Ratkaistuja perusfysiikan ongelmia

Pallon johtimen sähköpotentiaali – ongelmat ja ratkaisut

1. Onton 4 μC - johtimen pallon säde on 8 cm. Määritä pallon pinnan sähköpotentiaali . (k = ^9.10⁻⁶ Nm² ^· C⁻² ⁾

Tunnettu:

sähkövaraus (Q) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Pallon säde (r) = 8 cm = 8 x ^10⁻² m

Coulombin vakio (k) ^{= 9.10⁻⁶} Nm² ^· C⁻²

Etsitään: Pallon pinnan sähköpotentiaali (V)

Lue lisää

Sarja- ja rinnakkaiskondensaattoripiirit – ongelmat ja ratkaisut

1. Mikä on alla olevien kondensaattoripiirien kokonaisvaraus ( 1 μF = 10⁻⁶ ^F )?

Tunnettu:

Kondensaattori 1 (C₁) = 3 μF

Kondensaattori 2 (C ₂ ) = 3 μF

Kondensaattori 3 (C ₃ ) = 3 μF

Kondensaattori 4 (C ₄ ) = 2 μF

Kondensaattori 5 (C ₅ ) = 3 μF

Jännite (V) = 3 volttia

Lue lisää

Magneettinen induktio – ongelmat ja ratkaisut

1. Seuraavat tekijät vaikuttavat johtimen magneettiseen induktioon.

(1) johtimessa kulkeva virta

(2) permittiivisyys

(3) langan tiheys

(4) pisteen etäisyys langasta

Mitkä väittämät ovat oikein

Lue lisää

Erityinen suhteellisuusteoria – ongelmat ja ratkaisut

1. Kappale, jonka pituus on 60 m, liikkuu nopeudella 0.6 c (c = valonnopeus). Mikä on kappaleen pituus paikallaan olevan havainnoijan näkemyksen mukaan?

Tunnettu:

Oikea pituus (L0 ₎ = 60 metriä

Kappaleen nopeus (v) = 0.6 c

Etsitään: Pituuden supistuminen (L)

Lue lisää

Seisovat aallot – ongelmia ja ratkaisuja

1. 3 metrin pituinen naru on sidottu toisesta päästä ja toinen pää on kytketty värähtelijään. Kun värähtelijää värähdellään, naru muodostaa paikallaan pysyvän aallon , kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.

Määritä viidennen antinodin sijainti kiinteästä päästä.

ratkaisu:

Kahden solmun välinen etäisyys = 3 metriä / 5 = 3/5 metriä.

Ensimmäisen solmun ja kiinteän pään välinen etäisyys = 3/5 metriä

Lue lisää

Kahden rinnakkaisen johtimen välinen magneettinen voima – ongelmia ja ratkaisuja

1. Kaksi rinnakkaista johdinta kuljettavat virrat I1 _ja I2 _, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. Mikä on molempiin johtimiin kohdistuvan magneettisen voiman suuruus ja suunta ? ⁽ μo ₌ 4π.10⁻⁷ ^{Wb⁻A⁻1.m⁻¹ )}

Tunnettu:

sähkövirta 1 (I₁) = 3 ampeeria

Sähkövirta 2 (I ₂ ) = 5 ampeeria

Vapaan tilan permeabiliteetti (µo ⁾ ₌ 4π x ^10⁻⁷ wb ^A⁻¹ m⁻¹

Johtimien välinen etäisyys (L) = 5 cm = 5 x ^10⁻² metriä

Lue lisää

Kirchhoffin säännöt – ongelmat ja ratkaisut

1. Mikä on akun napajännite alla olevassa virtapiirissä?

Ratkaisu

emf = sähkömotorinen voima = napojen välinen potentiaaliero, kun ei nykyinen virtaus ulkoiseen piiriin.

Napajännite (V) = napojen välinen potentiaaliero, kun akusta kulkee virta.

Jos akusta ei oteta virtaa, napajännite on yhtä suuri kuin sähkömagneettinen voima.

Tunnettu:

Lue lisää

Pystysuuntainen liike – ongelmat ja ratkaisut

1. Pallo A heitetään pystysuoraan ylöspäin nopeudella 10 m/s. Yhden sekunnin kuluttua, samasta paikasta, pallo B heitetään pystysuoraan ylöspäin samaa reittiä pitkin nopeudella 25 m/s. Mikä on pallon B korkeus, kun se kohtaa pallon A?

ratkaisu:

Pystysuuntaisen liikkeen ongelmaa ratkaistaessa ylöspäin suuntautuvalle vektorisuureelle annetaan positiivinen etumerkki ja alaspäin suuntautuvalle vektorisuureelle negatiivinen etumerkki.

Lue lisää

Sähköstaattinen voima – ongelmat ja ratkaisut

1. Jos staattinen sähkövoima on 144 N, mikä on näiden kahden varauksen välinen etäisyys … (1 μC = 10⁻⁶ ^C ja k = ^9.10⁶ Nm² ^· C⁻² ⁾

Tunnettu:

Sähkövoima (F12 ₎ = 144 N

Varaus 1 (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

Varaus 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Vakio (k) = ⁹ x ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

C = Coulomb, N = Newton, m = metri

Lue lisää

Kaksoisraon interferenssi – ongelmat ja ratkaisut

1. Keltainen valo kulkee kahden raon läpi ja kuvaruudulla havaitaan interferenssikuvio.

(1) Kirkkaat reunat levenevät , jos keltainen valo korvataan sinisellä.

(2) Kirkkaat reunat levenevät, jos rakojen välinen etäisyys minimoidaan.

(3) Valon intensiteetti pienenee, jos se on kaukana keskireunasta

(4) Valon intensiteetti on vakio , jos se on kaukana keskireunasta

Lue lisää