Fysik
problemer med udregning af opgaver i et eksamenshæfte.
19. marts 2006 af
gym_nas (Slettet)
Jeg sidder med en fysikaflevering og har fået nogle problemer.
SKal regne et eksamenssæt, og kan ikke komme videre med to af opgaverne, henholdsvis 4 (Vognhjulsgalaksen) og 5(Genesis).
I opgave 4 (Vognhjulsgalaksen) har jeg problemer med formlerne til underopgaverne a, b og c.
I opgave 5 (Genesis)Kan jegikke finde frem til hvilke formler der skal bruges i spørgsmålene b og c i genesis-opgaven.
Håber meget, at der er nogle folk, der har forstand på, hvordan dette kan løses.
4. Vognhjulsgalaksen:
En af de mest iøjnefaldende galakser på den sydlige himmelkugle er den ringformede Vognhjulsgalakse.
Med en rødforskydning på z = 0,0302 er galaksen så tæt på, at man kan få detaljerede billeder, som tydeligt viser den ringformede struktur. En mindre galakse i nærheden af Vognhjulsgalaksen
tyder på, at ringen er et resultat af et sammenstød mellem de to galakser.
a) Bestem størrelsen af den hastighed, hvormed Vognhjulsgalaksen bevæger
sig væk fra os.
Siden sammenstødet mellem de to galakser er ringens diameter vokset med
30 km/s. Diameteren af ringen ses nu under en vinkel på 4,36 · 10–4 radianer.
Den nuværende afstand til Vognhjulsgalaksen er ca. 400 millioner lysår.
b) Vurdér, hvor lang tid det er siden, at sammenstødet fandt sted.
c) Benyt rødforskydningen z = 0,0302 til at bestemme en mere nøjagtig værdi
for den nuværende afstand til Vognhjulsgalaksen. Hubblekonstanten sættes
her til H0 = 0,0726 pr. milliarder år.
Bestem endvidere, hvor meget afstanden til Vognhjulsgalaksen er blevet
større, mens strålingen fra galaksen har været undervejs.
5. Genesis:
Det er af stor interesse for udforskningen af Solsystemet at kende den nøjagtige sammensætning af grundstoffer og isotoper i Solen. Man kan ikke hente materiale direkte fra Solen, men må nøjes med
at indsamle stof, der slynges ud fra Solen med den såkaldte solvind.
I en position mellem Solen og Jorden indsamlede satellitten Genesis i 21/2 år partikler fra solvinden.
Da Genesis i august 2004 vendte tilbage til Jorden, blev bremsefaldskærmen ikke foldet ud, og satellitten
styrtede ukontrolleret til jorden. Det er endnu uvist, om det er muligt at redde noget af det indsamlede materiale fra resterne af satellitten.
Solvinden indeholder blandt andet carbonatomer. Genesis indsamlede 1,50 ·109
carbonatomer pr. sekund fra solvinden. Man kan regne med, at carbonatomerne
i solvinden hovedsageligt er 12C-atomer.
a) Bestem massen af det carbon, som Genesis kunne nå at indsamle i løbet af
910 døgn.
For at påbegynde satellittens tur tilbage til Jorden ændrede man satellittens
hastighed en smule ved at skyde noget stof med massen 0,50 kg ud fra satellitten.
Stoffet blev skudt ud med farten 1500 m/s i forhold til satellitten. Massen
af Genesis efter hastighedsændringen var 493 kg.
b) Bestem størrelsen af satellittens hastighedsændring.
Genesis befandt sig i de 21/2 år i samme punkt på forbindelseslinjen mellem
Solen og Jorden. Her kunne satellitten under påvirkning af gravitationskraften
fra Solen og fra Jorden følge med Jorden i dennes cirkelbevægelse rundt om
Solen.
c) Vis ud fra de opgivne konstanter i tabellen, at Genesis skal anbringes i
afstanden 1,5 · 109 m fra Jorden, for at den kan forblive i det samme punkt
på forbindelseslinjen mellem Solen og Jorden.
Skitsen viser den indbyrdes beliggenhed af Solen, Genesis og Jorden.
Nogle konstanter
Jordens masse 5,976·1024 kg
Solens masse 1,989·1030 kg
Afstanden mellem Jorden og Solen 1,496·1011 m
Antal døgn på et år 365,26 døgn
Gravitationskonstanten G 6,673·10–11 Nm2/kg2
SKal regne et eksamenssæt, og kan ikke komme videre med to af opgaverne, henholdsvis 4 (Vognhjulsgalaksen) og 5(Genesis).
