Fysik A STX - 14. august 2020

Her kan du læse Studienets besvarelse af opgaverne, som blev brugt i eksamenssættet i Fysik A på STX 14. august 2020 (ny ordning). Eksamenssættet bestod af 7 opgaver med i alt 15 spørgsmål. Bemærk, at spørgsmålene 6 b) og 6 c) har vi ikke besvaret, da de tilhører årets emne om hospitalsfysik. Alle andre delspørgsmål er besvaret.

Du ser her uddrag fra besvarelsen af opgave 5 b):

Hvis vi ser bort fra gnidning, luftmodstand og så videre, virker der to kræfter på togvognen: tyngdekraften (F_t) og trækkraften (F_krog) fra krogen:

Kraftdiagram. I ovenstående kraftdiagram har vi med grønne vektorer illustreret størrelse og retning af de to kræfter, der virker på togvognen (tyngdekraften, F_t, og trækkraften fra krogen, F_krog). Med en blå vektor har vi også illustreret den resulterende kraft på togvognen, F_res, men læg dog mærke til, at den resulterende kraft ikke er en kraft i sig selv; den er blot summen af tyngdekraften og trækkraften fra krogen.

Vi vil nu argumentere for de værdier, vi har angivet i ovenstående kraftdiagram. Vi beregner først tyngekraften med denne formel:

Vi indsætter tallene:

Trækkraften fra krogen, er ikke rettet lodret opad, men vi ved dog, at y-komposanten af trækkraften må have samme størrelse som tyngdekraften (ellers ville togvognen jo ikke have konstant højde under cirkelbevægelsen). Det giver os følgende retvinklede trekant:

Ud fra vores kendskab til cosinus i en retvinklet trekant, kan vi nu bestemme størrelsen af trækkræften fra krogen, F_krog(som er lig med hypotenusen i ovenstående retvinklede trekant):

Det oplyses, at ..