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Midterm Solutions

Midterm Solutions - Physics 160 Fall 2013 Midterm Exam...

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Physics’160’Fall’2013 Midterm’Exam’ Page 1 of 16 Physics’160 :’ Stellar’Astrophysics ’ Midterm’Exam ’ 31’October’2013 ’ Name:’ ’ S’O’L’U’T’I’O’N’S ’ ’ Student’ID’#:’ INSTRUCTIONS’ –’ READ ME ! 1.’You’have’ 80 minutes ’ to’complete’the’exam. 2.’ Complete’ all’of’the’questions’in’Part’1 :’Short’Answer’Questions ,’but’do’ not’spend’ too’ long’on’this’section .’ 3.’Complete’as’many’questions’as’you’can ’in’Part’2 :’Long’Answer’ Questions;’you’do’not’need’to’do’all’of’them’to’get’full’credit .’ 4.’ All’answers’should’be’ written’on’the se’pages ’in’the’space’provided. 5.’For’ all’questions,’ clearly circle/box ’ your’final ’answer(s). ’ 6.’ Be’sure’to’ show’your’work ,’as ’partial’credit’ will’be’awarded. ’Extra’ sheets’for’work’are’available ’ after’the’last’question .’ 7.’ Equations’and’unit’conversions’are’ provided’on’the’last’ three’ pages’ for’reference ’(you’might’consider’tearing’these’out’for’ease’of’use) .’ 8.’You’may’use’a’non -graphing’calculator’ for’computation. ’ DO’NOT’TURN’OVER’THIS’PAGE’UNTIL’ INSTRUCTED’TO’DO’SO PUT’AWAY’ALL’BOOKS,’NOTES,’PHONES,’COMPUTERS’ AND’STUDY’AIDS ’ Good luck! Score’(out’of’ 128 )’ 118’
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Physics’160’Fall’2013 Midterm’Exam’ Page 2 of 16 Part 1: Short-Answer Questions Answer all of the questions. You do not need to show your work. Do not spend too long on this section (1) [18 pts] Order of Magnitude Guesstimation: Estimate’the’following’quantities’in’the’units’indicated’to’the’nearest’ power’of’ 10’(3’pts’each). ’Note:’answers’within’a’factor’of’10’were’ given’partial’credit (a)’ Diameter’of’the’Galaxy ±s’disk ’ (in’p arsec):’ 2x10 4 ’ (b)’Mass’density’of’stars’in’the’vicinity’of’the’Sun’(in’M sun /pc 3 ):’ 0.14’ ’ (c)’Total’number’of’stars’in’the’Galaxy: 2x10 11 (d)’The’mass’of’the’supermassive’black’ho le’in’the’center’of’our’Galaxy’ (in’solar’masses ):’ 4x10 6 (e)’ Resolution’of’the’eye’ (in’arcseconds ):’ 60’ (f)’ Fraction’of’the’Sun±s’mass’lost’due’to’fusion’ over’ 10 10 ’yr ’(in’% ):’ L/c 2 ’=’4e26W/(3e8m/s) 2 ’≈’4e9’kg/s’x’πe7’s/yr’x’1e10’yr’≈’1e27’kg’≈’10 -3 ’M sun’ so’0.1%
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Physics’160’Fall’2013 Midterm’Exam’ Page 3 of 16 (2) [20 pts] Were you paying attention? Short Answers Answer’ each’of’ the’following’(4 ’pts’each);’y ou’do’not’need’to’show’your’ work.’ Question’(b) ’refer s’to’letters’written’on’the’chalkboards.
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