Natuurkunde voor Informatici (oud): verschil tussen versies

Ga naar: navigatie, zoeken
(Vragen van 21-1-2008 toegevoegd)
(geen verschil)

Versie van 2 feb 2008 om 00:32

Examenvragen

Examenstructuur

Mondeling:

  1. Vraag 1: Een stuk uit de theorie bespreken, eerst voorbereiden op papier en daarna mondeling verdedigen.

Schriftelijk:

  1. Vraag 2: Twee kleine inleefvraagjes in iet of wat dagelijkse fenomenen, de bedoeling is dan dat je bespreekt adhv theorie wat er gebeurt.
  2. Vraag 3 en 4: 2 oefeningen

Je krijgt een formularium met de meeste moeilijke formules op, maar je moet toch zien dat je formules zoals de kinetische energie of de wetten van de ERB vanbuiten kent.

2007-2008

21-01-2008

1. Bespreek de wet van Ampère (je moet zeggen wat deze wet inhoudt en zeggen hoe ze afgeleid kan worden) en pas deze wet toe om het magneetveld van een i) een torus en ii) een solenoïde te berekenen. Toon aan dat ii) uit i) kan afgeleid worden.

2.
a) Bereken de hoogte van een geostationaire satelliet. Gegeven: kg, km.
b) Op welk principe berust de werking van een bliksemafleider. Verklaar de werking/oorsprong van dit principe.

3. Een parallelle platen condensator met capaciteit 10µF (het diëlektricum is gewoon een vacuüm) heeft 1000µC op elke plaat. Een deeltje met lading -3µC en massa kg wordt met een beginsnelheid van m/s afgevuurd vanaf de positieve naar de negatieve plaat. Bereikt het deeltje de negatieve plaat? Zo ja, met welke snelheid? Zo nee, welke fractie van de afstand werd afgelegd?

4. Je houdt een ringetje van straal 0,5cm net onder een horizontale geleider waardoor een stroom van 10A van links naar rechts vloeit en die 0,5m boven de grond hangt. Wat is de gemiddelde emf die geïnduceerd wordt in de ring tussen het moment dat de ring losgelaten wordt en het moment dat de ring de grond raakt? Je mag veronderstellen dat het magneetveld constant is in de ring en gelijk is aan de waarde van het magneetveld in het centrum. In welke richting vloeit de geïnduceerde stroom?


14-01-2008

1.
a) Beschouw een massa m in rust op een hoogte h. Verwaarloos de luchtwrijving. Bepaal de eindsnelheid op 2 verschillende manieren.
b) Beschouw dezelfde opstelling, maar nu met luchtwrijving, leg uit wat er verandert.
c) Beschouw dezelfde opstelling, maar nu met een massa die 2x zoveel is, leg uit wat er verandert.
d) Vergelijk deze opstelling met de beweging van een deeltje, vertrekkend vanuit rust, in een elektrisch veld.

2.
a) Dipoolantenne, leg uit en illustreer het stralingspatroon
b) ??? Vergessen :(

3.
Lading van -2,5 µC en +6 µC op 1 meter afstand; bepaal alle punten waar het elektrisch veld gelijk is aan 0.

4.
Een rechthoek 360° rondgedraaid, dus een soort torus maar dan niet mooi rond als een donut, met zijden 2cm en 3cm, met een binnenstraal van 4cm, heeft een geleider met 500 wikkelingen rond zich en een stroom Imax = 50A en een frequentie van 60 Hz. Bereken de emf die het uitoefent op een tweede spoel (20 wikkelingen, ongekende afmeting) die rechthoekig is met 1 been in de torus. (Dit is vraag 31.16 uit de 7de editie van de Serway, 31.17 uit de 6de editie)

2006-2007

29-08-2007

1 Leid de formule af voor een kracht op stroomgeleidende draad met stroom I en lengte L in een magnetisch veld. Pas deze formule toe op twee evenwijdige stroomdraden.
2

  • Je laat een biljartbal los op 1 m hoogte. Bespreek de krachten die erop inwerken voor hij de grond raakt, en welke invloed die hebben op de beweging
  • Is deze stelling juist of fout en leg uit:Als twee voorwerpen elkaar aantrekken, hebben ze dan zowieso een tegengestelde lading.

