Fizika 7.
sz e
rk
es
zt é
s
al at
t
Tankönyv megoldásai
I. Testek, folyamatok mérhető tulajdonságai
5. oldal 1. Keresd ki az interneten, a Magyar Néprajzi Lexikonból, a magyar akó és a magyar icce mértékegységek értelmezését!
al at
t
1 magyar akó = 64 magyar icce = 54,2976 liter
es
zt é
s
űrmérték. Eredetileg egy bizonyos nagyságú, bor tartására szolgáló (vasabroncsos) hordót jelölt. Az akó országok, sőt városok szerint változó nagyságú volt. Az egységes, tízes számrendszeren alapuló mértékrendszer bevezetése előtt 1 akó 32 → pintnek, azaz 51 mai liternek felelt meg. Általánosabb volt az a mérték, amely az akó nagyságát közel a mai → hektó felének, fél hektónak, 54,30 liternek tekintette. Egy magyar akó 64 → icce, azaz 32 pint. Ismeretesek voltak még a bécsi akó, pesti akó, soproni akó, pozsonyi akó. A pesti és a pozsonyi akó 60 magyar icce, azaz 35,88 pint, vagyis 50,80 liter volt. A soproni akó 80 magyar icce, azaz másfél pozsonyi akó. A másfél pozsonyi akót a volt magyar tengerparton baril néven önálló mértékegységként ismerték. Az akó mértékegységtől függetlenül edény jelentésben is él. Tokaj-Hegyalján ma is így nevezik a hektónál kisebb, de a fél hektónál nagyobb űrtartalmú hordókat. 2. Mátyás király egyik szőlősgazdája 14 magyar akó bort szállíttatott a pincébe. Hány liter bor volt ez?
rk
14 akó = 14*51 l= 714 liter Tehát a szőlősgazda 714 liter bort szállíttatott a pincéjébe. 3. Ha ez a gazda 3 magyar icce bort ivott a király egészségére, hány decilitert fogyasztott?
tehát 3 icce=3*51/64 l = 2,4 l azaz a gazda 2,4 liter
sz e
1 akó=64 icce = 32 pint = 51 l bort ivott meg.
4. Egy orvosságosüvegről meg tudod állapítani, hogy mennyi a térfogata?
Legtöbbször rá van írva. Ha nincs ráírva, akkor mérőhengerbe töltöm belőle a vizet, és azt már le tudom olvasni. 5. A zsebünkben 50 darab egyforma, kicsi szög lapul. Hogyan tudnánk meghatározni 1 darab térfogatát?
Mérőpohárba vizet töltünk. Bedobjuk az összes szöget. A mérőpohárban a vízszint annyival emelkedik amennyi a szögek összes térfogata. A kiszorított víz térfogatának 1/50-e egy-egy szög térfogata.
6. Budapest és Győr távolsága hány mérföld?
Budapest-Győr távolsága 123 km. Egy (szárazföldi) Budapest Győr távolsága tehát 123/1,6= 76,875 mérföld
mérföld
=
1,6
km.
7. Hány col a vizes- (teás-) kulacsod kupakjának átmérője?
al at
t
Teáskupak átmérője: 5,1cm. 1 col = 2,54 cm, a teáskupak átmérője tehát 5/2,54= 2 col.
8.old
s
1. Az Apolló–17 űrhajó 1972-ben landolt a Holdon, visszatérésekor 114,8 kg tömegű kőzetet hozott. Ez a mennyiség hány tonnával egyenlő?
zt é
1 tonna = 1000 kg, 114,8 kg = 0,1148 tonna, tehát az űrhajó 0,1148 t tömegű kőzetet hozott. 2. Mekkora a tömege 1 m víznek? 3
es
1m3 víz tömege 1000kg (1t)
3. Mit jelent az, hogy az ezüst sűrűsége 10,5 g/cm3 ?
rk
Azt jelenti, hogy az ezüst minden egyes köbcentiméterének a tömege 10,5 g. 4. 1 m fenyőfa 500 kg. Mennyi a fenyőfa sűrűsége? 3
sz e
A fenyőfa sűrűsége: 500 kg/m3 5. Egyenlő tömegű alumínium- és rézkockák közül melyiknek nagyobb a térfogata?
Az alumínium sűrűsége kisebb, mint a rézé, ezért egyenlő tömeg esetén az alumínium térfogata nagyobb. 6. Egyenlő térfogatú alumínium- és rézkockák közül melyiknek kisebb a tömege?
Az alumínium sűrűsége kisebb, mint a rézé, ezért egyenlő térfogat esetén az alumíniumnak kisebb a tömege 7. Hány kg a tömege 1 liter víznek?
1 liter víz tömege 1 kg. 8. A sűrűségtáblázat felhasználásával számítsd ki a hiányzó adatokat!
Tömeg (kg) Térfogat (m3)
Sűrűség ( kg/m3)
Üveg
26kg
10
2,6 kg/m3
Víz
3000
3 m3
1000 kg/m3
Tölgyfa
4800kg
6
Acél
78
0,01m3
Jég
450
0,5 m3
al at
t
Az anyag neve
800 kg/m3
7800 kg/m3
zt é
s
900 kg/m3
11.old
1. Keress más lehetséges időmérő eljárást!
es
Napóra, vízóra, lepogyogó kupakok számolása, csepegő csap cseppjeinek számolása stb.
sz e
rk
2. Tervezz vízórát a füzetedbe! Az egyik edénynél beosztásokat kell jelölni. A kifolyó víz mennyisége arányos az eltelt idővel. Viszont az edény magassága, nem egyenesen arányos.
3. Másodpercingának azt a matematikai ingát nevezzük, amelynek fél lengésideje 1 másodperc. Készíts fonálingát 50 cm és 25 cm hosszúságú fonállal! Mérd meg 10 lengés idejét, hasonlítsd össze az értékeket! Melyik ingát hogyan neveznéd el?
Az 50 cm hosszú ingának a neve lehet „3/4 másodperc inga” (?) a 25 cm hosszú pedig lehet a ”félmásodperces”(?) inga 4. Számold a pulzusodat 1 percen keresztül! Ismételd meg egy kis tornagyakorlat után is! Miért nem alkalmas a pulzus megfigyelése időmérésre?
