Natuurkunde voor informatici II

Samenvattingen

Klik hier om de samenvattingen te bekijken

Inleiding

Sinds het academiejaar 2012-2013 is het grote vak Natuurkunde voor informatici opgesplitst in twee delen: Natuurkunde voor informatici I en Natuurkunde voor informatici II, die respectievelijk gedoceerd worden in de eerste en tweede bachelor. Mechanica en elektriciteit behoort tot Natuurkunde I en Magnetisme tot Natuurkunde II. Op de wikipagina van vroeger staan nog steeds heel nuttige vragen die nog altijd gebruikt worden en vaak terugkomen. Zeker het bekijken waard dus! Ook de examenstructuur is nog steeds dezelfde. Momenteel worden de vakken Natuurkunde voor informatici I en II gedoceerd door professor André Vantomme. Heel vriendelijke man op het examen. Niet verschieten als hij je naam kent wanneer je binnenkomt.

Het examen

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.

Onderschat het examen zeker niet, de oefeningen van het schriftelijke gedeelte zijn niet gemakkelijk, en je moet meestal 1 of 2 afleidingen van formules geven op het mondeling gedeelte. Hiervoor heb je dan weer andere, kleinere formules nodig die vaak niet in je formularium staan! Zorg er dus zeker voor dat je van zaken als de Wet van Gauss, Biot-Savart, e.d. de "Examples" uit Serway goed kan reproduceren: niet zomaar van buiten leren, begrijpen is noodzakelijk!

Examenvragen

!Kijk ook zeker hiertussen: Oude wiki Natuurkunde voor Informatici !

19/06/2014

Mondeling 1. Bespreek vanalles over magnetische kracht op een rechthoekige stroomvoerende gesloten geleider. Het magnetisch veld komt van boven aan.

2.

schriftelijk 3. (Vul aan) 4.

Er is de volgende afbeelding gegeven:

-----------------------
|        |             |
|  ***   |    ***      |
R *   *  R   *   *     R
|  ***   |    ***      |
|        |             |
---------|-------------|

Met de R'en in volgorde: 5, 3, 6 ohm. De rondjes zijn oneindig lange solenoiden met een constant toeneemt magnetisch veld van 100T/s De afstand van elke zijde bedraagt 0.5m. Bereken de stroom door alle 3 de weerstanden.

06/06/2014

• Theorie:

Mondeling:

a) Gegeven een RLC-kring aangesloten op een spanningsbron DeltaV, waarbij DeltaV(t) = DeltaVmax*sin(omega*t). In deze kring bevinden zich een weerstand R, inductor L, en een condensator C. Leid de uitdrukkingen af voor de frequentie, spanningsgroottes, fasehoek en de amplitudes van de stroom in elk van deze componenten. Wat is impedantie? Waarom maakt dit het gemakkelijker om de stroom in de kring en andere formules te interpreteren? Wat is de fasehoek?

b) Leid de formules af voor het gemiddelde vermogen geleverd aan de RLC kring en de gemiddelde kwadratische stroom in een RLC-kring (bij wisselstroom). Toon het verband aan tussen de frequentie omega en deze 2 grootheden, wat is de invloed van omega op deze twee. Licht toe met behulp van grafieken. Geef ook één toepassing die gebruik maakt van het verband tussen de frequentie en deze grootheden (en licht beknopt toe).

c) BONUS: Voor het beter doorlaten van bastonen (= lage frequenties) bij een versterker, wordt er een variant van de RLC-kring gebruikt. Welke? Bespreek ook de onderliggende begrippen die men hierbij toepast.

Schriftelijk:

1. Snelheidsfilter uitleggen: Een toepassing uit het domein van elektromagnetisme is de snelheidsfilter ofwel de Wienfilter. Hierbij wilt men enkel versnelde geladen deeltjes met een bepaalde snelheid v willen selecteren uit verschillende bundels van bewegende ladingen. Hoe doet men dit? Bespreek deze toepassing.

2. (Productie van EM golven met behulp van antenne) Een elektrische tandenborstel wordt opgeladen door het te plaatsen op een voetstuk dat aangesloten is op een stopcontact van 220V. Hoe gebeurt het opladen van de tandenborstel, en welke concepten worden hierbij toegepast? Zou men de tandenborstel ook kunnen opladen door het voetstuk aan te sluiten op een zware batterij van 220V in plaats van het in het stopcontact te steken?

• Oefeningen:

1. Gegeven een vierkant kader met zijdelengte d waar een stroom I door loopt. Het punt P ligt exact in het midden van dit vierkant kader. Bepaal de grootte van het magnetisch veld in het punt P.
Tip: Bereken eerst het magnetisch veld afkomstig van één zijdesegment in het punt P.

2. Volgende figuur gegeven (ietsje mooier, dat wel):

   
                       
        ------------------------
        |              |        |
        R              |        R
        |              |        |
        |              |        |
        -------------------------
                       

Twee parallelle, geleidende rails met verwaarloosbare wrijving zijn verbonden via twee weerstanden van 5,00 ohm en 2,00 ohm. Een geleidende staaf van lengte 35,0 cm beweegt zich voort naar links met een constante snelheid v = 8 m/s en wordt door een persoon voortgeduwd. Deze staaf staat loodrecht op beide rails en bevindt zich tussen de twee weerstanden. Een uniform magnetisch veld van 2,5T wordt aangelegd in deze ruimte.
(i) Geef de stroomgroottes die langs weerstand 1 en weerstand 2 passeren.
(ii) Bereken het totale vermogen geleverd aan de twee weerstanden.
(iii) Hoe groot is de kracht die de persoon uitoefent op de staaf? Bereken ze op twee verschillende manieren.