3 oef: Je krijgt een magnetisch veld dat in het blad gaat en verandert volgens de functie 0,001t. Daarin ligt volgende stroomkring:

   
                       P
        ------------------------
        |              |        |
        |              |        |
        |              |        |
        |              |        |
        -------------------------
                       Q 

Alle lange stukken zijn 2a, en alle korte zijn a (lengte a gegeven). De draden hebben een interne weerstand van 0,065 ohm/m. Bereken de richting en de grootte van de stroom door PQ.

4 Twee sferen met een gegeven lading, gewicht en grootte die op een meter van elkaar liggen en elkaar aantrekken. Met welke snelheid botsen ze tegen elkaar als je ze loslaat? gegeven tip: gebruikt behoud van energie en impuls.

22-01-2007

1 Geef de definitie en betekenis van de capaciteit van een condensator(bespreek). Bereken de capaciteit in het geval van een parallelle platencondensator. Hint: het elektrisch veld ten gevolge van een oneindig vlak met een uniforme oppervlakteladingsdichtheid sigma is sigma/2epsilon nul. Bespreek tevens het veldlijnenpatroon van deze condensator. Leidt ten slotte een uitdrukking af voor de hoeveelheid energie die opgeslagen wordt in een condensator en voor de energiedichtheid.

2 twee kleine vraagjes, max een halve pagina

  • Er staat een grote ton gevuld met water op een karretje in rust. Onderaan de ton is er een kraantje. Wat gebeurt er als je het kraantje opendraait? Verklaar
  • De magnetisatie van ferromagnetische materialen vertoont een hysteresiseffect. Bespreek dit fenomeen en zijn oorzaak.

3 Twee gelijke blokken staan op een wrijvingloos oppervlakte. Beide blokken zijn verbonden met een lichte veer (massa verwaarloosbaar) met veerconstante k. De blokken bevinden zicht op een afstand Li. Dan wordt er langzaam een lading Q in het systeem gebracht, en de blokken en de veer komen in evenwicht op afstand L. Geef Q.

4 Een 90 mH inductor met stroom I=1,0t²-6,0t (met SI eenheden) a) bereken de grootte van de geïnduceerde emf op t = 1s en t = 4s b) wanneer wordt de emf gelijk aan nul?

Enkel de eerste, de theorievraag is mondeling, de rest is schriftelijk

18-01-2007

1 Leg de wet van biot-savart uit, bespreken van alle delen in de wet en kunnen toepassen. Vergelijk dit met de berekening voor het elektrisch veld. Pas dan biot-savart toe op een rechte oneindige geleider op een punt P op een afstand a van deze geleider(komt rechtstreeks uit boek), de uitkomst hiervan staat ook in het formularium(als je dat weet tenminste want deze informatie werd niet gegeven). Op't mondeling vroeg hij ook verschillende keren bij mijn tekeningen aan te duiden in welke richting het magnetisch veld ging en om de veldlijnen te tekenen en waar deze begonnen en eindigden(nergens ofc want net zoals in een magneet maken deze lijnen loops Z->N buiten de magneet en N-Z binnen de magneet).

2.a Waarom is het makkelijker in evenwicht te blijven met een fiets naarmate je sneller gaat? (Antw: Traagheid/intertie zie: 1ste wet newton etc)

2.b Een molentje met 4 wieken met geleidende punten wordt geladen. Deze molen begint te draaien rond haar as(hij maakt tekeningetje op bord hoe molentje er uit ziet, is ook gezien in les). Verklaar waarom het rond draait en wat gebeurt er met de richting als de lading een ander teken krijgt?(volgens mij niets wnat het elektrische veld staat dan ook omgekeerd).