A torna után megnőtt a pulzusszám. A pulzusszám nem állandó mennyiség, mert a torna után megváltozott (felgyorsult), ezért nem alkalmas időmérésre. 5. Becsüld meg az egypercnyi idő hosszát úgy, hogy csendben vagy, és egy perc múlva koppantasz! (Közben a padtársad figyeli az órát.) Sikerült pontosnak lenned?
nagyjából sikerült (;-)
al at
Jó munkához idő kell. A rosszhoz még több, mert ki kell javítani.
t
6. Keress olyan közmondást, ami az idővel kapcsolatos!
sz e
rk
es
zt é
s
Ki korán kel, aranyat lel! Az idő a gazda mindenütt. Hamar munka sosem jó.
II. Hőmérséklet, halmazállapot
14.oldal 1. Nézd meg, hogy milyen hőmérők találhatók a lakásotokban, és milyen pontossággal lehet leolvasni azokat! Tapasztalataidat írd le a füzetbe!
al at
t
Nálunk csupa higanyos hőmérő van. Beosztásuk 1-1 oC. Nagyjából egyforma értéket mutatnak. Lehetne digitális hőmérőnk is, azon 0,1 oC-os pontossággal lehet leolvasni a hőmérsékletet. 2. A banános dobozon 14 °C olvasható, mellette pedig az, hogy 58 °F. Biztos, hogy jól számoltak? Ellenőrizd!
14oC-nak megfelel: 32 oF +1,8*14oF= 57,2 oF ez kerekítve 57 oF és nem 58 oF, tehát nem jól írták, ha így számolták. 58 oF – nak megfelel: (58 oF - 32 oF) : 1,8 = 14,4 oC, ami kerekítve 14 oC. Így megfelelő az átszámítás.
s
3. A lázmérőn nem található 0 °C. Mit gondolsz, miért?
zt é
Mert a lázmérő az emberi hőmérséklet (láz) mérésére van kitalálva, így nincs szükség 36 oC alatti értékekre. Elvileg lehetne, mert a higany -39 oC-ig folyékony marad. 4. Miért nem tanácsos a kültéri hőmérőt a napsütötte ablakfelületre rakni?
es
Mert biztosan nem mutatna helyes éréket, hanem a valós környezeti hőmérsékletnél jelentősen nagyobb értéket mutatna a napsugárzásból eredő közvetlen hőhatás miatt.
rk
5. Nézz utána az interneten, vagy a lexikonban, hogy mekkora a Nap felszíni hőmérséklete, és hány fok van a világűrben!
sz e
Nap felszíni hőmérséklete 5800-5900K. A hőmérséklet egy test részecskéinek hőmozgására, termikus állapotára jellemző mennyiség. Egy térnek, így a világűrnek önmagában nincs hőmérséklete, nem nevezhetjük sem melegnek, sem hidegnek. Annak ellenére, hogy a nevében benne van az űr, a világűr sem teljesen üres. Apró porszemcsék, molekulák és atomok mindenhol jelen lehetnek, de a sűrűsége így is rendkívül kicsi. A világűr hőmérséklete 2,7K, ami a kozmikus háttérsugárzásból adódik. 6. A Földnek vannak szélsőségesen alacsony és magas hőmérsékletű pontjai. Ilyen az Antarktisz vagy a mélytengeri hőforrások. Nézz utána, élnek-e itt élőlények, létezik-e olyan állat, ami ezt kibírja!
Az Antarktiszon pingvin, rákevő fóka, kardszárnyú delfin, és sirály is él. A tengerfenéki hőforrások 1,500-3,200 méteres mélységben találhatók. A forró víz a tengerfenék gejzírjeiből származik, melyeket a kéreg alatti magma hevít. Hatalmas méretű, akár a két métert is meghaladó hosszúságú csőférgek valamint kagylók, rákok, polipok és halak is élnek itt.
17.old 1. Jégből házat is lehet építeni. Ezt iglunak hívják. Miért nem fáznak ebben az eszkimók?
A jég, a hó jó hőszigetelő anyag. A kinti nagyon hideg, mínusz 40 oC hőmérséklethez képest a benti hőmérséklet a testek melegétől 10 oC körül is lehet, ami melegnek számít. Az iglun belül a szél sem fúj, ami a hőérzetet javítja.
t
2. Néha látni, hogy az utcai padokat fémből készítik. Jó ötletnek tartod ezt?
al at
A tartószerkezet jó ha fémből van, mert masszív, stabil, merev és ellenálló. Az ülőfelület viszont ősztől tavaszig kellemetlen hideg lehet, mert a fémek jó hővezetők.
3. Nem csak mi szeretjük, ha télen esik a hó, és lehet hógolyózni, szánkózni, a mezőgazdaságban dolgozó emberek is alig várják, hogy hótakaró borítsa a földeket. Miért?
zt é
s
A hótakaró egyenletes hőmérsékletet és nedvességet biztosít a földbe vetett magoknak. A hó hőszigetelő tulajdonságának köszönhetően megvédi a vetést a téli fagyoktól. 4. Az albatrosz hosszú órákig képes egyetlen szárnycsapás nélkül repülni. Mit gondolsz, hogy képes erre?
es
Az albatrosz a felfelé áramló meleg levegő segítségével tud hosszú ideig a levegőben maradni. Szárnyai kifeszített vitorláival „rátámaszkodik” a levegőre, és felhasználja a felfelé haladó légörvényeket. (termikeket).
rk
5. Az időjárás-előrejelzést nézd meg az interneten, vagy a TV-ben! Figyeld meg, felhős lesz-e az éjszaka vagy sem, és hogyan alakul ettől függően az éjszakai lehűlés!
sz e
Ha felhős az ég, kevésbé hűl le a levegő, mert a felhők visszaverik a sugárzó hőt a földfelszínre. Ha felhőtlen az ég, akkor a Föld melege szabadabban távozhat a világűrbe, azaz hidegebb lesz. 6. Szerinted milyen színűre érdemes festeni a sütők belső felületét? Miért?
