Læringsmål

Oversikt over læringsmål dekket i TFY4115 Fysikk

Kilde: Læringsmålene er utformet av Skolesaga på grunnlag av emnets eksamensoppgaver, sensorveiledninger og emnebeskrivelse. De er ikke institusjonens offisielle læringsutbyttebeskrivelser.

189 kompetansemål48 av 48 kapitler har kompetansemål

Alle kompetansemål

•gjøre rede for hvordan emnet vurderes: fire timers skriftlig eksamen som er ren flervalg med rundt 40 spørsmål og seks svaralternativer, fast delt i en mekanikkhalvdel og en termofysikkhalvdel
0.1Eksamenskartet: slik testes TFY4115
•regne ut hva ett poeng for riktig og null for feil eller blankt betyr for arbeidsmåten, og hvorfor gjettesannsynligheten er omtrent 17 prosent og ikke 25
0.1Eksamenskartet: slik testes TFY4115
•prioritere lesingen etter hvor stor andel av eksamenssettene hvert tema faktisk inngår i
0.1Eksamenskartet: slik testes TFY4115
•bruke det utdelte formelarket og Rottmann som oppslagsverk i stedet for å pugge formler og konstanter
0.1Eksamenskartet: slik testes TFY4115
•finne akselerasjonen og vinkelakselerasjonen ved å derivere en oppgitt fartsmodell, og avgjøre om maksimum ligger i startøyeblikket eller inne i intervallet
1.1Kinematikk fra fartsfunksjon — derivér, integrér, tell runder
•regne ut strekning og total dreievinkel ved å integrere farten, også når integrasjonen går helt ut til at bevegelsen dør ut
1.1Kinematikk fra fartsfunksjon — derivér, integrér, tell runder
•finne antall hele omdreininger som heltallsdelen av totalvinkelen dividert på $2\pi$, og forklare hvorfor sifferdisiplinen avgjør svaret her
1.1Kinematikk fra fartsfunksjon — derivér, integrér, tell runder
•kjenne igjen når konstant-akselerasjonsformlene ikke gjelder, og velge derivasjon eller integrasjon i stedet
1.1Kinematikk fra fartsfunksjon — derivér, integrér, tell runder
•finne krumningsradien til en oppgitt bane, både med den generelle formelen og med forenklingen som gjelder i topp- og bunnpunkt
1.2Krumning og normalkraft — $1/\rho=|y''|$ i topp- og bunnpunkt
•sette opp Newtons 2. lov inn mot krumningssenteret og regne ut normalkraften med riktig fortegn i både toppunkt og bunnpunkt
1.2Krumning og normalkraft — $1/\rho=|y''|$ i topp- og bunnpunkt
•finne farten der et legeme mister kontakten med underlaget, og forklare hvorfor massen faller ut av det svaret
1.2Krumning og normalkraft — $1/\rho=|y''|$ i topp- og bunnpunkt
•kombinere energibevaring for et glidende legeme med krumningsregningen for å komme fra en oppgitt høyde til en kraft
1.2Krumning og normalkraft — $1/\rho=|y''|$ i topp- og bunnpunkt
•velge riktig verktøy på få sekunder ut fra hva spørsmålet ber om: derivasjon, integrasjon, rundetelling eller krumning med Newtons 2. lov
1.3Drill: kinematikk-kjeden (sjanger M10–M11, MC-tempo)
•gjennomføre hele regnekjeden fra oppgitt fartsmodell eller bane til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo
1.3Drill: kinematikk-kjeden (sjanger M10–M11, MC-tempo)
•gjenkjenne hvilken konkret regnefeil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke størrelsesorden til å stryke alternativer
1.3Drill: kinematikk-kjeden (sjanger M10–M11, MC-tempo)
•holde fire gjeldende siffer gjennom kjeden og forklare hvorfor avrunding kan flytte svaret et helt alternativ i rundetelling og i normalkraftregning
1.3Drill: kinematikk-kjeden (sjanger M10–M11, MC-tempo)
•gjennomføre hele kinematikk-kjeden på tid: derivere for akselerasjon, integrere for strekning og vinkel, og telle hele omdreininger
1.PPrøver til del 1: Kinematikk og krum bane
•regne ut normalkraft og kritisk fart fra en oppgitt bane, med riktig fortegn i både toppunkt og bunnpunkt
1.PPrøver til del 1: Kinematikk og krum bane
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke enhet, fortegn og størrelsesorden til å stryke gale alternativer
1.PPrøver til del 1: Kinematikk og krum bane2.PPrøver til del 2: Kraft, energi og rulling3.PPrøver til del 3: Bevegelsesmengde, støt og baner
•kontrollere eget arbeid mot en sjekkliste før svaret leveres
1.PPrøver til del 1: Kinematikk og krum bane
•sette opp et frilegemediagram for et legeme på et skråplan og dekomponere tyngden langs og normalt på planet
2.1Newtons 2. lov på skråplan med friksjon
•regne ut akselerasjonen med riktig fortegn foran friksjonsleddet, både når legemet går oppover og nedover
2.1Newtons 2. lov på skråplan med friksjon
•avgjøre om et legeme blir liggende eller begynner å gli, og finne vinkelen der glidingen starter
2.1Newtons 2. lov på skråplan med friksjon
•finne normalkraften når en ytre kraft har en komponent normalt på flaten, og forklare hvorfor friksjonen endres med den
2.1Newtons 2. lov på skråplan med friksjon
•regne arbeidet en kraft gjør som areal under kraft–vei-grafen, og bruke arbeid–energisetningen til å finne en fart
2.2Arbeid, energibevaring og rullende legeme ($K=\tfrac{7}{10}mv^2$)
•sette opp den totale kinetiske energien for et legeme som ruller uten å gli, med rullebetingelsen og treghetsmomentet fra formelarket
2.2Arbeid, energibevaring og rullende legeme ($K=\tfrac{7}{10}mv^2$)
•regne ut sluttfarten etter et høydefall for kule, sylinder, kuleskall og glidende kloss, og forklare rekkefølgen ut fra hvor massen ligger
2.2Arbeid, energibevaring og rullende legeme ($K=\tfrac{7}{10}mv^2$)
•finne effekten mot en luftmotstand som vokser med fartskvadratet, og regne ut terminalfarten til et fallende legeme
2.2Arbeid, energibevaring og rullende legeme ($K=\tfrac{7}{10}mv^2$)
•avgjøre på få sekunder om en oppgave skal løses med Newtons 2. lov og kinematikk eller med energibevaring, ut fra om kraften langs banen er konstant
2.3Drill: skråplan og energibevaring (sjanger M1, M3)
•avgjøre om et legeme ruller eller glir, og ta med rotasjonsleddet med riktig formfaktor for kule, sylinder, kuleskall og ring
2.3Drill: skråplan og energibevaring (sjanger M1, M3)
•sette riktig fortegn på friksjonsleddet i begge bevegelsesretninger, og finne normalkraften når en ytre kraft endrer den
2.3Drill: skråplan og energibevaring (sjanger M1, M3)
•gjennomføre hele regnekjeden til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo, og kjenne igjen hvilken konkret regnefeil hvert galt svaralternativ er bygget på
2.3Drill: skråplan og energibevaring (sjanger M1, M3)
•sette opp frilegemediagram og Newtons 2. lov på et skråplan med friksjon, og regne akselerasjon, snuavstand og glidebetingelse med riktig fortegn i begge retninger
2.PPrøver til del 2: Kraft, energi og rulling
•bruke energibevaring på et legeme som ruller uten å gli, med riktig formfaktor, og gjøre opp energiregnskapet mellom translasjon og rotasjon i joule
2.PPrøver til del 2: Kraft, energi og rulling
•kombinere arbeid som areal under en kraftkurve med effekt og terminalfart i sammensatte oppgaver
2.PPrøver til del 2: Kraft, energi og rulling
•regne bevegelsesmengde og impuls med riktig fortegn, og lese impulsen som arealet under en kraft–tid-graf
3.1Bevegelsesmengde, impuls og støt
•avgjøre ut fra oppgaveteksten om et støt er elastisk eller fullstendig uelastisk, og velge bevaringslov deretter
3.1Bevegelsesmengde, impuls og støt
•finne felles fart og energitap i et uelastisk støt, og de to fartene etter et elastisk støt
3.1Bevegelsesmengde, impuls og støt
•løse en ballistisk pendel ved å bruke impulsbevarelse gjennom støtet og energibevaring gjennom svinget
3.1Bevegelsesmengde, impuls og støt
•sette gravitasjonskraften lik den nødvendige sentripetalkraften og løse for banefart, baneradius eller omløpstid
3.2Gravitasjon, satellittbaner og rakettligning
•finne radien og høyden til en geostasjonær bane, med omløpstiden riktig omregnet til sekunder
3.2Gravitasjon, satellittbaner og rakettligning
•bruke rakettligningen til å finne fartsøkning, sluttmasse eller drivstoffandel, og forklare hvorfor massen synker når farten øker
3.2Gravitasjon, satellittbaner og rakettligning
•kontrollere et banesvar mot Keplers tredje lov og mot rimelig størrelsesorden
3.2Gravitasjon, satellittbaner og rakettligning
•avgjøre på få sekunder hvilken bevaringslov som gjelder i hvert steg av en oppgave: bevegelsesmengden alltid i støtet, energien bare når støtet er elastisk, og energien i fasen etter støtet
3.3Drill: støt, impuls og baner (sjanger M6, M12)
•gjennomføre hele regnekjeden fra oppgitte masser, farter, kraftpulser eller omløpstider til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo
3.3Drill: støt, impuls og baner (sjanger M6, M12)
•regne energitapet i et uelastisk støt som en differanse, og forklare hvorfor energibevaring alltid gir for høy fart der
3.3Drill: støt, impuls og baner (sjanger M6, M12)
•sette gravitasjonen lik resultanten inn mot sentrum for en sirkelbane, holde tidsenheten ren og kontrollere svaret mot forholdet mellom omløpstid og baneradius
3.3Drill: støt, impuls og baner (sjanger M6, M12)
•velge riktig bevaringslov for hver fase av et støt- eller pendelproblem, og regne ut farter og energitap på tid
3.PPrøver til del 3: Bevegelsesmengde, støt og baner
•finne impulsen som arealet under en kraftgraf, og skille mellom maksimalkraft og middelkraft
3.PPrøver til del 3: Bevegelsesmengde, støt og baner
•regne ut baneradius, banefart og omløpstid for en sirkelbane, og bruke rakettligningen på en masse- og skyvekraftoppgave
3.PPrøver til del 3: Bevegelsesmengde, støt og baner
•finne massesenteret til et system av punktmasser og til et sammensatt legeme, komponent for komponent
4.1Massesenter, treghetsmoment og Steiners sats
•regne ut treghetsmomentet for punktmasser med riktig vinkelrett avstand til aksen, og for et legeme der massen ikke er jevnt fordelt, ved å integrere
4.1Massesenter, treghetsmoment og Steiners sats
•bruke Steiners sats til å flytte treghetsmomentet fra massesenteret til en parallell akse, og kontrollere at svaret er større enn utgangspunktet
4.1Massesenter, treghetsmoment og Steiners sats
•velge riktig standardtreghetsmoment for stang, kule, kuleskall, sylinder, ring og plate, og kjenne igjen når oppslaget på formelarket ikke er nok
4.1Massesenter, treghetsmoment og Steiners sats
•sette opp Newtons 2. lov for rotasjon og spinnsatsen, og velge riktig av dem ut fra om treghetsmomentet er konstant
4.2Dreieimpuls, rulling, presesjon og fallende stang
•regne ut total dreieimpuls om et valgt punkt som summen av spinn- og banebidrag, med retning oppgitt i ord
4.2Dreieimpuls, rulling, presesjon og fallende stang
•bruke bevaring av dreieimpuls når et system endrer form, og forklare hvorfor kinetisk energi ikke er bevart samtidig
4.2Dreieimpuls, rulling, presesjon og fallende stang
•behandle overgangen fra gliding til ren rulling med to Newton-likninger, og bruke energibevaring og spinnsatsen på den fallende stanga
4.2Dreieimpuls, rulling, presesjon og fallende stang
•sette opp et frilegemediagram med alle krefter navngitt, og definere positiv rotasjonsretning før den første momentlikningen
4.3Statikk og momentbalanse
•velge momentpunkt slik at ukjente krefter faller ut, og løse for taustrekk, opplagerkrefter og hengselkrefter
4.3Statikk og momentbalanse
•tolke en negativ opplagerkraft som en kraft i motsatt retning, og kontrollere svaret med et annet momentpunkt
4.3Statikk og momentbalanse
•behandle friksjon som en ulikhet i statikk, og regne på stige mot glatt vegg, talje og kantring
4.3Statikk og momentbalanse
•velge riktig verktøy på få sekunder ut fra hva spørsmålet ber om: oppslag, Steiner, dreieimpuls, bevaring eller likevekt
4.4Drill: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk (sjanger M4, M5, M9)
•gjennomføre hele regnekjeden fra oppgitte tall til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo
4.4Drill: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk (sjanger M4, M5, M9)
•kjenne igjen hvilken konkret regnefeil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke øvre og nedre grenser til å stryke alternativer
4.4Drill: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk (sjanger M4, M5, M9)
•holde fire gjeldende siffer gjennom kjeden og skrive retning og fortegn eksplisitt i hvert delsvar
4.4Drill: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk (sjanger M4, M5, M9)
•regne ut massesenter og treghetsmoment på tid, også når massen er ujevnt fordelt og aksen ligger utenfor massesenteret
4.PPrøver til del 4: Rotasjon: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk
•sette opp dreieimpuls med spinn og bane, oppgi retning i ord, og behandle overgangen fra gliding til ren rulling
4.PPrøver til del 4: Rotasjon: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk
•løse statikkoppgaver ved å velge momentpunkt klokt, og tolke en negativ opplagerkraft som en kraft i motsatt retning
4.PPrøver til del 4: Rotasjon: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke enhet, fortegn og fysiske grenser til å stryke gale alternativer
4.PPrøver til del 4: Rotasjon: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk
•kjenne igjen svingelikningen i et konkret system og lese av egenfrekvensen, og regne trygt mellom vinkelfrekvens, frekvens og periode
5.1Harmoniske svingninger, egenfrekvens, fysisk og konisk pendel
•finne samlet fjærstivhet for fjærer i serie og parallell, og forklare hvorfor serie gir en mykere kobling
5.1Harmoniske svingninger, egenfrekvens, fysisk og konisk pendel
•regne ut svingetiden til en fysisk pendel med treghetsmomentet om opphengspunktet og avstanden til massesenteret
5.1Harmoniske svingninger, egenfrekvens, fysisk og konisk pendel
•sette opp de to kraftlikningene for en konisk pendel og finne periode, fart og snorstrekk
5.1Harmoniske svingninger, egenfrekvens, fysisk og konisk pendel
•regne ut dempingskoeffisienten fra masse og dempingskonstant, og finne tiden til en gitt brøk av amplituden eller energien
5.2Dempede og drevne svingninger — $Q$-faktor og resonans
•avgjøre om et system er svakt, kritisk eller overkritisk dempet, og forklare hvorfor kritisk demping gir raskest retur
5.2Dempede og drevne svingninger — $Q$-faktor og resonans
•regne ut kvalitetsfaktoren og bruke den som mål på både utdøingstid og forsterkning på resonans
5.2Dempede og drevne svingninger — $Q$-faktor og resonans
•sette opp likningen for en drevet svingning, finne amplituden på og utenfor resonans, og forklare seismometerets virkemåte
5.2Dempede og drevne svingninger — $Q$-faktor og resonans
•kjenne igjen hvilket svingesystem en oppgave beskriver, og velge formel på få sekunder
5.3Drill: svingninger og pendler (sjanger M7, M8)
•gjennomføre hele regnekjeden til et bokstavsvar i eksamenstempo, med faktoren $2\pi$ og faktoren 2 i dempingen på riktig plass
5.3Drill: svingninger og pendler (sjanger M7, M8)
•bruke Steiners sats rutinemessig i pendeloppgaver, og kontrollere svaret med effektiv pendellengde
5.3Drill: svingninger og pendler (sjanger M7, M8)
•kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke fysiske grenser til å stryke alternativer
5.3Drill: svingninger og pendler (sjanger M7, M8)8.3Drill: kretsprosessen (sjanger T5–T6)
•regne ut egenfrekvens, frekvens, periode og fjærstivhet på tid, med faktoren $2\pi$ på riktig plass
5.PPrøver til del 5: Svingninger og pendler
•finne svingetiden til en fysisk, sammensatt og konisk pendel, med treghetsmoment om opphengspunktet og riktig avstand til massesenteret
5.PPrøver til del 5: Svingninger og pendler
•behandle en dempet svingning: dempingskoeffisient, tid til en gitt brøk av amplitude eller energi, antall svingninger, kvalitetsfaktor og resonans
5.PPrøver til del 5: Svingninger og pendler
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke fysiske grenser og enhetssjekk til å stryke gale alternativer
5.PPrøver til del 5: Svingninger og pendler
•kunne løse den ideelle gassloven for trykk, volum, temperatur eller stoffmengde, med alle enheter i SI og temperaturen i kelvin
6.1Ideell gasslov, molekyltall og kinetisk gassteori
•kunne regne antall molekyler og partikkeltetthet, og vite når man bruker gasskonstanten og når man bruker Boltzmanns konstant
6.1Ideell gasslov, molekyltall og kinetisk gassteori
•kunne utlede at midlere kinetisk energi per molekyl er $\tfrac32k_BT$, og forklare hva temperatur derfor er
6.1Ideell gasslov, molekyltall og kinetisk gassteori
•kunne regne og sammenligne rotmiddelkvadratfarten for ulike gasser, og skille mellom det som avhenger av massen og det som ikke gjør det
6.1Ideell gasslov, molekyltall og kinetisk gassteori
•kunne telle antall kvadratiske frihetsgrader for et gassmolekyl ut fra om det er enatomig, lineært eller bøyd, og om vibrasjonen er aktiv
6.2Ekvipartisjon, frihetsgrader og varmekapasitet ($C_V$, $C_P$, $\gamma$)
•kunne regne indre energi og begge molare varmekapasiteter fra antall frihetsgrader, og forklare hvorfor $C_P$ er større enn $C_V$
