Hur mycket måste änden vibrera om man vill uppfatta 50dB på 10m avstånd?

4

Man vill att cykellyktan ska ge så väl samlad ljusfläck som möjligt på 10m avstånd. Hur stor blir denna om man använder en glödtråd som är 1.5mm x 4.0mm och en reflektorspegel med krökningsradie 100mm?

5

Ett lagom seriöst företag lanserade för några år sedan cykelkikare som sades öka "runtomseendet". Dessa visade sig vid sönderplockning innehålla en lins med fokallängd

-20mm och en med fokallängd +40mm, 20mm från varandra. Den positiva linsen ligger närmast ögat. Hela anordningen fungerar genom vinkelförminskning, dvs en viss vinkel till omvärlden trängs ihop till en mindre vinkel, gentemot ögat varvid man ser ett större område.

Visa detta genom strålkonstruktion (Alla objekt kan antas ligga långt bort)