Fényes, fehér vagy króm felület lenne jó, mert jobban visszaveri, és nem nyeli el a hősugarakat. Néhány sütő valóban ilyen, de a legtöbb barna, igaz: zománcos, azaz „fényes” 7. Készíts néhány perces előadást a tengeráramlatok hatásairól! A mellékelt ábra segít ebben.
21.old 1. Lehet higanyos hőmérőt használni a szibériai Ojmjakon városban, ahol 1926-ban egyszer −71 °C-ot mértek?
Ilyen hidegben már nem lehet higanyos hőmérőt használni, mert a higany -39 oC-on megfagy.
al at
t
2. Mit gondolsz, milyen anyagból készülhet az ékszerészek olvasztótégelye, amiben az aranyat, ezüstöt olvasztják?
Az ékszerészek olvasztótégelye csak nagyon magas olvadáspontú anyagból készülhet. Az arany olvadáspontja 1064 oC, az ezüsté pedig 961,8 oC. Az ötvösök hesseni agyagból, amely tűzálló anyag, vagy grafitból készített formában olvasztják ezeket a fémeket. 3. A nyaralókban, ősszel vagy télen, a fagy beállta előtt, leengedik a bojlerból a vizet, elzárják télre a vízcsapot. Miért?
zt é
s
Mert egy használaton kívüli házban a hőmérséklet gyorsan fagypont alá süllyed, és a bojlerba, kerti csapba belefagyhat a víz. A jég sűrűsége kisebb (lsd. ott), így ha megfagy a víz, térfogata megnő és szétfeszíti a tároló edényt, bojlert, csövet: nagy károkat okozva ezzel.
es
4. Télen az autókba olyan ablakmosó folyadékot kell tölteni, ami biztosan nem fog megfagyni. Nézz utána, hány °C-ig használhatók biztonságosan ezek az ablakmosók!
Többféle fagyálló ablakmosó folyadék létezik. Kapható -19 oC- tól -70 oC-ig, többféle fajta.
rk
5. A köztéri szobrokban télen nemigen gyönyörködhetünk, mert beborítják őket vastag, műanyag fóliával. Mit gondolsz, mi lehet az oka ennek? Láttál már ilyet? Hol?
sz e
A ráhulló eső/hó a hajlatokban megfagyhat, kitágulva széttörné, rombolná a szobrokat.
24.old
1. Miért elviselhetőbb a hőség, ha bekapcsoljuk a szobában a ventilátort?
A ventilátor a párolgó felület közeléből elfújja a páradús levegőt, miközben a helyébe valamivel szárazabb levegő kerül. Ezáltal a párolgás sebessége növekedni fog. A párolgáshoz szükséges energiát a környezetétől vonja el a párolgó anyag, így az hűlni fog. 2. Miért célszerű a szántóföldeket erdősávokkal körültelepíteni?
A mezővédő erdő elsősorban a szél káros hatásaitól védi a mezőgazdasági termőterületeket. A szél a szántóföldek talajának párologtatását, kiszáradását segíti, amit az erdősáv mérsékel azáltal, hogy a föld felett csökkenti a szél sebességét. 3. Miért nem jó, ha véletlenül benne felejted a tornazsákban a vizes törölközőt, izzadt tornaruhát?
Zárt térben, kicsi felületről a párolgás mértéke nagyon kicsi, így a vizes törölköző vizes marad, a tornaruhával együtt. Ez pedig néhány óra alatt jó büdös lesz, hosszabb idő alatt pedig penészes.
al at
t
4. A kutyák, ha nagyon melegük van, lihegnek! Magyarázd el, hogyan hűti így magát a kutya?
A kutya nyelvéről a lihegés során a nedvesség elpárolog, ami energiát von el a kutyától. Az energia-elvonás a hőmérséklet csökkenésével jár együtt, ezért liheg a kutya. (Amikor fagyit eszünk, mi is így hűtjük magunkat.) 5. A következő 3 táblázat a Balatonra vonatkozó néhány statisztikai adatot tartalmazza. Mitől függhet az, hogy mennyi víz párolgott el 1 év alatt a tó felszínéről?
zt é
s
A Balaton felszínéről az elpárolgott víz mennyisége függhet az évi hőmérséklet alakulásától, valamint a tó felszínének nagyságától. Valószínűleg magasabb vízállásnál nagyobb a tó felszíne is. Milyen összefüggéseket tudsz megállapítani az adatokból?
rk
es
A Balaton mélysége szoros kapcsolatban van az évi csapadék mennyiségével. Érdekes megfigyelni, hogy egy esős év kihat a következő évre is. Ugyanakkor látni azt is, hogy több egymás utáni száraz, aszályos év miatt a tó átlagos mélysége jelentősen képes csökkenni.
sz e
1. Válaszold meg a címben feltett kérdést! Forró-e a forró víz?
Általában igen, de tapasztaltuk, hogy a forráspont függ a nyomástól, tehát előfordulhat, hogy szobahőmérsékletű víz is forrhat, ha kellően alacsony a nyomás. 2. Járj utána, hogy miből áll a sugárhajtású repülőgépek mögött látható kondenzcsík, és miért tűnik el egy idő múlva!
A kondenzcsík mesterségesen létrehozott felhő, ami a magasan közlekedő repülőgép után látható légköri jelenség. A hajtóművekből kiáramló égéstermékek a légkörben lévő vízpára számára kondenzációs magvakként szolgálnak. Ha a repülési magasságban jelen van kellő mennyiségű víz, ez a víz kicsapódik, kifagy - ahogy normál felhőképződés során is a levegőben lebegő kis porszemcsék szolgálnak kondenzmagvakként.
Az, hogy mennyire láthatóak a kondenzcsíkok, milyen sokáig maradnak fenn és mennyire terjednek szét, csak attól függ, hogy az adott légréteg páratartalma, hőmérsékleti- és szélviszonyai mit tesznek lehetővé. 3. Van olyan halmazállapot-változás, amely bármilyen hőmérsékleten végbemehet?
