Popravni kolokvij iz fizike

Nova Gorica, 6.6. 2000

1. Tekoči trak, ki se giblje v vodoravni smeri s hitrostjo 2 m/s, prenaša škatle z maso 2 kg. Na koncu tekočega traku škatla pade na mizico mase 5kg, ki leži 1 m pod nivojem tekočega traku.
a) Koliko mora biti mizica oddaljena od izteka tekočega traku, da bo škatla padla nanjo?
b) S kolikšno hitrostjo pade na mizico in pod kolikšnim kotom glede na horizontalo?
c) Mizica je podložena z vzmetjo. Kolikšen mora biti koeficient vzmeti, da se ob padcu škatle na mizico vzmet stisne za 10 cm? (Upoštevaj da je trk med škatlo in mizico popolnoma neprožen.)
d) Kolikšen je maksimalen pospešek ob zaustavljanju škatle in mizice na vzmeti?

2. S pečjo na kurilno olje ogrevamo vodo v bojlerju. Specifična sežigna toplota goriva je 3 x10⁷ J/kg. Izkoristek peči je 70%. Bojler ima obliko valja z radijem osnovne ploskve 0.2 m in višino 0.8 m. Debelina stene bojlerja je 1 cm, toplotna prevodnost stene pa 0.02 W/mK.
a) Koliko kurilnega olja porabimo, če želimo segreti 100 litrov vode od 20^oC do 70^oC? (specifična toplota vode c_p = 4190 J/kgK, gostota vode je 1 kg/dm³)
b) Koliko kurilnega olja porabimo na uro, če želimo vzdrževati temperaturo vode v bojlerju ves čas 70^oC, okolišnja temparatura pa je 20^oC?
c) S kolikšno hitrostjo izteka voda iz bojlerja, če je v njem tlak 4 bare (zunanji tlak je 1 bar)?
d) Za koliko se poveča volumen bojlerja, ob segrevanju od 20^oC do 70^oC, če je linearni temperaturni koeficient raztezanja za jeklo a=1.12 x10^-5 /K?

3. Na mizi sta dve nabiti kroglici z enakima masama (m = 10g). Naboj prve kroglice je 2 x10^-6 C, druge pa -3 x10^-6 C. Prva je pritrjena na mizo, druga pa kroži okoli prve na razdalji 0.1 m.
a) Kolikšna je sila med kroglicama
b) S kolikšno kotno hitrostjo kroži druga kroglica okoli prve?
c) Kolikšna je električna potencialna energija sitema dveh kroglic?
d) Kolikšna je kinetična energija druge kroglice?