I opgave 4 (Vognhjulsgalaksen) har jeg problemer med formlerne til underopgaverne a, b og c.
I opgave 5 (Genesis)Kan jegikke finde frem til hvilke formler der skal bruges i spørgsmålene b og c i genesis-opgaven.
Håber meget, at der er nogle folk, der har forstand på, hvordan dette kan løses.
4. Vognhjulsgalaksen:
En af de mest iøjnefaldende galakser på den sydlige himmelkugle er den ringformede Vognhjulsgalakse.
Med en rødforskydning på z = 0,0302 er galaksen så tæt på, at man kan få detaljerede billeder, som tydeligt viser den ringformede struktur. En mindre galakse i nærheden af Vognhjulsgalaksen
tyder på, at ringen er et resultat af et sammenstød mellem de to galakser.
a) Bestem størrelsen af den hastighed, hvormed Vognhjulsgalaksen bevæger
sig væk fra os.
Siden sammenstødet mellem de to galakser er ringens diameter vokset med
30 km/s. Diameteren af ringen ses nu under en vinkel på 4,36 · 10–4 radianer.
Den nuværende afstand til Vognhjulsgalaksen er ca. 400 millioner lysår.
b) Vurdér, hvor lang tid det er siden, at sammenstødet fandt sted.
c) Benyt rødforskydningen z = 0,0302 til at bestemme en mere nøjagtig værdi
for den nuværende afstand til Vognhjulsgalaksen. Hubblekonstanten sættes
her til H0 = 0,0726 pr. milliarder år.
Bestem endvidere, hvor meget afstanden til Vognhjulsgalaksen er blevet
større, mens strålingen fra galaksen har været undervejs.
5. Genesis:
Det er af stor interesse for udforskningen af Solsystemet at kende den nøjagtige sammensætning af grundstoffer og isotoper i Solen. Man kan ikke hente materiale direkte fra Solen, men må nøjes med
at indsamle stof, der slynges ud fra Solen med den såkaldte solvind.
I en position mellem Solen og Jorden indsamlede satellitten Genesis i 21/2 år partikler fra solvinden.
Da Genesis i august 2004 vendte tilbage til Jorden, blev bremsefaldskærmen ikke foldet ud, og satellitten
styrtede ukontrolleret til jorden. Det er endnu uvist, om det er muligt at redde noget af det indsamlede materiale fra resterne af satellitten.
Solvinden indeholder blandt andet carbonatomer. Genesis indsamlede 1,50 ·109
carbonatomer pr. sekund fra solvinden. Man kan regne med, at carbonatomerne
i solvinden hovedsageligt er 12C-atomer.
a) Bestem massen af det carbon, som Genesis kunne nå at indsamle i løbet af
910 døgn.
For at påbegynde satellittens tur tilbage til Jorden ændrede man satellittens
hastighed en smule ved at skyde noget stof med massen 0,50 kg ud fra satellitten.
Stoffet blev skudt ud med farten 1500 m/s i forhold til satellitten. Massen
af Genesis efter hastighedsændringen var 493 kg.
b) Bestem størrelsen af satellittens hastighedsændring.
Genesis befandt sig i de 21/2 år i samme punkt på forbindelseslinjen mellem
Solen og Jorden. Her kunne satellitten under påvirkning af gravitationskraften
fra Solen og fra Jorden følge med Jorden i dennes cirkelbevægelse rundt om
Solen.
c) Vis ud fra de opgivne konstanter i tabellen, at Genesis skal anbringes i
afstanden 1,5 · 109 m fra Jorden, for at den kan forblive i det samme punkt
på forbindelseslinjen mellem Solen og Jorden.
Skitsen viser den indbyrdes beliggenhed af Solen, Genesis og Jorden.
Nogle konstanter
Jordens masse 5,976·1024 kg
Solens masse 1,989·1030 kg
Afstanden mellem Jorden og Solen 1,496·1011 m
Antal døgn på et år 365,26 døgn
Gravitationskonstanten G 6,673·10–11 Nm2/kg2
Skriv et svar til: problemer med udregning af opgaver i et eksamenshæfte.
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.