A halmazállapot-változások függnek a nyomástól is, így egy-egy halmazállapotváltozás hőmérséklete eltérő lehet. „Bármilyen” hőmérsékleten történő halmazállapot-változás nincs, de egy-egy halmazállapot-változás tág hőmérsékleti határok között mehet végbe.
t
4. Miért szoktak páraelszívót szerelni a tűzhely fölé?
al at
A meleg, párás levegő ami főzéskor felfelé mozog, páraelszívó hiányában lecsapódik az alacsonyabb hőmérsékletű bútorokra, falra. Ráadásul ez a gőz nem tiszta vízpára, hanem sokszor elég zsíros is, így bepiszkítja azt a felületet, amire lecsapódik. Ha nincs páraelszívó ezért érdemes nyitott ablaknál főzni!
s
5. Minden szemüveges tudja, hogy télen, amikor belép az iskolába, a szemüvege elhomályosul. Magyarázd meg ennek az okát!
30.old
es
zt é
A hidegben a szemüveg lehűl, és a meleg szobába lépve a szobában levő pára (minden helyiségnek van valamilyen páratartalma) lecsapódik a hideg felületre.
rk
1. Az életünk során számtalanszor találkozunk a termikus kölcsönhatás jelenségével, csak nem gondolunk rá. Gyűjts 5 példát arra, hogy egy napod során milyen termikus kölcsönhatásokat tapasztalsz!
sz e
Utcára kimegyek és áthűl a ruhám. Ha fázunk egy forró fürdőtől átmelegszünk, ha melegünk van a Balatonban fürdőzve lehűlhetünk. A hűtőszekrényben a hideg közegtől az étel is lehűl, ugyanakkor a hűtőszekrény melegíti a levegőt. A kályha is termikus kölcsönhatásban van a szobával, amit fűt. 2. Ha az utcán 5 °C a hőmérséklet, a lakásban pedig 15 °C, és kinyitjuk az ablakot, hány °C lesz a szobában 5 perc múlva, majd 1 óra múlva?
Öt perc múlva kb. 10 oC lesz (8-12 oC között), egy óra múlva pedig teljesen kihűl a szoba és átveszi a külső hőmérsékletet, azaz 5 oC lesz, mert a szoba levegőjének a mennyisége jóval kevesebb, mint a kinti hideg levegő mennyisége. 3. Miért nem szabad a hűtőszekrény ajtaját percekre nyitva hagyni?
Mert a hűtőszekrényben lévő hideg (3-8 oC-os) levegő termikus kölcsönhatásba kerül a konyha melegebb levegőjével. A hűtőben felmelegedő levegő működésbe hozza a hűtést, ami a nyitott ajtó miatt a konyhát is hűteni fogja,feleslegesen. Ha régi
hűtőszekrényünk van, akkor még jegesedéssel is számolhatunk, mivel a konyha párás levegőjéből kicsapódó víz a hűtőben megfagyhat. 4. Az óceánok partvidékén kialakult éghajlat jellemzője a hűvös nyár, az enyhe tél, a kicsi hő ingás. Ezt úgy is szokták mondani, hogy az óceán télen „fűti”, nyáron „hűti” a part menti tájakat. A termikus kölcsönhatás ismeretében magyarázd el, mit jelent ez!
t
A környezeténél hidegebb levegőt az óceán melegíti, mivel nagy tömegéből adódóan lassabban változik a hőmérséklete. Nyáron a partmenti levegő és föld gyorsabban felmelegszik, és akkor a nagy fajhője miatt lassabban melegedő óceán „hűt”. Ugyanez van nyáron a Balatonnál is, amikor naplemente után a víz sokszor melegebb, mint a levegő.
al at
5. A gyors lázcsillapítás egyik módja a priznicelés, vagy másképpen hűtőborogatás. Ilyenkor az egész testfelületet állott vizes törölközővel, vagy lepedővel, körbe kell tekerni, majd ha ez átmelegedett, cserélni, és egészen addig ismételni, míg a láz 39 °C alá nem süllyed. Magyarázd el, miért hatékony módja ez a lázcsillapításnak!
sz e
rk
es
zt é
s
Mert a lázas test felmelegíti a vizes borogatást, melyről a víz elkezd intenzíven párologni, és a párolgás jelentős mennyiségű hőt von el, azaz „hűti” a testet.
III. A hang, hullámmozgás a természetben
34.old
t
1. A lecke elején szó van a fütyülésről. Ajkaink csücsörítésével és a nyelvünk segítségével, akkora sebességgel fújjuk ki a levegőt, hogy a szánkon kijőve megszólal, a hangszálunkat nem használjuk hozzá. Keress még olyan hangkeltést, ami a szánkon keresztül kijőve hallható, de mégsem használjuk hozzá a hangszálakat!
al at
Lihegés, szuszogás, fújás
2. Ha talpas üvegpohárba (borospohár) kevés vizet töltünk, majd nedves ujjunkkal körbe-körbe simítjuk a pohár karimáját, akkor az üveg szép hangot hallat. Próbáld ki! Pontosan mi kelti a hangot? Mi rezeg? Hogyan lehet más hangot kelteni ugyanazzal a pohárral?
s
A pohár anyaga kezd el rezegni, a benne levő víz mennyisége a hangmagasságot befolyásolja. Több vizet beletöltve mélyül a hang.
zt é
3. A hárfa és a zongora teste is háromszög alakú. Vajon mi ennek az oka?
A különböző magasságú hangok keltéséhez különböző hosszúságú húrokra van szükség. Mindkét hangszer külső formája leköveti a bennük levő húrok hossza által kialakult formát.
es
4. A harang egy öblös hangú hangforrás. A hangszerek melyik csoportjába tartozik? Mi kelti a hangot? Mi rezeg?
rk
A harang aerofon ütőhangszer. A teste, és a benne levő levegő együttes rezgése kelti a hangot. Hosszú zengésű hangszer. 5. A közmondás úgy tartja: Nem zörög a haraszt, ha nem fújja a szél. Nézz utána, mit jelentett régen a haraszt, és miért zörgött, ha szél fújta! Vajon ebben az esetben mi kelti a hangot, mi rezeg?
sz e
Haraszt: spórával szaporodó száras növények gyűjtő neve. Amikor kiszárad és megrázzák (pl. fúj a szél) jellegzetes zörgő hangot ad. Ha nem fúj a szél, a növény nem mozog, és nem ad hangot.
