Fysiikan kysymykset - syksy 1987


YLIOPPILASTUTKINTO 16.9.1987 REAALIKOE

1. Määrittele ja selitä sopivien kuvioiden avulla käsitteet a) voima ja vastavoima ja b) lepokitkavoima.

2. Lentokoneen nopeus vaakalennossa on 280 km/h, jolloin liikkeen ylläpitämiseksi tarvitaan 0,18 MW teho. Laske koneeseen vaikuttava ilmanvastus ja työ, joka tarvitaan 150 km matkalla ilmanvastuksen voittamiseksi.

3. Ultraääni

4. Homogeeninen sylinteri pannaan vierimään ylös tasoa, jonka kaltevuuskulma on 25°. Sylinteri vierii liukumatta 1,2 m matkan ennen pysähtymistään. Mikä on sylinterin alkunopeus? Sylinteri hitausmomentti akselin suhteen on J = ·mr2.

5. Kun 32 kV jännitteellä kiihdytetyt -hiukkaset tulevat homogeeniseen magneettikenttään siten, että niiden nopeus on kohtisuorassa kenttäviivoja vastaan, hiukkaset joutuvat r-säteiseen ympyräliikkeeseen. Kuinka suurella jännitteellä pitäisi kiihdyttää protoneja, jotta niiden ympyräradan säde em. magneettikentässä olisi sama?

6. Sähkön kulku kaasussa

7. Tähdissä tapahtuu mm fuusioreaktio, jossa kolmesta 4He-ytimestä syntyy välivaiheiden kautta 12C-ydin. Eräässä tähdessä tässä prosessissa vapautuu energiaa 0,3·1024 W teholla. Kuinka monta kilogrammaa heliumia kuluu sekunnissa? Heliumin isotooppimassa on 4,002603 u.


8. Kappale, jonka massa on 3,5 kg, liukuu nopeudella 6,2 m/s vaakasuoraa kitkatonta pintaa pitkin. Kappaleeseen alkaa vaikuttaa vaakasuora suunnaltaan muuttumaton voima , jonka suuruus muuttuu oheisen kuvion mukaisesti ja suunta muodostaa 65° kulman kappaleen alkunopeuden kanssa. Mihin suuntaan ja millä nopeudella kappale liikkuu hetkellä 0,80 s?

9. Ferromagneettisten aineiden ominaisuudet, niiden atomaarinen selitys ja ferromagneettisten aineiden käytännön merkitys

10. Valo osuu veden pintaan siten, että heijastuva valo (säde 1 oheisessa kuviossa) on täysin polarisoitunutta. a) Laske valon tulokulma. b) Kun taittunut valo heijastuu veteen asetetun lasilevyn pinnasta (säde 2), tämä valo on myös täysin polarisoitunutta. Laske lasilevyn ja veden pinnan välinen kulma. Ilman taitekerroin on 1,00, veden 1,33 ja lasin 1,56.

11. Metalliputken pituus on 8,2 °C lämpötilassa on 982 mm. Putkea lämmitettäessä sen pituus kasvaa oheisen taulukon mukaisesti:

lämpötila       t/°C  18,2  28,0  39,0  49,5  57,3

pituuden muutos l/mm  0,11  0,23  0,36  0,47  0,57

Määritä graafisesti tutkittavan metallin keskimääräinen pituuden lämpötilakerroin kyseisellä lämpötila-alueella.

+12. Interferenssi

Tehtävät 13, 14 ja 15 ovat fysiikan yleisen oppimäärän alueelta. Näihin tehtäviin eivät saa vastata oppilaat, jotka ovat opiskelleet fysiikan laajaa oppimäärää enemmän kuin kolme kurssia.

13. Uima-altaan veden syvyys on 1,8 m. a) Laske hydrostaattinen paine altaan pohjalla. b) Kuinka suurella voimalla vesi vaikuttaa altaan pohjassa olevaan luukkuun, jonka pinta-ala on 0,25 m2?

14. Lämpövoimakoneet, niiden toimintaperiaate ja esimerkkejä

15. Tarkastele atomin ja ytimen rakennetta ja mittasuhteita.

©Ylioppilastutkintolautakunta/ Internetix 1997-99