6.2Ekvipartisjon, frihetsgrader og varmekapasitet ($C_V$, $C_P$, $\gamma$)
•kunne utlede at $C_P=C_V+R$ fra energiregnskapet ved konstant trykk, og bruke $\gamma=(f+2)/f$
6.2Ekvipartisjon, frihetsgrader og varmekapasitet ($C_V$, $C_P$, $\gamma$)
•kunne gå baklengs fra en målt varmekapasitet eller et målt $\gamma$ til antall frihetsgrader, og forklare hvorfor varmekapasiteten stiger i trinn med temperaturen
6.2Ekvipartisjon, frihetsgrader og varmekapasitet ($C_V$, $C_P$, $\gamma$)
•kunne kjøre gasslov-oppgaven fra enhetsomregning til tallsvar på under to minutter, med kelvin og riktig konstant
6.3Drill: gasslov, $v_\text{rms}$ og frihetsgrader (sjanger T1–T3)
•kunne velge mellom gasskonstanten og Boltzmanns konstant ut fra om svaret skal være i mol eller i antall molekyler
6.3Drill: gasslov, $v_\text{rms}$ og frihetsgrader (sjanger T1–T3)
•kunne regne og sammenligne rotmiddelkvadratfarter uten å regne begge gassene, og skille fart fra energi
6.3Drill: gasslov, $v_\text{rms}$ og frihetsgrader (sjanger T1–T3)
•kunne telle frihetsgrader og gå både framlengs og baklengs mellom antall frihetsgrader og varmekapasitetene
6.3Drill: gasslov, $v_\text{rms}$ og frihetsgrader (sjanger T1–T3)
•kunne løse en full gasslov-oppgave fra enhetsomregning til masse, molekyltall og gjenværende gassmengde etter bruk
6.PPrøver til del 6: Gasslover, kinetisk teori og ekvipartisjon
•kunne regne og sammenligne rotmiddelkvadratfarter for flere gasser, og kontrollere trykket fra kinetisk gassteori mot gassloven
6.PPrøver til del 6: Gasslover, kinetisk teori og ekvipartisjon
•kunne telle frihetsgrader ut fra molekylets form og gå både framlengs og baklengs til varmekapasiteter og adiabateksponent
6.PPrøver til del 6: Gasslover, kinetisk teori og ekvipartisjon
•kunne arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke fysiske grenser, enhet og størrelsesorden til å stryke gale alternativer
6.PPrøver til del 6: Gasslover, kinetisk teori og ekvipartisjon
•kunne bruke første hovedsetning med riktig fortegn, og lese hvert fortegn ut i klartekst som varme inn eller ut og arbeid på eller av gassen
7.1Første hovedsetning og termodynamiske prosesser
•kunne kjenne igjen prosesstypen fra oppgaveteksten og bruke den relasjonen som gjelder for nettopp den prosessen
7.1Første hovedsetning og termodynamiske prosesser
•kunne utlede adiabatrelasjonene fra første hovedsetning og velge den formen som passer de oppgitte størrelsene
7.1Første hovedsetning og termodynamiske prosesser
•kunne begrunne hvorfor adiabaten er brattere enn isotermen, og bruke det til å kontrollere svar og stryke urimelige alternativer
7.1Første hovedsetning og termodynamiske prosesser
•kunne regne entropiendringen for en ideell gass, et varmereservoar og et stoff med konstant varmekapasitet, med alle temperaturer i kelvin
7.2Entropi og andre hovedsetning
•kunne konstruere en reversibel omvei for en irreversibel prosess, og forklare hvorfor svaret gjelder for den faktiske prosessen
7.2Entropi og andre hovedsetning
•kunne skille systemets entropiendring fra universets, og bruke andre hovedsetning til å avgjøre om en foreslått prosess er mulig
7.2Entropi og andre hovedsetning
•kunne forklare hvorfor en reversibel adiabat har uendret entropi, mens en fri ekspansjon øker den selv om ingen varme utveksles
7.2Entropi og andre hovedsetning
•kunne kjenne igjen prosesstypen fra signalordet i oppgaveteksten og bruke bare den relasjonen som gjelder der
7.3Drill: prosesser, $\Delta U=Q-W$ og entropi (sjanger T4, T7, T8)
•kunne velge riktig adiabatform og riktig eksponent, og kontrollere svaret med gassloven
7.3Drill: prosesser, $\Delta U=Q-W$ og entropi (sjanger T4, T7, T8)
•kunne regne entropiendring for gass, reservoar og univers, og konstruere en reversibel omvei når prosessen er irreversibel
7.3Drill: prosesser, $\Delta U=Q-W$ og entropi (sjanger T4, T7, T8)
•kunne føre en firetrinns kretsprosess trinn for trinn og bruke at indre energi og entropi er null over sløyfa som kontroll
7.3Drill: prosesser, $\Delta U=Q-W$ og entropi (sjanger T4, T7, T8)
•kunne føre en gass mellom to tilstander langs to ulike veier og vise at indre energi og entropi er like mens varme og arbeid ikke er
7.PPrøver til del 7: Hovedsetningene, prosesser og entropi
•kunne gjennomføre en full adiabatregning med riktig eksponent, kontrollere trykket med gassloven og sammenligne med den isoterme prosessen
7.PPrøver til del 7: Hovedsetningene, prosesser og entropi
•kunne regne entropiendring for gass, fri ekspansjon, varmereservoarer og blanding av væsker, med alle temperaturer i kelvin
7.PPrøver til del 7: Hovedsetningene, prosesser og entropi
•kunne bruke andre hovedsetning til å avgjøre om en foreslått prosess er mulig, og sette tall på det tapte arbeidet
7.PPrøver til del 7: Hovedsetningene, prosesser og entropi
•sette opp en hjørnetabell for en kretsprosess og finne trykk, volum og temperatur i hvert hjørne
8.1Kretsprosesser og virkningsgrad (Carnot, Otto, Stirling)
•klassifisere varme og arbeid med riktig fortegn på hvert trinn, og finne netto arbeid som det omsluttede arealet
8.1Kretsprosesser og virkningsgrad (Carnot, Otto, Stirling)
•regne virkningsgraden til en syklus og sammenligne den med Carnot-grensen, med alle temperaturer i kelvin
8.1Kretsprosesser og virkningsgrad (Carnot, Otto, Stirling)
•kjenne igjen Carnot-, Otto-, Stirling- og Diesel-syklusen i et pV-diagram og bruke virkningsgradsuttrykket som hører til hver
8.1Kretsprosesser og virkningsgrad (Carnot, Otto, Stirling)
•regne effektfaktoren for oppvarming og for kjøling, og velge riktig av de to ut fra hva som er nytten i oppgaven
8.2Varmepumpe og kjøleskap — effektfaktor
•bruke energibalansen over en syklus til å finne kompressorarbeid, varme flyttet eller varme avgitt
8.2Varmepumpe og kjøleskap — effektfaktor
•regne Carnot-grensen for en varmepumpe med alle temperaturer i kelvin, og forklare hvorfor et svar under 1 er umulig
8.2Varmepumpe og kjøleskap — effektfaktor
•bygge effektfaktoren fra et praktisk oppsett med vannmengde, temperaturheving, kompressoreffekt og tid
8.2Varmepumpe og kjøleskap — effektfaktor
•kjenne igjen hvilken syklus en oppgave beskriver og velge riktig virkningsgradsuttrykk på få sekunder
8.3Drill: kretsprosessen (sjanger T5–T6)
•fylle ut en hjørnetabell og regne varme og arbeid trinn for trinn med riktig fortegn, i eksamenstempo
8.3Drill: kretsprosessen (sjanger T5–T6)
•velge mellom virkningsgrad og de to effektfaktorene ut fra hva oppgaven oppgir som nytte
8.3Drill: kretsprosessen (sjanger T5–T6)
•fylle ut en hjørnetabell for en Carnot-syklus og kontrollere den mot både gasslova og entropiregnskapet
8.PPrøver til del 8: Kretsprosesser, virkningsgrad og varmepumper
•regne gjennom en Otto- og en Stirling-syklus med samme ytterste temperaturer, og forklare hvorfor de gir ulik virkningsgrad
8.PPrøver til del 8: Kretsprosesser, virkningsgrad og varmepumper
•finne effektfaktor, kompressorarbeid og varmestrømmer for en varmepumpe og et kjøleskap, med alle temperaturer i kelvin
8.PPrøver til del 8: Kretsprosesser, virkningsgrad og varmepumper
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke fysiske grenser til å stryke gale alternativer
8.PPrøver til del 8: Kretsprosesser, virkningsgrad og varmepumper
•regne varmestrøm og varmefluks gjennom en sammensatt vegg ved å summere de termiske motstandene
9.1Varmeledning i sjikt — Fouriers lov og termisk motstand
•finne temperaturen i en grenseflate og på en overflate, og kontrollere svaret fra motsatt side
9.1Varmeledning i sjikt — Fouriers lov og termisk motstand
•skille varmeledning fra varmeovergang, og legge filmmotstander riktig inn i serieregningen
9.1Varmeledning i sjikt — Fouriers lov og termisk motstand
•avgjøre om felt ligger i serie eller parallell, og regne U-verdi og samlet varmetap for en vegg med vindu
9.1Varmeledning i sjikt — Fouriers lov og termisk motstand
•regne utstrålt og netto strålingseffekt fra en flate, med emissivitet og alle temperaturer i kelvin
9.2Varmestråling — Stefan–Boltzmann, platebalanse og Wien
•utlede og bruke platebalansen for en tynn plate mellom to reservoarer, og vite at det er fjerdepotensene som midles
9.2Varmestråling — Stefan–Boltzmann, platebalanse og Wien