36.old
1. Gabi szeretné kihallgatni a szomszéd szobában beszélgető barátait, ezért a falhoz szorít egy bögrét, majd fülét a bögrére tapasztja. Hogyan tegye a bögrét a falhoz? A bögre alja vagy a szája legyen a fülénél? Válaszod indokold!
A bögrét a szájával kell a fal felé fordítani, és akkor a „bezárt” levegő rezgését meg lehet hallani a talpához szorított füllel.
2. A reptereken a repülők parkolását terelő munkások segítik. A fejükön fülhallgatóknak látszó tárgy van, ami valójában nem fülhallgató. Vajon milyen célt szolgál?
Valójában éppen hangszigetelésre használják, egy hatalmas „füldugó”, hogy ne süketüljenek meg a nagy zajban. Azaz hangszigetelő párna. Némelyikben van kis hangszóró is, hogy a torony utasítását hallják. 3. Nézz utána, mit jelent a zajártalom kifejezés! Gyűjts a környezetedben olyan jelenségeket, amelyek zaja feleslegesen terheli a füledet! Hogyan tudnál védekezni ezek ellen?
al at
t
halláskárosodást, idegességet, magas vérnyomást, alvásproblémákat, sőt még szívbetegséget is okozhat a zaj. Az erős zaj rongálja a hallórendszert. A zajártalom nem mindig nagy zajt jelent, hanem jelenthet hosszú ideig tartó, állandó zajterhelést. Például az irodákban a számítógépek nyomtatók hűtőventillátorai, és a fülhallgatón keresztül hallgatott hangos zene. Zajártalom ellen hangszigeteléssel lehet védekezni. 4. A trombitának, tubának és kürtnek is tölcsér alakú a vége. Vajon miért?
zt é
s
A fúvós hangszerek tölcsére – amennyiben van rajtuk ilyen – elősegíti a csőrezonátorban létrejövő hang kisugárzását a külvilágba. A rézfúvós hangszereknél ugyanakkor a rohamosan táguló tölcsérnek olyan hatása is van, hogy magasabbra hangolja az egyes rezonanciákat, méghozzá annál jelentősebb mértékben, minél mélyebb hangról van szó. A mélyebb hangok előbb verődnek vissza a cső tölcséres végén, rövidebbnek „érzékelik” a rezonátorcső hosszát, ezért viszonylag magasabban szólnak.
es
38.old….
rk
1. Egy fotós villámcsapásról készített egy képet. A dörgést csak a fotó készítése után, 14 másodperc múlva hallotta. Milyen messze történt tőle a villámcsapás? A 14 másodpercet kell elosztani 3-mal, az eredmény kb. 4,6. ez adja meg a villám keletkezésének távolságát km-ben. Tehát 4,6 km.
sz e
Vagy másképpen számolva: A fény 1 másodpercen belül, gyakorlatilag azonnal „odaér”, A hang sebessége 340 m/s. 14 s alatt 14 s * 340 m/s = 14*340= 4760 m utat tesz meg. A villámcsapás tehát 4,76 km távolságban történt. 2. Az indián egyik fülét a sínre tapasztja, és hallgatózik. A tőle 600 m-re lévő vonat csikorogva fékez. Az indián két csikorgást is hall. Mennyi idő múlva hallja meg a sínben, és mennyi idő múlva a levegőben terjedő hangot?
Külön ki kell számolni a kétféle időt, amennyi idő alatt a hang odaér az indián füléhez. Acélban t1 idő alatt, a levegőben t2 idő alatt ér oda. t1 < t2. A két csikorgás között eltelt idő a kérdés, t = t2 - t1 Hangterjedés sebessége acélban: 6000 m/s, levegőben 340 m/s. A 600 m-re levő vonat csikorgása a sínben tehát pontosan t1= 0,1 s alatt ér el az indiánhoz. A levegőben való terjedéshez ki kell számolni az eltelt időt. v=s/t, t=s/v= 600 m / 340m/s = 600/340 s =1,764 s. t2= 1,764 s.
A két csikorgás közötti különbség t = t2 - t1 = 1,764 s - 0,1 s = 1,664 s. A két csikorgás között tehát kicsit több, mint másfél másodperc múlott el. 3. A tudósok azt állítják, hogy kissé eltérő hangsebességet mérnénk a Fehér-, a Fekete- és a Vöröstenger partján. Keresd meg a térképen, hol találhatók ezek a tengerek! Magyarázd meg, miért lehet igazuk! Szerinted, nagy valószínűség szerint, melyik parton mérnénk a legnagyobb hangsebességet?
t
Más a tengerszint feletti magasságuk, és más a tengerek sótartalma is. Azaz a partjuknál a levegő sűrűsége és összetétele is kissé eltérő, amiből a hang terjedési sebességének változása is következhet. Valószínűleg a Vörös - tenger partján lehet a legnagyobb sebességet mérni, a magas sótartalom miatt.
al at
4. Ha szuperszonikus vonatok közlekednének, akkor mennyi idő alatt lehetne megállás nélkül eljutni Sopronból, az attól 450 km-re lévő Debrecenbe?
s
Ma már 500 km/h fölötti sebesség is elképzelhető vasúton (vmax= 574,8 km/h) így Debrecenbe lehetne jutni kevesebb, mint egy óra alatt.
zt é
41.old
1. Az orgona 200 Hz-es sípja éppen 85 cm hosszú. Vajon milyen hosszú lehet a legmélyebb és a legmagasabb hangú síp hossza, ha az orgona az ember által hallható hangmagasságokat képes megszólaltatni?
rk
es
200 Hz85 cm. Azonos keresztmetszetnél a fele hosszú: 2-szer nagyobb frekvencián szól. Az emberi fül 20-20 000 Hz között hangot hallja. Tehát mivel a 20 Hz tizede a 200 Hz-nek, a 20Hz-es síp 850 cm, azaz 8,5 m lenne. Ugyanígy a 20 000 Hz 100-szorosa a 200 Hz-nek, így a 20 000 Hz-es síp 1/100-ad olyan hosszú, azaz 8,5 mm lehet.
sz e
2. Torokgyulladáskor a hangunk mélyül, nátha esetén viszont megváltozik a hangszíne. Mi lehet a változások oka?
A gyulladt hangszál megvastagodik, és a betegségből adódóan az emberi hangképző szervek is megváltoznak, torzulnak.
