Exam text content

 

FYS-1101 Insinöörifysiikka II

FYS-1130 Insinöörifysiikka II: teoria ja laboratorioharjoitukset
Petri Kaukasoina

1. välikoe, 22.6.2015.

Kokeessa saa käyttää laskinta, joka ei ole ohjelmoitava.

1. Varaus on jakautunut tasaisesti pallomaiseen tilavuuteen: varaustiheys
(varaus tilavuutta kohti) on vakio kaikkialla pallossa ja nolla pallon ulkopuo-
lella. Koko pallon varaus on —21.0 nC ja pallon säde on 95.0 mm. Laske
Gaussin lain avulla sähkökentän suuruus pisteessä, jonka etäisyys keskipis-
teestä on 35.0 mm. Ilmoita myös sähkökentän suunta.

1.00 9 20.0 V
6.00 0

2. Laske kuvan piiristä paristojen lähdejännitteet —100Aa | 1000 &

(emf) & ja &,. a
2,004 || 1000 &
5

   
  

3. Tietyssä alueessa sähköinen potentiaali paikan
funktiona on oui
640.0 V/m? (a? — 3y? + 2) + 90.0 V.

a) Laske sähkökenttä pisteessä (n, y, 2) = (0.250 m, 0.250 m, 0.250 m). b) Kun
testivaraus 1.50 uC siirtyy origosta pisteeseen (0.250 m,0.250 m, 0.250 m),
laske sähkökentän testivaraukseen tekemä työ.

4. Kuvan pitkässä, suorassa johtimessa kul-
kee virta I, = 12 A ylöspäin ja suorakulmaises-
sa silmukassa kiertää virta 1, = 24 A vastapäi-
vään. Laske silmukkaan kohdistuvan nettovoi-
man suuruus ja suunta. (Vihje: suoraan kul-
kevan virran I aiheuttaman magneettikentän
suuruus etäisyydellä r on 41/27, jota ei nyt
tarvitse johtaa.)

30 cm

 

 

Kaavoja ja vakioita kääntöpuolella!
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1€0F? C=K00 €=Km I=%4% J x f ngda E pi
= poll +a(T-T)] R=2& V=IR P=Vul YI=
YV=0 1=RC F=79gx B -dÄ
F-=IlxB dF-1dxB r
dB = yo Lip $B-dl = [olen B = Bo+ mM
B = KmB0o p=Kmf Xm=Km-1 $B-dl=uolic+o*7f)ea
= a a i 4 ä = a a
5 E €0k0—37 € on E2=cB El(z,t)-
Ema] cos(kx — Wt) B(x,t) = ft k cosika— wi) ug S=
€ocE? S= E LE xB 1=5v= 3 €0cBmax” dsin0 = mA dsinf=
(m + 5)A 2dsin 0 MA = = 10. 1 1-t

v v +u 97 Ur Ai Alo (= a x = y(z— ut)
ys=y 7=2z2 V= (t-ur/e) v sja = mia
z = P=ymö E=K+mc? K=(y-1m? E=rmc?
E? = (me) 4 (pe)? =ES=hf2 Kuuo=:hf-0.EfE=rc hf = Finn
L=nf XN-A=2(1—c0s$) A=h/p h=hf/2n ArAp >
n

a

E
1]
|
HEI
1
S
L X 4
W
N
i |
x
MASS)

=
I
A

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

me
AFAL>h KUU | Uyv=Fyp v = 2/Lsin(nnx/L) E-=
n =. 2m dx
S o |ylddc =1 g = Acoskx+ Bsinkz v = (Ce + De?

E = (n + 1)hw -L(53+ 53 + 38) Uv = Ey E= "1260

 

 

 

 

 

 

Ox + 92 n
L = VIC+Dh L, = mk 8 =y/s(s+tIh S =m,h AM -=
ZMy + N'mn = M Ep =(ZMg+ N 2 40-00

At) = AN (2) Nt) = Ne A= Tz st 10] 1
0 = (Ma + Mg — Mc — Mp)?

Planckin vakio 6.6260755 - 10734 Js
elektronin massa 9.1093897 1073! kg
alkeisvaraus 1.60217733 - 109 C

valon nopeus tyhjiössä — 2.99792458 - 108 m/s
tyhjiön permittiivisyys — €o = 8.854187817 - 10 ?? F/m
tyhjiön permeabiliteetti 40 = 47 - 1077 Tm/A

atomimassayksikkö 1 u=1.660538782 - 10” kg
Avogadron luku Na = 6.0221415 - 109 1/mol
pallon tilavuus $nr3

pallon ala Anr?

ympyrän ala mr?

ympyrän piiri 2ar