•finne bølgelengden med største utstråling fra en temperatur og omvendt, og kjenne retningen i Wiens lov
9.2Varmestråling — Stefan–Boltzmann, platebalanse og Wien
•sette opp en stasjonær strålingsbalanse for et legeme som mottar stråling utenfra, og se hvilke størrelser som faller ut
9.2Varmestråling — Stefan–Boltzmann, platebalanse og Wien
•avgjøre på få sekunder om en oppgave er varmeledning eller stråling, og velge formelfamilie deretter
9.3Drill: varmeledning og stråling (sjanger T9–T10)
•summere termiske motstander i serie og parallell i eksamenstempo, med alle tykkelser i meter
9.3Drill: varmeledning og stråling (sjanger T9–T10)
•regne netto stråling, platebalanse og Wien med alle temperaturer i kelvin og riktig fjerde-potens-form
9.3Drill: varmeledning og stråling (sjanger T9–T10)
•kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke størrelsesorden til å stryke alternativer
9.3Drill: varmeledning og stråling (sjanger T9–T10)
•summere termiske motstander i serie og finne grenseflatetemperaturer, med kontroll fra begge sider av veggen
9.PPrøver til del 9: Varmetransport og stråling
•legge inn varmeovergang riktig og avgjøre om en overflatetemperatur kommer under duggpunktet
9.PPrøver til del 9: Varmetransport og stråling
•regne netto stråling, platebalanse og antall strålingsskjermer med alle temperaturer i kelvin
9.PPrøver til del 9: Varmetransport og stråling
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke størrelsesorden til å stryke gale alternativer
9.PPrøver til del 9: Varmetransport og stråling
•bruke van der Waals' tilstandsligning til å finne trykk, volum eller temperatur for en tett gass, og se når den går over i den ideelle gassloven
10.1van der Waals, kritisk punkt og fasediagram
•utlede og bruke uttrykkene for kritisk volum, kritisk trykk og kritisk temperatur ut fra de to konstantene i ligningen
10.1van der Waals, kritisk punkt og fasediagram
•lese et fasediagram: plassere et punkt i riktig fase, og skille trippelpunktet fra det kritiske punktet
10.1van der Waals, kritisk punkt og fasediagram
•forklare hvorfor det ikke finnes flytende fase under trippeltrykket, og hva som skjer over den kritiske temperaturen
10.1van der Waals, kritisk punkt og fasediagram
•utlede Clausius–Clapeyrons ligning fra en uendelig liten Carnot-syklus, og se hvilke antakelser den integrerte formen hviler på
10.2Clausius–Clapeyron, damptrykk og termisk utvidelse
•regne damptrykk ved en gitt temperatur, og kokepunkt ved et gitt trykk, med kokepunktet ved én atmosfære som referanse
10.2Clausius–Clapeyron, damptrykk og termisk utvidelse
•regne lengde-, areal- og volumutvidelse for faste stoffer og væsker, og finne hvor mye som renner over fra en full beholder
10.2Clausius–Clapeyron, damptrykk og termisk utvidelse
•avgjøre når temperaturen må være i kelvin og når celsius er trygt, og begrunne skillet
10.2Clausius–Clapeyron, damptrykk og termisk utvidelse
•avgjøre på få sekunder hvilket av de fire sporene en oppgave hører til, og velge formelfamilie deretter
10.3Drill: van der Waals, fasediagram og Clausius–Clapeyron (sjanger T11–T13)
•regne kritisk punkt fra de to konstantene i eksamenstempo, og bruke kompressibilitetsfaktoren som kontroll på alle tre
10.3Drill: van der Waals, fasediagram og Clausius–Clapeyron (sjanger T11–T13)
•lese av en fase i et fasediagram uten å regne, og avgjøre hvilke faseoverganger en ferd passerer
10.3Drill: van der Waals, fasediagram og Clausius–Clapeyron (sjanger T11–T13)
•regne damptrykk og termisk utvidelse med riktig temperaturskala i hver av dem, og kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på
10.3Drill: van der Waals, fasediagram og Clausius–Clapeyron (sjanger T11–T13)
•regne det kritiske punktet fra van der Waals-konstantene og skissere utledningen fra de to betingelsene som definerer det
10.PPrøver til del 10: Faseoverganger og reelle gasser
•avgjøre hvilken fase en tilstand har ved å sammenligne med trippeltrykket og den kritiske temperaturen, og følge en ferd gjennom diagrammet
10.PPrøver til del 10: Faseoverganger og reelle gasser
•regne damptrykk og kokepunkt fra et referansepunkt, og lengde- og volumutvidelse med riktig koeffisient
10.PPrøver til del 10: Faseoverganger og reelle gasser
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer, og bruke fortegn og størrelsesorden til å stryke gale alternativer uten å regne ferdig
10.PPrøver til del 10: Faseoverganger og reelle gasser
•skrive en ligning på fikspunktform, kjøre iterasjonen for hånd med riktig antall steg, og avgjøre om formen konvergerer
11.1Fikspunktiterasjon og Euler-diskretisering
•utlede iterasjonsligningen fra maksimum i Plancks strålingslov, og finne Wien-konstanten fra roten
11.1Fikspunktiterasjon og Euler-diskretisering
•utlede konvergensordenen til fikspunktiterasjon, halveringsmetoden og Newtons metode, og bruke den til å anslå hvor mange steg som trengs
11.1Fikspunktiterasjon og Euler-diskretisering
•føre en Euler-tabell for en bevegelse eller en avkjøling, anslå feilen ved å halvere tidssteget, og forutsi retningen på feilen
11.1Fikspunktiterasjon og Euler-diskretisering
•utlede iterasjonsligningen fra maksimum i Plancks strålingslov og regne Wien-konstanten fra roten
11.PPrøver til del 11: Numerisk iterasjon
•skrive om en fysikkligning til en fikspunktform som konvergerer, og anslå hvor mange steg som trengs fra konvergensraten
11.PPrøver til del 11: Numerisk iterasjon
•føre en Euler-tabell for både fart og strekning, og bekrefte at feilen er proporsjonal med tidssteget
11.PPrøver til del 11: Numerisk iterasjon
•arbeide i flervalgsformat med seks alternativer der de gale svarene er naboer i iterasjonsrekken, og telle stegene riktig
11.PPrøver til del 11: Numerisk iterasjon
•planlegge tidsbruken på et firetimers flervalgssett med rundt 40 spørsmål, og vite når et spørsmål skal merkes og forlates
12.1MC-strategi, rask vei til tall og avrundingsdisiplin
•holde tre til fire gjeldende siffer gjennom hele regnekjeden, runde av først i sluttsvaret, og kjøre den faste kontrollen av enhet, tierpotens, fortegn, faktor og temperaturskala før hvert kryss
12.1MC-strategi, rask vei til tall og avrundingsdisiplin
•stryke svaralternativer uten regning ved hjelp av enhet, tierpotens og noen få fysiske grenser
12.1MC-strategi, rask vei til tall og avrundingsdisiplin
•kjenne igjen hvilken konkret regnefeil et galt svaralternativ er bygget på, og bruke det til å velge riktig
12.1MC-strategi, rask vei til tall og avrundingsdisiplin
•gjennomføre et helt firetimers flervalgssett med formelark og en enkel kalkulator, uten å bruke boka
12.2Øvingseksamen 1 — 40-spørsmålsmalen (standard)
•kjenne igjen sjangeren til et spørsmål på noen sekunder, uten at oppgaven sier hvilket tema den hører til
12.2Øvingseksamen 1 — 40-spørsmålsmalen (standard)
•føre en kretsprosess sin hjørnetabell én gang og kontrollere den før den brukes videre
12.2Øvingseksamen 1 — 40-spørsmålsmalen (standard)
•rette eget arbeid mot en fullstendig fasit, og lese ut av hvilket galt alternativ du valgte hvilken regnefeil du gjorde
12.2Øvingseksamen 1 — 40-spørsmålsmalen (standard)
•løse de tyngre variantene av kjernesjangrene under samme tidspress som standardmalen
12.3Øvingseksamen 2 — 40-spørsmålsmalen (tyngre varianter)
•arbeide gjennom en Otto-syklus som fire koblede spørsmål, med kontroll av virkningsgraden på to uavhengige måter
12.3Øvingseksamen 2 — 40-spørsmålsmalen (tyngre varianter)
•skille de irreversible entropiprosessene fra de reversible, og se at universets entropi må øke
12.3Øvingseksamen 2 — 40-spørsmålsmalen (tyngre varianter)
•kjenne igjen når to ulike regnefeil gir samme tallsvar, og bruke egen mellomregning til å avgjøre hvilken du gjorde
12.3Øvingseksamen 2 — 40-spørsmålsmalen (tyngre varianter)
•gjennomføre et sett som dekker samtlige sjangre i faget, på fire timer og uten boka
12.4Øvingseksamen 3 — 40-spørsmålsmalen (generalprøve)
•kjenne igjen og løse de sjangrene som opptrer sjeldnest — presesjon, rakett, termisk utvidelse og Euler-diskretisering
12.4Øvingseksamen 3 — 40-spørsmålsmalen (generalprøve)
•skille to alternativer som ligger tett, ved å lese nøyaktig hva oppgaven spør om
12.4Øvingseksamen 3 — 40-spørsmålsmalen (generalprøve)
•lese eget resultat som en sjangerdekning, og oversette bom til en konkret leseplan
12.4Øvingseksamen 3 — 40-spørsmålsmalen (generalprøve)