3. Egy nagy fadarab úszik a víz felszínén. A fadarab felett bizonyos távolságban elrepülő denevér ultrahanggal érzékeli a farönköt. A fadarab alatt ugyanolyan távolságból ugyanolyan ultrahanggal egy tengeralattjáró is érzékeli a farönköt. Érzékelésük mégsem azonos ideig tartott, a denevér által kibocsátott hangjelzés és a visszhang észlelése között több idő telt el, mint a tengeralattjáró esetében. Vajon miért?
Mert hang, - így az ultrahang is - a vízben sokkal gyorsabban terjed. Levegőben 340 m/s, vízben pedig 1500 m/s a terjedési sebesség. 4. Az előző feladatban lévő tengeralattjáró a farönk felé kibocsátott ultrahangjelet 0,1 másodperc múlva érzékeli. Milyen távol van a farönktől? (A hang sebessége tengervízben kb. 1500 m/s
A hangnak a fatörzs-tengeralattjáró távolságot kétszer kell megtennie(!). v=s/t, s=v*t=1500m/s*0,1s=150 m. Azaz a hang a kibocsátástól az észlelésig összesen 150 m-t tett meg, a tengeralattjáró tehát 75 m mélyen van.
44.old
al at
t
1. Hogyan verődnek vissza a hullámok, ha egy kerek tál vagy bögre közepén csöpögtetéssel hullámokat keltünk?
A hullámok egyenletes, koncentrikus körökben verődnek vissza. 2. Van-e visszhang a Holdon, a Vénuszon vagy a Marson?
s
Nincsen, mert annyira ritka ott a légkör, hogy nincs közvetítő közeg, amiben terjedne a hang.
zt é
3. Ha szöget ütünk a fába, gyakran magas hang is keletkezik. A kalapács ütése miatt a szögben vajon láthatatlan, apró hullámhegyek és -völgyek, vagy sűrűsödések és ritkulások jönnek létre?
A kalapács ütése nyomán a szögben sűrűsödések és ritkulások jönnek létre
es
4. A sportstadionokban a közönség, saját szórakoztatására, néha hullámozni szokott. Miért lehet a mozgásukat hullámzásnak nevezni? Szerinted ebben az esetben mi a hullámforrás? Hogyan alakul ki egy hullámhegy? Hogyan tudná a közönség bemutatni a hullám visszaverődését?
sz e
rk
Hullámzás, mert az egyes emberek fel-le mozgása tovaterjedő hullámformát alakít ki a sorok között. Egyetlen hullámforrás nincs, csak emberek sokasága. (Hullámforrás az ötlet… az első ember, aki leguggolt) Hullámhegy a felállással alakul ki. Visszaverődést úgy lehetne megmutatni, ha az emberek „másik szomszédjuk” fel-le mozgását kezdenék el másolni, és a hullám „visszafordulna”.
IV. A fény
48.old 1. Melyik irányból kapja a napfényt a Hold a holdas fényképen? (46. oldal)
al at
2. Melyik napszakban történhet napfogyatkozás, melyikben holdfogyatkozás?
t
A képen a fény „baloldalt felülről” érkezik. Földi körülmények között megállapodás alapján ez Észak-Északnyugati iránynak felel meg.
Napfogyatkozás csak a nappali órákban, holdfogyatkozás csak az éjszakai órákban történhet.
s
3. Mi figyelhető meg a Hold felénk eső oldalán akkor, amikor a Földön a) napfogyatkozás; b) holdfogyatkozás van?
es
b)
zt é
a) Napfogyatkozás akkor jöhet létre, amikor a Hold keringése során néhány percre pontosan a Föld és a Nap közé kerül, azaz újholdkor. Ilyenkor a Hold árnyékot vet a földfelszínre, A földön álló szemlélő azt tapasztalja, hogy az égbolton a Nap helyén egy sötét lyuk keletkezik, amelyet a fénylő napkorona övez. A napfogyatkozás lehet teljes, gyűrűs vagy részleges, és csak a Föld szűk területéről látható.
sz e
rk
Ebben a jelenségben a Föld kerül a Nap és a Hold közé és takarja el az utóbbit. Ez esetben is többféle típust figyelhetünk meg; az ismertebbek a teljes és a részleges holdfogyatkozás. A Föld egy adott pontjáról nézve gyakrabban látható, mert a holdfogyatkozás egyidejűleg mindenhol látszik.
4. A tengerészek még a földgolyó körbehajózása előtti időkben megfigyelték, hogy először a közeledő hajók magasan lévő pontjait (árbocát) pillantják meg. Mire következtettek ebből?
Volt, aki azt hitte, hogy a közeledő hajó valahonnan „felfelé” jön, de már elég hamar volt aki a Föld íveltségére következtetett ebből. 5. A metrókocsi üvegablakai „jól használható” tükrökként funkcionálnak, amikor a szerelvény a sötét alagútban halad. Az állomásra érve azonban már nem. Miért?
Az állomásra érve a tükörkép eltűnik, mert az alagútban sötét van, az állomáson pedig világos, azaz a külső fény erősebb a visszavert fénynél.
51.old 1. Miért jó, ha homorú a kozmetikai tükör?