3 Twee platen geladen met zelfde lading, maar tegengestelde grootte, platen zijn horizontaal. 10 mm van elkaar verwijdert en een oppervlakte van 100 mm². Elektrisch veld gaat neerwaarts(dus negatieve plaat zit vanonder). Positief geladen deeltje met een bepaald gewicht 10^-6de denk ik, wordt gelanceerd vanaf het centrum van de onderste plaat onder een hoek van 37° en snelheid 10^5de(denk ik alweer) m / s. Beschrijf de baan van dit deeltje, op welke plaat zal het deeltje uiteindelijk botsen en op welke positie tegenover het begin? (uitrekenen met bewegingsvergelijkingen. Easy oefeninge eigenlijk, veel schrijfwerk.)

4 Soloïnide met 500 windingen en diameter van 10 mm. Hoe snel moet het elektrisch veld veranderen zodanig dat er een emf van 10kV wordt geinduceert? Berekenen met faraday gedoe, integreren en inleveren die boel :). Je hebt de stroom niet nodig want deze valt ergens weg tegenover de berekening van L omdat die omgekeerd evenredig is met de stroom.


Als je er niets van kent geef dan gewoon onmiddelijk af want ik vond het maar zielig naast mij iemand te zien met niets op haar blad en maar rondkoekeloeren voor 3 uur :p.

2005-2006: andere prof???

01-09-2006

  1. Theorievraag 1: Leg het RC-circuit uit: laden, ontladen van de condensator, leg uit wat er met de energie gebeurt, maak een grafiek van (i) de lading op de condensator (ii) de stroom in functie van de tijd.
    1. Vergelijk het RC-circuit met het LC-circuit
  2. Theorievraag 2: twee korte vraagjes, max. 1/2 pagina per vraag
    1. Leg de wet van faraday uit in woorden, vertrekkende van de formele definitie
    2. Vergelijk massa en gewicht, wat zijn de verschillen/gelijkenissen?
  3. Oefening 1:
    1. Een geleider van boven naar onder met stroom I, lang tov andere afstanden, dan een kort geleidend staafje, onder een hoek van 90° met de geleider, op afstand r van de geleider, met lengte L en snelheid v evenwijdig met I.
      1. Bepaal het potentiaalverschil (in formulevorm) tussen de uiteinden van het staafje
      2. Zal het staafje stoppen (verklaar!)?
  4. Oefening 2:
    1. Gegeven 2 evenwijdige platen met lading van gelijke grote (maar tegengesteld) met een ladingsverdeling van 36mC/m² met onderlinge afstand van 12cm. Er wordt een proton geplaatst bij de positieve plaat.
      1. Bereken het potentiaalverschil tussen de platen (teken het electrisch veld)
      2. Bereken de kinetische energie van het proton wanneer het aankomt bij de negatieve plaat
      3. Bereken de snelheid van het proton wanneer het aankomt bij de negatieve plaat
      4. Bereken de versnelling van het proton
      5. Bereken de kracht op het proton
      6. Bereken het elektrisch veld. Controleer dat dit overeenkomt met het elektrisch veld dat je berekent uit het potentiaalverschil.

ma 20 juni 2006 (8u30) Kulak (H. Van Dael)

  1. vraag1: Oefening: blokje op rand van roterende schijf, frictiecoefficien=0.4, bereken bij welke hoeksnelheid het blokje van de schijf valt
  2. vraag2: Leid de volgende zaken af voor rotaties
    • krachtmoment
    • hoekversnelling
    • arbeid
    • vermogen
    • energie
  3. vraag 3: Bereken het magnetische veld rond een geleider waarin een constante stroom vloeit
  4. vraag 4: Leg alles uit van het RLC circuit

Je ziet het: geen moeilijke vragen, maar crap veel om te studeren (Hfst 3-11 en 23-43). Als je gemakkelijk onthoud zit je safe, zo niet: met twee weken kom je niet toe!