Kapitler med kompetansemål

0Eksamenskart og formelark

0.1Eksamenskartet: slik testes TFY4115
  • gjøre rede for hvordan emnet vurderes: fire timers skriftlig eksamen som er ren flervalg med rundt 40 spørsmål og seks svaralternativer, fast delt i en mekanikkhalvdel og en termofysikkhalvdel
  • regne ut hva ett poeng for riktig og null for feil eller blankt betyr for arbeidsmåten, og hvorfor gjettesannsynligheten er omtrent 17 prosent og ikke 25
  • prioritere lesingen etter hvor stor andel av eksamenssettene hvert tema faktisk inngår i
  • bruke det utdelte formelarket og Rottmann som oppslagsverk i stedet for å pugge formler og konstanter

1Kinematikk og krum bane

1.1Kinematikk fra fartsfunksjon — derivér, integrér, tell runder
  • finne akselerasjonen og vinkelakselerasjonen ved å derivere en oppgitt fartsmodell, og avgjøre om maksimum ligger i startøyeblikket eller inne i intervallet
  • regne ut strekning og total dreievinkel ved å integrere farten, også når integrasjonen går helt ut til at bevegelsen dør ut
  • finne antall hele omdreininger som heltallsdelen av totalvinkelen dividert på $2\pi$, og forklare hvorfor sifferdisiplinen avgjør svaret her
  • kjenne igjen når konstant-akselerasjonsformlene ikke gjelder, og velge derivasjon eller integrasjon i stedet
1.2Krumning og normalkraft — $1/\rho=|y''|$ i topp- og bunnpunkt
  • finne krumningsradien til en oppgitt bane, både med den generelle formelen og med forenklingen som gjelder i topp- og bunnpunkt
  • sette opp Newtons 2. lov inn mot krumningssenteret og regne ut normalkraften med riktig fortegn i både toppunkt og bunnpunkt
  • finne farten der et legeme mister kontakten med underlaget, og forklare hvorfor massen faller ut av det svaret
  • kombinere energibevaring for et glidende legeme med krumningsregningen for å komme fra en oppgitt høyde til en kraft
1.3Drill: kinematikk-kjeden (sjanger M10–M11, MC-tempo)
  • velge riktig verktøy på få sekunder ut fra hva spørsmålet ber om: derivasjon, integrasjon, rundetelling eller krumning med Newtons 2. lov
  • gjennomføre hele regnekjeden fra oppgitt fartsmodell eller bane til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo
  • gjenkjenne hvilken konkret regnefeil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke størrelsesorden til å stryke alternativer
  • holde fire gjeldende siffer gjennom kjeden og forklare hvorfor avrunding kan flytte svaret et helt alternativ i rundetelling og i normalkraftregning
1.PPrøver til del 1: Kinematikk og krum bane
  • gjennomføre hele kinematikk-kjeden på tid: derivere for akselerasjon, integrere for strekning og vinkel, og telle hele omdreininger
  • regne ut normalkraft og kritisk fart fra en oppgitt bane, med riktig fortegn i både toppunkt og bunnpunkt
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke enhet, fortegn og størrelsesorden til å stryke gale alternativer
  • kontrollere eget arbeid mot en sjekkliste før svaret leveres

