Lyst til å vinne en kraftig solcellelader?

Svar på våre 7 enkle spørsmål her.

Fysikk 1 – regneoppgaver

21. juni, 2017

Nedenfor vil du finne regneoppgaver for Fysikk 1 for videregående. Oppgavene er delt inn i 2 nivå etter vanskelighetsgrad.

Nivå 1

SAMSUNG CSC
Tesla Roadster
Foto: UngEnergi

Oppgave 1.1
En Tesla Roadster (el-bil) akselererer fra 0 til 100 km/h i løpet av 3,7 sekunder.
a) Hva blir akselerasjonen?
b) Hvor stor strekning har du nå tilbakelagt?
Bilen veier 1235 kg.
c) Finn summen av kreftene som virker på bilen.
d) Hvor stor er tyngdekraften?
e) Hvilke andre krefter virker inn på bilen? Lag tegning.

 

Oppgave 1.2
I et OTEC-anlegg (for å utvinne varmeenergi fra havet) trengs det kaldtvann fra dypet. Det blir fraktet opp i et rør. I dette eksempelet tar vi for oss et OTEC-anlegg der det trengs 2 m3/s vann per MW.
a) Hvor mye vann per sekund trengs det for å oppnå en effekt på 4000 MW?

 

Oppgave 1.3

  • Vanlig lyspære: 60 W, 2 500 timer
  • Sparepære: 11 W, 10 000 timer

a) Hvor mye strøm kan man spare med en sparepære?

b) Ta utgangspunkt i ditt egent rom (antall lyspærer). 10 000 timer er 416 dager, hvor mange kWh vil du i løpet av disse dagene spare på å bruke sparepærer?

  • Strømpris: 0.84 kr/ kWWh
  • Pris sparepære: 50 kr
  • Pris vanlig pære: 5 kr.

c) Med utgangspunkt i svaret fra oppgaven over, hvilket alternativ er billigst og hvor mye vil du spare på dette?

Tallene er hentet fra http://www.nrk.no/helse-forbruk-og-livsstil/1.6745904

 

Mehuken vindkraftverk Foto: UngEnergi
Mehuken vindkraftverk
Foto: UngEnergi

Oppgave 1.4
En vindturbin blir tilført 4,8 MW energi per sekund, men den leverer bare 2,3 MW til strømnettet. Hva er virkningsgraden til vindturbinen?

 

Oppgave 1.5
En natt blåser det mye, og et vindkraftverk produserer mer strøm enn det er behov for. Da brukes overskuddsenergien til å pumpe vann 300 m opp i et magasin.

a) Det pumpes 150 m3 vann per sekund. Hvor mye vann blir dette på 6 timer?

b) Hvor mye potensiell energi får vannet tilført?

c) På hvilken måte er denne formen for energilagring forskjellig fra et batteri?

d) La os si at du har et energitap på ca 20 % når du pumper vannet og opp og ned igjen fra pumpekraftverket, hvorfor vil dette likevel ved lave strømpriser lønne seg for strømprodusenten?

 

Oppgave 1.6
En vanlig varmtvannstank rommer 200 liter.

a) hvor mye koster det deg å varme opp denne tanken til 70 grader? Husk at man tar opp vannet på ca. 5 grader. Vi går ut fra 1 L vann veier 1 kg.

b) Hvor mye sparer du på å varme den opp til 65 grader?

c) La oss si at du varmer opp varmtvannstanken 1 gang om dagen, hvor mye sparer du på 1 år?

Nivå 2

Oppgave 2.1
Tek 10 hus har et varmetap på ca 1 W. Hus bygget i 1980 har et varmetap på ca 1,5 W. Det er 0 grader ute, da har varmepumpen en effekt på 3.

a) Hvor mye energi må du tilføre en varmepumpen for å holde en temperatur på 21 grader gjennom hele døgnet i et Hus bygget i 1980?

b) Hvor mye må du tilføre dersom huset er et Tek 10 hus?

c) Hadde vi utført en virkelig måling ville forbruket normalt ligge noe lavere på varmepumpen, kan du tenke deg hvorfor?

d) Med utgangspunkt i Tek 10 huset og en strømpris på 0, 84 kr/ kwh, hvor mye vil du  i løpet av et år spare på å senke innetemperaturen med 1 grad?

e)  Mange som kjøper varmepumpe øker innetemperaturen, hvorfor er dette lite gunstig for miljøet?

 

Oppgave 2.2
En vindturbin har 35 m lange blader. Vinden blåser med en vindhastighet på 13 m/s. Luftas tetthet et ca. 1,2 kg/m3

a) Hva er massen til lufta som passerer rotoren per sekund?

Virkningsgraden er ca 45 %

b) Hvor mye energi kan vindturbinen produsere?/Hva er effekten til vindturbinen?

 

Oppgave 2.3
En horisontalakset tidevannsturbin har 9 m lange rotorblad.

a) Hva er “sveipearealet” A for rotoren?

Vannets tetthet ρ er 854 ganger høyere enn luftas tetthet. Luftas tetthet = 1,2 kg/m3

b) Hva er vannets tetthet?

Tidevannsturbinen står under vann i et sund der tidevannsstrømmen V er på 2 m/s.

c) Hva er effekten til turbinen?

Formel: P = ½ * ρ * A * V3
ρ = vannets tetthet (funnet i oppg b)
A = sveipeareal π*r2 (funnet i oppg a)
V = tidevannsstrøm 2 m/s

Svaret i oppgave c) er 100 % av energien i vannet. Denne tidevannsturbinen har en virkningsgrad på 30 %.

d) Hva er effekten hvis vi regner med virkningsgrad?

 

Oppgave 2.4
Hvordan er lysene i rommet du er i koblet?

 

Oppgave 2.5
Et vannkraftverk har en fallhøyde på 500 meter, og det renner 150 000 tonn vann gjennom det hvert døgn.

a) Hvor stor effekt har kraftverket?

b) Er dette et storskala- eller småskalakraftverk?

c) Hvor mange hus kan dette kraftverket forsyne med strøm per år hvis vi anslår at hvert hus bruker 25 000 kWh/år?

d) Hvor mange Joule tilsvarer kraftverkets årlige produksjon av strøm?

 

Fasit

Hvis du oppdager noen feil o.l. setter vi stor pris på at du tar kontakt med oss via post@ungenergi.no

Kilder Nyttige lenker
Bruk som kilde
Denne artikkelen skrevet av UngEnergi er lisensiert under en Creative Commons Navngivelse-Ikkekommersiell-DelPåSammeVilkår 3.0 Norge Lisens.
UngEnergi.no benytter informasjonskapsler for å gjøre brukeropplevelsen bedre Lukk Les mer
Alt inneholder potensiell energi. Det er kreftene i bindingene mellom atomene som skaper denne energien. Energi kan ikke forsvinne, bare endre form. Når et legeme er i bevegelse ser vi at det har energi. Da må det også ha hatt energi før det kom i bevegelse. Det er denne energien vi snakker om når vi sier potensiell energi. Ofte snakker man om et legeme sin potensielle energi i tyngdefeltet, som regnes slik: Ep = mgh Hvor m er masse, g er tyngdens akselerasjon og h er høyden fra et gitt referansepunkt.