vr 27 januari 2005 (9u)

io manne

  1. vraag1: wet van ampère uitlegge (op mondeling kan em daar nog wa bijvraagskes bijstelle)
  2. vraag2:
    • omda nen otto oep rubbere banne bolt (isolator), ben je afgeschermd van de bliksem. correct / nie correct + uitleg
    • om te puntlasse (zo da proefke waar den dotTom ffkes van verschoot) edde iet van 1000A nodig. Oe komt ge daar aan as uit de muur ma 220V 10A komt. Uitlegge.
  3. vraag 3: Vlierpitbolletjes (=kankerwoord ;-)) aan koord van 10 cm. Die hange aant plafond. Na alles in evenwicht, make die me de verticale loodlijn hoeken van 10° dus totale hoek 20°. Het linkerballeke eeft een massa van 20g en een lading van een NEGATIEVE Coulomb iet van 10^-8 en een klets. Het rechtervlierpitballeke eeft dezelfde massa en lading maar POSITIEF. De vraag is oek nie vies van een elektrisch veld van links naar rechts E --> De vraag is nu die E te berekene. (Das dus oefening 62 van hoofdstuk 23 in de serway he mannen. --Ben 27 jan 2006 15:59 (CET))
  4. vraag 4: serieschakeling me ne weerstand en twee condensatoren. tusse de 2 condensatoren sta ter ne respect schakelaar die open is. cond1: capaciteit 1C, cond2: capaciteit 3C; er wordt as de schakelaar open is op cond1 een lading Q gezet. dan schakelaar dicht en wachte tot na evenwicht, dan paar vraagskes: hoeveel is de lading op elke cond, de deltaV op elke cond, de energie op elke cond en oeveel energie dater verloren is gegaan in de weerstand.

aangenaam vertoeven of zwaar de doos in... succes!

ma 30 januari 2005 (9u)

De eerste vraag was mondeling met schriftelijke voorbereiding. De andere waren schriftelijk. Prof heeft in't begin alle vragen uitgelegd, was vriendelijk bij't mondeling.

  1. Leg uit hoe ge van elektrisch potentiäal aan potentiële energie komt. Hoe wordt potentiaal gedefiniëerd? potentiaalverschil? Leg uit wat een dipool is.
    • Stel dat er een ijstijd komt. De ijskappen zullen toenemen en de zeespiegel zal zakken. Wat gebeurt er met de rotatiesnelheid van de aarde
    • LC-keten. Soms is het mogelijk dat bij een LC-keten bij de condensator Q=0, maar dat I > 0. Hoe kan dit. Leg uit
  2. Een balletje van 2g hangt aan een touwtje van 20cm, onder een hoek van 15°. Er is een elektrisch veld van 1000N/C. Bereken de lading van het balletje
  3. uniform magnetisch veld: kruisjes; Geïsoleerde geleider in 8-vorm, 2 cirkels boven elkaar, bovenste cirkel heeft straal 5cm, onderste 9cm. Het magnetisch veld neemt toe met 2T/s. Bereken de grootte en richting van de stroom door de geleider

--Stevel 30 jan 2006 14:06 (CET)

ma 30 januari 2005 (14u)

Eerste vraag is mondeling, de prof is vriendelijk maar controleert of je het echt wel kent. Maw: veel waarom-vragen.

  1. Leg uit: elektrische flux. Definitie en werk de wet van gauss uit. Hoe kan die gebruikt worden om het elektrisch veld rond een ladingsverdeling te berekenen? Demonstreer dit bij een bol met constante ladingsdichteid en straal R.
    • Een nagel van metaal kan door een magneet aangetrokken worden langs twee kanten. Bij een nagel van permanent magnetisch materiaal is dat niet zo. Verklaar in maximum een halve bladzijde.
    • Waar of niet? Hoe hoger je een voorwerp laat vallen, hoe harder het tegen de grond "botst". En leg uit in maximum een halve bladzijde.
  2. Een positief ion met gegeven massa en lading wordt versneld door een gegeven potentiaalverschil. Daarna gaat het loodrecht door een magnetisch veld met gegeven grootte. Bereken de straal van de baan die het ion gaat beschrijven.
  3. Een batterij in een auto heeft een gegeven emf en gegeven interne weerstand. De koplampen hebben tesamen een gegeven weerstand. Wat is de spanning rond de koplampen indien a) de koplampen de enige weerstand in de schakeling zijn. b) de motor aanstaat en een gegeven stroomssterkte verbruikt.