2Kraft, energi og rulling

2.1Newtons 2. lov på skråplan med friksjon
  • sette opp et frilegemediagram for et legeme på et skråplan og dekomponere tyngden langs og normalt på planet
  • regne ut akselerasjonen med riktig fortegn foran friksjonsleddet, både når legemet går oppover og nedover
  • avgjøre om et legeme blir liggende eller begynner å gli, og finne vinkelen der glidingen starter
  • finne normalkraften når en ytre kraft har en komponent normalt på flaten, og forklare hvorfor friksjonen endres med den
2.2Arbeid, energibevaring og rullende legeme ($K=\tfrac{7}{10}mv^2$)
  • regne arbeidet en kraft gjør som areal under kraft–vei-grafen, og bruke arbeid–energisetningen til å finne en fart
  • sette opp den totale kinetiske energien for et legeme som ruller uten å gli, med rullebetingelsen og treghetsmomentet fra formelarket
  • regne ut sluttfarten etter et høydefall for kule, sylinder, kuleskall og glidende kloss, og forklare rekkefølgen ut fra hvor massen ligger
  • finne effekten mot en luftmotstand som vokser med fartskvadratet, og regne ut terminalfarten til et fallende legeme
2.3Drill: skråplan og energibevaring (sjanger M1, M3)
  • avgjøre på få sekunder om en oppgave skal løses med Newtons 2. lov og kinematikk eller med energibevaring, ut fra om kraften langs banen er konstant
  • avgjøre om et legeme ruller eller glir, og ta med rotasjonsleddet med riktig formfaktor for kule, sylinder, kuleskall og ring
  • sette riktig fortegn på friksjonsleddet i begge bevegelsesretninger, og finne normalkraften når en ytre kraft endrer den
  • gjennomføre hele regnekjeden til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo, og kjenne igjen hvilken konkret regnefeil hvert galt svaralternativ er bygget på
2.PPrøver til del 2: Kraft, energi og rulling
  • sette opp frilegemediagram og Newtons 2. lov på et skråplan med friksjon, og regne akselerasjon, snuavstand og glidebetingelse med riktig fortegn i begge retninger
  • bruke energibevaring på et legeme som ruller uten å gli, med riktig formfaktor, og gjøre opp energiregnskapet mellom translasjon og rotasjon i joule
  • kombinere arbeid som areal under en kraftkurve med effekt og terminalfart i sammensatte oppgaver
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke enhet, fortegn og størrelsesorden til å stryke gale alternativer

3Bevegelsesmengde, støt og baner

3.1Bevegelsesmengde, impuls og støt
  • regne bevegelsesmengde og impuls med riktig fortegn, og lese impulsen som arealet under en kraft–tid-graf
  • avgjøre ut fra oppgaveteksten om et støt er elastisk eller fullstendig uelastisk, og velge bevaringslov deretter
  • finne felles fart og energitap i et uelastisk støt, og de to fartene etter et elastisk støt
  • løse en ballistisk pendel ved å bruke impulsbevarelse gjennom støtet og energibevaring gjennom svinget
3.2Gravitasjon, satellittbaner og rakettligning
  • sette gravitasjonskraften lik den nødvendige sentripetalkraften og løse for banefart, baneradius eller omløpstid
  • finne radien og høyden til en geostasjonær bane, med omløpstiden riktig omregnet til sekunder
  • bruke rakettligningen til å finne fartsøkning, sluttmasse eller drivstoffandel, og forklare hvorfor massen synker når farten øker
  • kontrollere et banesvar mot Keplers tredje lov og mot rimelig størrelsesorden
3.3Drill: støt, impuls og baner (sjanger M6, M12)
  • avgjøre på få sekunder hvilken bevaringslov som gjelder i hvert steg av en oppgave: bevegelsesmengden alltid i støtet, energien bare når støtet er elastisk, og energien i fasen etter støtet
  • gjennomføre hele regnekjeden fra oppgitte masser, farter, kraftpulser eller omløpstider til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo
  • regne energitapet i et uelastisk støt som en differanse, og forklare hvorfor energibevaring alltid gir for høy fart der
  • sette gravitasjonen lik resultanten inn mot sentrum for en sirkelbane, holde tidsenheten ren og kontrollere svaret mot forholdet mellom omløpstid og baneradius
3.PPrøver til del 3: Bevegelsesmengde, støt og baner
  • velge riktig bevaringslov for hver fase av et støt- eller pendelproblem, og regne ut farter og energitap på tid
  • finne impulsen som arealet under en kraftgraf, og skille mellom maksimalkraft og middelkraft
  • regne ut baneradius, banefart og omløpstid for en sirkelbane, og bruke rakettligningen på en masse- og skyvekraftoppgave
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke enhet, fortegn og størrelsesorden til å stryke gale alternativer

4Rotasjon: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk

4.1Massesenter, treghetsmoment og Steiners sats
  • finne massesenteret til et system av punktmasser og til et sammensatt legeme, komponent for komponent
  • regne ut treghetsmomentet for punktmasser med riktig vinkelrett avstand til aksen, og for et legeme der massen ikke er jevnt fordelt, ved å integrere
  • bruke Steiners sats til å flytte treghetsmomentet fra massesenteret til en parallell akse, og kontrollere at svaret er større enn utgangspunktet
  • velge riktig standardtreghetsmoment for stang, kule, kuleskall, sylinder, ring og plate, og kjenne igjen når oppslaget på formelarket ikke er nok
4.2Dreieimpuls, rulling, presesjon og fallende stang
  • sette opp Newtons 2. lov for rotasjon og spinnsatsen, og velge riktig av dem ut fra om treghetsmomentet er konstant
  • regne ut total dreieimpuls om et valgt punkt som summen av spinn- og banebidrag, med retning oppgitt i ord
  • bruke bevaring av dreieimpuls når et system endrer form, og forklare hvorfor kinetisk energi ikke er bevart samtidig
  • behandle overgangen fra gliding til ren rulling med to Newton-likninger, og bruke energibevaring og spinnsatsen på den fallende stanga
4.3Statikk og momentbalanse
  • sette opp et frilegemediagram med alle krefter navngitt, og definere positiv rotasjonsretning før den første momentlikningen
  • velge momentpunkt slik at ukjente krefter faller ut, og løse for taustrekk, opplagerkrefter og hengselkrefter
  • tolke en negativ opplagerkraft som en kraft i motsatt retning, og kontrollere svaret med et annet momentpunkt
  • behandle friksjon som en ulikhet i statikk, og regne på stige mot glatt vegg, talje og kantring
4.4Drill: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk (sjanger M4, M5, M9)
  • velge riktig verktøy på få sekunder ut fra hva spørsmålet ber om: oppslag, Steiner, dreieimpuls, bevaring eller likevekt
  • gjennomføre hele regnekjeden fra oppgitte tall til et bokstavsvar innenfor eksamenstempo
  • kjenne igjen hvilken konkret regnefeil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke øvre og nedre grenser til å stryke alternativer
  • holde fire gjeldende siffer gjennom kjeden og skrive retning og fortegn eksplisitt i hvert delsvar
4.PPrøver til del 4: Rotasjon: treghetsmoment, dreieimpuls og statikk
  • regne ut massesenter og treghetsmoment på tid, også når massen er ujevnt fordelt og aksen ligger utenfor massesenteret
  • sette opp dreieimpuls med spinn og bane, oppgi retning i ord, og behandle overgangen fra gliding til ren rulling
  • løse statikkoppgaver ved å velge momentpunkt klokt, og tolke en negativ opplagerkraft som en kraft i motsatt retning
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke enhet, fortegn og fysiske grenser til å stryke gale alternativer

