Fysiikan kysymykset - syksy 1994


YLIOPPILASTUTKINTO 14.9.1994 REAALIKOE

1. Raitiovaunu kulkee 420 m pysäkkivälin seuraavasti: vaunu kiihdyttää levosta lähtien tasaisesti 55 m, kulkee sen jälkeen 330 m vakionopeudella ja loppumatkan ajassa 7,8 s tasaisesti hidastuen. a) Kuinka suuri vaunun nopeus on tasaisen liikkeen aikana? b) Piirrä vaunun nopeuden kuvaaja v = v(t).

2. Laatikkoa työnnetään karkeapintaisella lattialla, jolloin se lähtee levosta liikkeelle. Laatikkoon vaikuttava kokonaisvoima riippuu paikasta oheisen kuvion mukaisesti.
a) Millaista laatikon liike välillä 0...8 m?
b) Kuinka suuri laatikon liike-energia on kohdassa 5,0 m?

3. Mitä tarkoitetaan aaltoliikkeen interferenssillä?
Selosta erityisesti ilmiöt huojuminen (huojunta) ja seisova aaltoliike.

4. Kuula irtoaa kuulantyöntäjän kädestä nopeudella 13 m/s 45° kulmassa vaakatasoon nähden. a) Laske kuulan nopeus 0,65 s kuluttua irtoamishetkestä. b) Määritä kulman tangenttikiihtyvyys ja normaalikiihtyvyys hetkellä 0,65 s. Piirrä kuvio.

5. Kovassa pakkasessa seisovan auton akun lähdejännite on 11,5 V, sisäinen resistanssi 0,040 ja varaustila 20 Ah. Oletetaan, että yhdessä käynnistysyrityksessä akusta otetaan keskimäärin 150 A virtaa 7 s ajan. a) Kuinka monta käynnistysyritystä pystytään tekemään, jos akun varaustila voi laskea arvoon 15 Ah? b) Kuinka paljon lämpöä akussa kehittyy em. käynnistysyrityksien aikana?

6. Käämin, jonka resistanssi on 12 ja induktanssi 0,50 H, läpi kulkee muuttuva tasavirta. Kun virta on 2,5 A, käämin päiden välinen jännite UAB = 33 V. a) Onko virta pienenemässä vai kasvamassa? b) Kuinka suuri on virran muuttumisnopeus?

7. Radioaktiivista näytettä tutkittiin geigerlaskurilla. Laskentataajuus pieneni 825 1/min 520 1/min ajassa 20 min. Taustasäteilystä johtuva keskimääräinen laskentataajuus samalla ilmaisimella mitattuna oli 110 1/min.
a) Mistä taustasäteily voi olla peräisin?
b) Kuinka suuri on tutkitun isotoopin puoliintumisaika?

8. Keramiikkataiteilijan vaakasuora työalusta (dreija) pyörii vakiokulmanopeudella. Savinokare (S) pyörii dreijan mukana liukumatta (kuvio).
a) Mikä seuraavista kolmen vektorin ryhmistä kuvaa nokareen nopeutta, kiihtyvyyttä ja nokareeseen vaikuttavaa kokonaisvoimaa kuvan esittämällä hetkellä?
b) Mistä voimista kokonaisvoima muodostuu?

Näppää tarkempi kuva !

9. Esittele kaksi ilmiötä, jotka osoittavat sähkömagneettisen säteilyn aaltoluonteen, ja vastaavasti kaksi ilmiötä, jotaka osoittavat sähkömagneettisen säteilyn hiukkasluonteen.

10. Laseri lähettää lineaarisesti polarisoitua valoa. Millä tavoin tämä valo tulee suunnata lasilevyn pintaan, jottei valo lainkaan heijastuisi? Lasin taitekerroin on 1,52.

11. Selosta jokin menetelmä, jolla voit mitata putoamiskiihtyvyyden.

+12. Millä tavoin seuraavassa mainittuja ilmiöitä hyödynnetään sähköenergian tuottamisessa:
- auringon säteily (suora hyväksikäyttö)
- veden liike
- fissio
- sähkömagneettinen induktio?

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. Tarkastele esimerkkien avulla kahden kappaleen (hiukkasen) välistä sähköistä voimaa ja gravitaatiovoimaa.

14. Laiturin teräsponttoni on suorakulmaisen särmiön muotoinen. Ponttonin pohjan pinta-ala on 24 m2, korkeus 0,60 m ja massa 4800 kg. Kuinka suuren kuorman ponttoni pystyy kannattamaan veden pinnan yläpuolella?

15. Missä energiantuotantoprosessissa energia muuttuu muodosta toiseen seuraavasti:
a) kemiallinen energia lämpöenergia liike-energia sähköenergia,
b) potentiaalienergia liike-energia sähköenergia?
Selosta, mihin prosessin vaiheeseen kukin energianmuutos liittyy.

©Ylioppilastutkintolautakunta/ Internetix 1997-99