VAJE IZ FIZIKE ZA ŠTUDENTE MATERA (9 10 ALI

Vaje iz fizike za študente ma-te-ra (9

Vaje iz fizike za študente ma-te-ra (9., 10. ali 11.11.2009)

V cevko v obliko črke U nalijemo nekaj živega srebra. V levi krak nalijemo nekaj vode in v desni krak nekaj olja. Stolpec vode je visok 7 cm, stolpec olja pa 15 cm. Kolikšna je višinska razlika gladin vode in olja? Gostota vode je 1 kg/dm³, gostota olja 0,6 kg/dm³ in gostota živega srebra 13,6 kg/dm³.

h = 7,85 cm]

* Votlo bakreno kroglo stehtamo na zraku in v vodi. Vzmetna tehtnica pokaže v zraku težo 2,59 N, v vodi pa težo 2,16 N. Kolikšna je prostornina votline v krogli? Gostota bakra je 8,9 kg/dm³, gostota vode 1 kg/dm³, pospešek prostega pada pa je 9,8 m/s², gostota zraka je v primerjavi z gostoto ostalih snovi zanemarljiva.

[V = 14 cm³]

Na jezeru plava lesen splav debeline 15 cm in s površino osnovne ploskve 400 dm². Na sredino splava položimo dodatno breme z maso 100 kg. Za koliko se splav potopi? Gostota lesa, iz katerega je splav, je 0,7 kg/dm³, gostota vode je 1 kg/dm³.

Dodatno: Kolikšno maso sme imeti breme, da se ne bo zmočilo?

[h = 2,5 cm, m_max = 180 kg]

Na dnu posode je luknjica velikosti 1 cm². Kako visoko je gladina vode po dolgem času, če v posodo doteka masni tok vode 0,5 kg/s.

[h = 12,5 dm]

Telo harmonično niha na dolgi niti. Nihajni čas nihala je 4,0 sekunde, amplituda pa 6,0 cm. Kolikšen je odmik od ravnovesne lege, hitrost in pospešek telesa 1,5 sekunde po prehodu skozi ravnovesno lego?

[s = 4,25 cm, v = -6,6 cm/s, a = -10,5 cm/s²]

Nad prostrano savano se razbesni nevihta. Osamljeni jezdec skozi kopreno dežja najprej opazi strelo, 2 sekundi za tem se mu stresejo tla pod nogami, še 13 sekund pozneje pa zasliši grmenje. Kako daleč od jezdeca je udarila strela? Kako hitro se po površini Zemlje razširjajo tresljaji? Hitrost svetlobe je 3,0·10⁸ m/s, hitrost zvoka v zraku pa 340 m/s.

[d = 4420,005 m, v_t = 2210 m/s]

Ton s frekvenco 400 Hz na struni z dolžino 1 m vzbudi lastno nihanje, ki ima med krajiščema strune še dva vozla. Kolikšna je hitrost zvoka v struni?

[v_zv = 267 m/s]

* Na kitari je napeta le ena struna, ki ima dolžino 1,00 m, po njej pa se transverzalno valovanje širi s hitrostjo 1,10 km/s. Izračunaj prve tri lastne frekvence strune!

[₀ = 550 Hz, ₁ = 1100 Hz, ₂ = 1650 Hz]