5Svingninger og pendler

5.1Harmoniske svingninger, egenfrekvens, fysisk og konisk pendel
  • kjenne igjen svingelikningen i et konkret system og lese av egenfrekvensen, og regne trygt mellom vinkelfrekvens, frekvens og periode
  • finne samlet fjærstivhet for fjærer i serie og parallell, og forklare hvorfor serie gir en mykere kobling
  • regne ut svingetiden til en fysisk pendel med treghetsmomentet om opphengspunktet og avstanden til massesenteret
  • sette opp de to kraftlikningene for en konisk pendel og finne periode, fart og snorstrekk
5.2Dempede og drevne svingninger — $Q$-faktor og resonans
  • regne ut dempingskoeffisienten fra masse og dempingskonstant, og finne tiden til en gitt brøk av amplituden eller energien
  • avgjøre om et system er svakt, kritisk eller overkritisk dempet, og forklare hvorfor kritisk demping gir raskest retur
  • regne ut kvalitetsfaktoren og bruke den som mål på både utdøingstid og forsterkning på resonans
  • sette opp likningen for en drevet svingning, finne amplituden på og utenfor resonans, og forklare seismometerets virkemåte
5.3Drill: svingninger og pendler (sjanger M7, M8)
  • kjenne igjen hvilket svingesystem en oppgave beskriver, og velge formel på få sekunder
  • gjennomføre hele regnekjeden til et bokstavsvar i eksamenstempo, med faktoren $2\pi$ og faktoren 2 i dempingen på riktig plass
  • bruke Steiners sats rutinemessig i pendeloppgaver, og kontrollere svaret med effektiv pendellengde
  • kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke fysiske grenser til å stryke alternativer
5.PPrøver til del 5: Svingninger og pendler
  • regne ut egenfrekvens, frekvens, periode og fjærstivhet på tid, med faktoren $2\pi$ på riktig plass
  • finne svingetiden til en fysisk, sammensatt og konisk pendel, med treghetsmoment om opphengspunktet og riktig avstand til massesenteret
  • behandle en dempet svingning: dempingskoeffisient, tid til en gitt brøk av amplitude eller energi, antall svingninger, kvalitetsfaktor og resonans
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke fysiske grenser og enhetssjekk til å stryke gale alternativer

6Gasslover, kinetisk teori og ekvipartisjon

6.1Ideell gasslov, molekyltall og kinetisk gassteori
  • kunne løse den ideelle gassloven for trykk, volum, temperatur eller stoffmengde, med alle enheter i SI og temperaturen i kelvin
  • kunne regne antall molekyler og partikkeltetthet, og vite når man bruker gasskonstanten og når man bruker Boltzmanns konstant
  • kunne utlede at midlere kinetisk energi per molekyl er $\tfrac32k_BT$, og forklare hva temperatur derfor er
  • kunne regne og sammenligne rotmiddelkvadratfarten for ulike gasser, og skille mellom det som avhenger av massen og det som ikke gjør det
6.2Ekvipartisjon, frihetsgrader og varmekapasitet ($C_V$, $C_P$, $\gamma$)
  • kunne telle antall kvadratiske frihetsgrader for et gassmolekyl ut fra om det er enatomig, lineært eller bøyd, og om vibrasjonen er aktiv
  • kunne regne indre energi og begge molare varmekapasiteter fra antall frihetsgrader, og forklare hvorfor $C_P$ er større enn $C_V$
  • kunne utlede at $C_P=C_V+R$ fra energiregnskapet ved konstant trykk, og bruke $\gamma=(f+2)/f$
  • kunne gå baklengs fra en målt varmekapasitet eller et målt $\gamma$ til antall frihetsgrader, og forklare hvorfor varmekapasiteten stiger i trinn med temperaturen
6.3Drill: gasslov, $v_\text{rms}$ og frihetsgrader (sjanger T1–T3)
  • kunne kjøre gasslov-oppgaven fra enhetsomregning til tallsvar på under to minutter, med kelvin og riktig konstant
  • kunne velge mellom gasskonstanten og Boltzmanns konstant ut fra om svaret skal være i mol eller i antall molekyler
  • kunne regne og sammenligne rotmiddelkvadratfarter uten å regne begge gassene, og skille fart fra energi
  • kunne telle frihetsgrader og gå både framlengs og baklengs mellom antall frihetsgrader og varmekapasitetene
6.PPrøver til del 6: Gasslover, kinetisk teori og ekvipartisjon
  • kunne løse en full gasslov-oppgave fra enhetsomregning til masse, molekyltall og gjenværende gassmengde etter bruk
  • kunne regne og sammenligne rotmiddelkvadratfarter for flere gasser, og kontrollere trykket fra kinetisk gassteori mot gassloven
  • kunne telle frihetsgrader ut fra molekylets form og gå både framlengs og baklengs til varmekapasiteter og adiabateksponent
  • kunne arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke fysiske grenser, enhet og størrelsesorden til å stryke gale alternativer

7Hovedsetningene, prosesser og entropi

7.1Første hovedsetning og termodynamiske prosesser
  • kunne bruke første hovedsetning med riktig fortegn, og lese hvert fortegn ut i klartekst som varme inn eller ut og arbeid på eller av gassen
  • kunne kjenne igjen prosesstypen fra oppgaveteksten og bruke den relasjonen som gjelder for nettopp den prosessen
  • kunne utlede adiabatrelasjonene fra første hovedsetning og velge den formen som passer de oppgitte størrelsene
  • kunne begrunne hvorfor adiabaten er brattere enn isotermen, og bruke det til å kontrollere svar og stryke urimelige alternativer
7.2Entropi og andre hovedsetning
  • kunne regne entropiendringen for en ideell gass, et varmereservoar og et stoff med konstant varmekapasitet, med alle temperaturer i kelvin
  • kunne konstruere en reversibel omvei for en irreversibel prosess, og forklare hvorfor svaret gjelder for den faktiske prosessen
  • kunne skille systemets entropiendring fra universets, og bruke andre hovedsetning til å avgjøre om en foreslått prosess er mulig
  • kunne forklare hvorfor en reversibel adiabat har uendret entropi, mens en fri ekspansjon øker den selv om ingen varme utveksles
7.3Drill: prosesser, $\Delta U=Q-W$ og entropi (sjanger T4, T7, T8)
  • kunne kjenne igjen prosesstypen fra signalordet i oppgaveteksten og bruke bare den relasjonen som gjelder der
  • kunne velge riktig adiabatform og riktig eksponent, og kontrollere svaret med gassloven
  • kunne regne entropiendring for gass, reservoar og univers, og konstruere en reversibel omvei når prosessen er irreversibel
  • kunne føre en firetrinns kretsprosess trinn for trinn og bruke at indre energi og entropi er null over sløyfa som kontroll
7.PPrøver til del 7: Hovedsetningene, prosesser og entropi
  • kunne føre en gass mellom to tilstander langs to ulike veier og vise at indre energi og entropi er like mens varme og arbeid ikke er
  • kunne gjennomføre en full adiabatregning med riktig eksponent, kontrollere trykket med gassloven og sammenligne med den isoterme prosessen
  • kunne regne entropiendring for gass, fri ekspansjon, varmereservoarer og blanding av væsker, med alle temperaturer i kelvin
  • kunne bruke andre hovedsetning til å avgjøre om en foreslått prosess er mulig, og sette tall på det tapte arbeidet

8Kretsprosesser, virkningsgrad og varmepumper

8.1Kretsprosesser og virkningsgrad (Carnot, Otto, Stirling)
  • sette opp en hjørnetabell for en kretsprosess og finne trykk, volum og temperatur i hvert hjørne
  • klassifisere varme og arbeid med riktig fortegn på hvert trinn, og finne netto arbeid som det omsluttede arealet
  • regne virkningsgraden til en syklus og sammenligne den med Carnot-grensen, med alle temperaturer i kelvin
  • kjenne igjen Carnot-, Otto-, Stirling- og Diesel-syklusen i et pV-diagram og bruke virkningsgradsuttrykket som hører til hver
8.2Varmepumpe og kjøleskap — effektfaktor
  • regne effektfaktoren for oppvarming og for kjøling, og velge riktig av de to ut fra hva som er nytten i oppgaven
  • bruke energibalansen over en syklus til å finne kompressorarbeid, varme flyttet eller varme avgitt
  • regne Carnot-grensen for en varmepumpe med alle temperaturer i kelvin, og forklare hvorfor et svar under 1 er umulig
  • bygge effektfaktoren fra et praktisk oppsett med vannmengde, temperaturheving, kompressoreffekt og tid
8.3Drill: kretsprosessen (sjanger T5–T6)
  • kjenne igjen hvilken syklus en oppgave beskriver og velge riktig virkningsgradsuttrykk på få sekunder
  • fylle ut en hjørnetabell og regne varme og arbeid trinn for trinn med riktig fortegn, i eksamenstempo
  • velge mellom virkningsgrad og de to effektfaktorene ut fra hva oppgaven oppgir som nytte
  • kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke fysiske grenser til å stryke alternativer
8.PPrøver til del 8: Kretsprosesser, virkningsgrad og varmepumper
  • fylle ut en hjørnetabell for en Carnot-syklus og kontrollere den mot både gasslova og entropiregnskapet
  • regne gjennom en Otto- og en Stirling-syklus med samme ytterste temperaturer, og forklare hvorfor de gir ulik virkningsgrad
  • finne effektfaktor, kompressorarbeid og varmestrømmer for en varmepumpe og et kjøleskap, med alle temperaturer i kelvin
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke fysiske grenser til å stryke gale alternativer