Mert a homorú tükör –fókusztávolságon belül- nagyít, (és egyenes állású képet ad). Ezért a sminkeléshez, borotválkozáshoz jó, hiszen nagyobb –részletgazdagabbképet látunk, amivel pontosabban lehet dolgozni.
al at
t
2. Rajzolj egy derékszöget! Ennek szárai jelentsenek két, egymásra merőlegesen elhelyezett síktükröt. Egy beeső fény először az egyik, majd a másik tükörről visszaverődik. Szerkeszd meg! Mit tapasztalsz?
beeső
α
s
β β
beeső
visszavert αα β
es
β
zt é
<-- visszavert α
rk
A beeső és a visszavert fénysugár szöge azonos, s mivel a tükrök is derékszögben állnak, a kétszeres visszaverődés után a végső visszavert fény az eredeti beesővel párhuzamos lett.
sz e
3. Járművek visszapillantó tükrei látszólagos, kicsinyített képet állítanak elő. Mi az előnye ennek, és mi a veszélye?
Az előnye a domború tükörnek az, hogy több információ fér a képbe, nagyobb területet lát be az autó vezetője. Ugyanebből ered a veszély is, mert az adott felületen megjelenő több kép információ kisebb méretben jelenik meg. A veszély abból adódik, hogy a kisebb kép miatt a távolságbecslés pontatlan. Az amerikai autóknál éppen ezért rá is írják a külső tükrökre, hogy „a tárgyak a valóságban közelebb vannak, mint az a tükörből látszik”
53.old 1. Hogyan halad tovább a felületre merőlegesen érkező fénysugár?
Egyenesen, törés nélkül halad tovább, vagy pontosan visszafordul, ha tükörre vetül. 2. A 2. kísérlet fényképéről határozd meg a visszavert és megtört fénysugár által bezárt szög nagyságát!
al at
t
Mind a visszavert, mind a megtört fénysugár szögét a felületre merőleges egyeneshez viszonyítjuk. (Visszavert: alfa=30o, megtört: alfa= 20o. A két fénysugár egymáshoz viszonyított szöge tehát 180o – 30o - 20o= 130o. 3. Legyen a 2. kísérletben a fény útja ellenkező irányú, vagyis vízből levegőbe lépjen át. Ha ekkor a beesési szög 20 fok, mekkora a törési szög?
zt é
s
A fénysugár ugyanazon az úton halad, csak „visszafelé”, ezúttal egy sűrűbb közegből a ritkább felé. Ebben az esetben a törési szög lesz 30 o.
56.old
1. Hány dioptriás a 25 cm fókusztávolságú gyűjtőlencse? f = 25 cm =0,25 m.
es
D=1/f =1/0,25m = 4, tehát négy dioptriás.
rk
2. 10 dioptriás gyűjtőlencse milyen képet állít elő a lencsétől a) 8 cm távolságra, b) 12 cm távolságra helyezett tárgyról?
A D=10 dioprtiás gyüjtőlencse fókusztávolsága f=1/D [m]=1/10 m = 10 cm.
sz e
A 8 cm –re elhelyezett tárgy a fókusztávolságon belül van, a 12 cm-re elhelyezett tárgy a fókusztávolság és a kétszeres fókusztávolság között van. A 8 cm-re (fókusztávolságon belül) elhelyezett tárgyról látszólagos, egyenes állású nagyított képet, a 12 cm-re (egy- és kétszeres fókusztávolság közötti) tárgyról valódi, fordított állású, nagyított képet állít elő. 3. Ha látszólagos képet szeretnénk kapni, milyen lencsét használjunk? A lencse fókusztávolságához képest hová helyezzük a tárgyat?
Szórólencsével egészen biztosan virtuális képet kapunk, ami egyenes állású és kicsinyített. Gyűjtőlencsével is kaphatunk látszólagos (egyenes állású, nagyított) képet, ha a tárgy a fókuszponton belül van. Ezt használják ki az egyszerű nagyítók.
4. Mi a prizmák szerepe a kézi távcsövekben?
A képet „fordítják a talpára” és a „jobb-bal” oldalt cserélik meg oly módon, hogy a prizmás távcsőben a képet két teljesen visszaverő, egymásra merőleges prizmapár megfordítja. Az egyik prizmapár a fent-lent, a másik a jobb-bal oldalt fordítja meg.
59.old
al at
t
1. Mi a szerepe a látásban a) a pupilla méretváltozásának? b) a szemlencse dioptriaváltozásának?
s
a.: A pupilla összehúzódásával kevesebb fényt enged be a szem belsejébe, így védi a szemet. Sötétben viszont kitágul, hogy több fényt gyűjtsön össze, hogy lássunk. b.: A szemlencse dioptria-változásának a „fókuszálás”-ban van szerepe, azaz az élességet állítja automatikusan. Görbülete attól függ, hogy közelre vagy távolra nézünk.
zt é
2. Mi a vakfolt?
A vakfolt a szemgolyónak az a része, ahol a látóideg kilép a szemből, így az a terület, amelyre hiába esik fény, nem kelt ott ingert.
es
3. Rajzold le a közel-, illetve a távollátó szembe érkező fénysugarak útját, szemüveg nélkül és szemüveggel is!
sz e
rk
A közellátó szem, és a látásjavítás homorú lencsével
A távollátó szem, és a látásjavítás domború lencsével
t al at
4. Melyek a fő szerkezeti elemei a Kepler-féle csillagászati távcsőnek és a mikroszkópnak?
rk
63.old
es
zt é
s
A Kepler-féle csillagászati távcső egy gyűjtő tárgy- és egy ugyancsak gyűjtőhatású szemlencséből áll. Az objektív (tárgylencse) a végtelenben fekvő tárgyról valódi (ernyőn felfogható), fordított állású, kicsinyített képet állít elő az F’ képoldali gyújtópontjában. Ezt a képet „köztes képnek” hívjuk, és a nagyító) szerepét betöltő okuláron keresztül felnagyítva mint virtuális (látszólagos, ernyőn nem felfogható) képet szemléljük. A két lencsét úgy állítják össze, hogy a lencsék gyújtópontja egybeessen. A távcső hossza a két gyújtópont távolságának összege lesz:
1. Sorold fel a szivárvány színeit!
sz e
vörös - narancs - sárga - zöld - kék - ibolya 2. Sorold fel a kiegészítő színpárokat!