9Varmetransport og stråling

9.1Varmeledning i sjikt — Fouriers lov og termisk motstand
  • regne varmestrøm og varmefluks gjennom en sammensatt vegg ved å summere de termiske motstandene
  • finne temperaturen i en grenseflate og på en overflate, og kontrollere svaret fra motsatt side
  • skille varmeledning fra varmeovergang, og legge filmmotstander riktig inn i serieregningen
  • avgjøre om felt ligger i serie eller parallell, og regne U-verdi og samlet varmetap for en vegg med vindu
9.2Varmestråling — Stefan–Boltzmann, platebalanse og Wien
  • regne utstrålt og netto strålingseffekt fra en flate, med emissivitet og alle temperaturer i kelvin
  • utlede og bruke platebalansen for en tynn plate mellom to reservoarer, og vite at det er fjerdepotensene som midles
  • finne bølgelengden med største utstråling fra en temperatur og omvendt, og kjenne retningen i Wiens lov
  • sette opp en stasjonær strålingsbalanse for et legeme som mottar stråling utenfra, og se hvilke størrelser som faller ut
9.3Drill: varmeledning og stråling (sjanger T9–T10)
  • avgjøre på få sekunder om en oppgave er varmeledning eller stråling, og velge formelfamilie deretter
  • summere termiske motstander i serie og parallell i eksamenstempo, med alle tykkelser i meter
  • regne netto stråling, platebalanse og Wien med alle temperaturer i kelvin og riktig fjerde-potens-form
  • kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på, og bruke størrelsesorden til å stryke alternativer
9.PPrøver til del 9: Varmetransport og stråling
  • summere termiske motstander i serie og finne grenseflatetemperaturer, med kontroll fra begge sider av veggen
  • legge inn varmeovergang riktig og avgjøre om en overflatetemperatur kommer under duggpunktet
  • regne netto stråling, platebalanse og antall strålingsskjermer med alle temperaturer i kelvin
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer og bruke størrelsesorden til å stryke gale alternativer

10Faseoverganger og reelle gasser

10.1van der Waals, kritisk punkt og fasediagram
  • bruke van der Waals' tilstandsligning til å finne trykk, volum eller temperatur for en tett gass, og se når den går over i den ideelle gassloven
  • utlede og bruke uttrykkene for kritisk volum, kritisk trykk og kritisk temperatur ut fra de to konstantene i ligningen
  • lese et fasediagram: plassere et punkt i riktig fase, og skille trippelpunktet fra det kritiske punktet
  • forklare hvorfor det ikke finnes flytende fase under trippeltrykket, og hva som skjer over den kritiske temperaturen
10.2Clausius–Clapeyron, damptrykk og termisk utvidelse
  • utlede Clausius–Clapeyrons ligning fra en uendelig liten Carnot-syklus, og se hvilke antakelser den integrerte formen hviler på
  • regne damptrykk ved en gitt temperatur, og kokepunkt ved et gitt trykk, med kokepunktet ved én atmosfære som referanse
  • regne lengde-, areal- og volumutvidelse for faste stoffer og væsker, og finne hvor mye som renner over fra en full beholder
  • avgjøre når temperaturen må være i kelvin og når celsius er trygt, og begrunne skillet
10.3Drill: van der Waals, fasediagram og Clausius–Clapeyron (sjanger T11–T13)
  • avgjøre på få sekunder hvilket av de fire sporene en oppgave hører til, og velge formelfamilie deretter
  • regne kritisk punkt fra de to konstantene i eksamenstempo, og bruke kompressibilitetsfaktoren som kontroll på alle tre
  • lese av en fase i et fasediagram uten å regne, og avgjøre hvilke faseoverganger en ferd passerer
  • regne damptrykk og termisk utvidelse med riktig temperaturskala i hver av dem, og kjenne igjen hvilken konkret feil hvert galt svaralternativ er bygget på
10.PPrøver til del 10: Faseoverganger og reelle gasser
  • regne det kritiske punktet fra van der Waals-konstantene og skissere utledningen fra de to betingelsene som definerer det
  • avgjøre hvilken fase en tilstand har ved å sammenligne med trippeltrykket og den kritiske temperaturen, og følge en ferd gjennom diagrammet
  • regne damptrykk og kokepunkt fra et referansepunkt, og lengde- og volumutvidelse med riktig koeffisient
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer, og bruke fortegn og størrelsesorden til å stryke gale alternativer uten å regne ferdig

11Numerisk iterasjon

11.1Fikspunktiterasjon og Euler-diskretisering
  • skrive en ligning på fikspunktform, kjøre iterasjonen for hånd med riktig antall steg, og avgjøre om formen konvergerer
  • utlede iterasjonsligningen fra maksimum i Plancks strålingslov, og finne Wien-konstanten fra roten
  • utlede konvergensordenen til fikspunktiterasjon, halveringsmetoden og Newtons metode, og bruke den til å anslå hvor mange steg som trengs
  • føre en Euler-tabell for en bevegelse eller en avkjøling, anslå feilen ved å halvere tidssteget, og forutsi retningen på feilen
11.PPrøver til del 11: Numerisk iterasjon
  • utlede iterasjonsligningen fra maksimum i Plancks strålingslov og regne Wien-konstanten fra roten
  • skrive om en fysikkligning til en fikspunktform som konvergerer, og anslå hvor mange steg som trengs fra konvergensraten
  • føre en Euler-tabell for både fart og strekning, og bekrefte at feilen er proporsjonal med tidssteget
  • arbeide i flervalgsformat med seks alternativer der de gale svarene er naboer i iterasjonsrekken, og telle stegene riktig

12Eksamenstrening

12.1MC-strategi, rask vei til tall og avrundingsdisiplin
  • planlegge tidsbruken på et firetimers flervalgssett med rundt 40 spørsmål, og vite når et spørsmål skal merkes og forlates
  • holde tre til fire gjeldende siffer gjennom hele regnekjeden, runde av først i sluttsvaret, og kjøre den faste kontrollen av enhet, tierpotens, fortegn, faktor og temperaturskala før hvert kryss
  • stryke svaralternativer uten regning ved hjelp av enhet, tierpotens og noen få fysiske grenser
  • kjenne igjen hvilken konkret regnefeil et galt svaralternativ er bygget på, og bruke det til å velge riktig
12.2Øvingseksamen 1 — 40-spørsmålsmalen (standard)
  • gjennomføre et helt firetimers flervalgssett med formelark og en enkel kalkulator, uten å bruke boka
  • kjenne igjen sjangeren til et spørsmål på noen sekunder, uten at oppgaven sier hvilket tema den hører til
  • føre en kretsprosess sin hjørnetabell én gang og kontrollere den før den brukes videre
  • rette eget arbeid mot en fullstendig fasit, og lese ut av hvilket galt alternativ du valgte hvilken regnefeil du gjorde
12.3Øvingseksamen 2 — 40-spørsmålsmalen (tyngre varianter)
  • løse de tyngre variantene av kjernesjangrene under samme tidspress som standardmalen
  • arbeide gjennom en Otto-syklus som fire koblede spørsmål, med kontroll av virkningsgraden på to uavhengige måter
  • skille de irreversible entropiprosessene fra de reversible, og se at universets entropi må øke
  • kjenne igjen når to ulike regnefeil gir samme tallsvar, og bruke egen mellomregning til å avgjøre hvilken du gjorde
12.4Øvingseksamen 3 — 40-spørsmålsmalen (generalprøve)
  • gjennomføre et sett som dekker samtlige sjangre i faget, på fire timer og uten boka
  • kjenne igjen og løse de sjangrene som opptrer sjeldnest — presesjon, rakett, termisk utvidelse og Euler-diskretisering
  • skille to alternativer som ligger tett, ved å lese nøyaktig hva oppgaven spør om
  • lese eget resultat som en sjangerdekning, og oversette bom til en konkret leseplan
Tilbake til TFY4115 Fysikk