Kiegészítő színpárok: vörös-zöld
narancs-ibolya
sárga –kék
3. Milyen fénytani jelenségnek köszönhető a szivárvány?
Fénytörésnek, ahogy a vízcseppek prizmaként „szétszórják” a homogén fehér fényt. 4. Hogyan magyarázzuk az ég kék és a lemenő Nap vörös színét?
A kék jobban szóródik, mint a vörös, ezért derült időben a szórt fényből adódóan az ég kék. A lemenő napsugarak már nem szóródnak annyira, ezért a színkép eltolódik a vörös felé.
67.old 1. Miben különböznek és miben azonosak a különböző elektromágneses hullámok?
Valamennyi terjedési sebessége azonos, a fény sebességével terjednek ami 300.000 km/s. Különböző a hullámhosszuk.
al at
t
2. Sorold fel néhány gyakorlati alkalmazását − a rádióhullámoknak, − az infrasugaraknak, − a mikrohullámoknak, − az UV-sugaraknak!
sz e
rk
es
zt é
mikrohullám:melegítés,mikrosütő UV: bankjegy és értékpapír vizsgálat
s
Rádióhullám:távcső,műsorszórás Infrasugár: távirányítók
V. Az energia
71.old 1. Írj olyan eseteket, amelyekben az alábbi tárgyaknak, anyagoknak a belső energián kívül másfajta energiája is van! Labda, autó, faltörő kos, levegő, víz, rugó.
al at
t
A labda, az autó és a faltörő kos mozgásával, közvetlen ütközéssel tud más tárgyakat mozgásba hozni. A levegő túlnyomással, a víz a súlyával képes (áttételeken keresztül) mozgást előidézni. A rugóban az eltárolt energia tud mozgást előidézni, pl. felhúzott óra. 2. Írj olyan eseteket, melyekben az előző feladatban felsorolt dolgoknak csak belső energiájuk van!
A labda, autó, faltörő kos ha áll, nem tud más tárgyat mozgásba hozni. Ezeknek az „ereje”’ a mozgásban van. A rugó sem képes semmit megmozdítani, ha előtte nem nyomták össze, vagy nem nyújtották meg.
zt é
s
3. Egy bögre forró vízbe, kis zacskóban, hideg vizet lógatunk. A tudósok megállapították, hogy a hideg víz energiája kezdetben 60 000 J, a meleg vízé 300 000 J. A forró víz energiája, a folyamat során 1500 J-lal változik. Mennyivel változik a hideg víz energiája? Melyik víznek csökken az energiája, melyiknek nő?
es
A forró víz energiája 1500 J-lal változott: csökkent. Ugyanennyivel nőtt a hideg víz energiája. A kísérlet elején az összes energia 3000 000 J + 60 000 J = 360 500 J volt, és a kísérlet végén is ugyanennyi maradt, csak éppen energiacsere történt. A forró víz energiája 300 000 J-1500J=298 500 J-ra csökkent, a hideg vízé pedig 60 000 J+ 1 500 J= 61 500 J-ra nőtt
rk
4. Milyen folyamat során csökken a fény és a hang energiája nullára? Mi lesz a fénnyel és a hanggal a folyamat során?
sz e
Ha valamely tárgy vagy közeg elnyeli a hangot és a fényt, ezzel meg is szűnnek: eltűnnek, nem lesz látható a fény és nem lesz hallható a hang, de annak a testnek nő a belső energiája.
74.old 1. Tervezz és készíts vízerőművet! Vízerőműved, a csapból kifolyó víz energiáját felhasználva, legyen képes egy műanyag pohárba tett radírt felhúzni a földről, a mosogató magasságáig. Gyűjtsd össze, hogy milyen anyagokra van szükséged, tervezd meg, hogyan fogja a radírt felhúzni az erőmű! A lapátkerekeket például pillepalackból is kivághatod.
Kísérlet
Rajz, pillepalack száján és átellenes oldalán resztülvezetett hurkapálca, az oldalán kis szemeket lehet „U” alakban kivágni, és kihajlítani. A víz ezekre a kihajlított szemekre folyik, és megforgatja a hurkapálcára tengelyezett pillepalackot. A palackra kell rögzíteni és feltekerniegy spárgát, amire lehet kötni a műanyag poharat. Használat közben a pillepalack forgása során a spárga feltekeredik, és felhúzza a poharat, illetve ami benne van. Amíg bírja. Ha túl sokat teszünk bele: nem forog, hanem a víz csak lefolyik a palástján.
t
2. Tegyél egyre több terhet az első feladatban elkészített vízerőműved poharába (radírok, érmék, gyöngyök)! Mekkora az a tömeg, amelyet már nem bír felemelni az erőműved? Mi történik, ha jobban kinyitod a csapot?
al at
Ha jobban kinyitjuk a csapot, több víz, erősebb vízsugár éri az erőművet, így nagyobb terhet is fel tud emelni.
3. Nézz utána, hogy lakóhelyed szűkebb és tágabb környezetében milyen erőművek termelnek áramot! Vannak-e a környezetedben olyan gépek, berendezések, melyek energiájukat melegítésre használják?
s
Az Újpesti erőmű és a Kispesti erőmű van Budapest közelében. Környezetünkben sok olyan gép van, mely energiáját melegítésre használja, ilyen a villanybojler, a villanytűzhely, villanykályha, hajszárító stb.
zt é
4. Eladásra kínálnak benzint és földgázt. Kivételes akció keretében mindkét anyag hordónkénti ára azonos. Melyiket érdemes megvenni? A hordó 200 literes, a benzin sűrűsége 0,7 kg/dm3
rk
es
A benzin esetén először ki kell számítani a tömegét. 200 l = 200 dm3, a benzin tömege egyelő sűrűség * térfogat (m= ró*V), tehát m = 0,7 kg/ dm3*200 dm3 = 140 kg A kérdés tehát, hogy 200 dm3 földgáz, vagy 140 kg benzinből lehet nagyobb energiát kinyerni. A benzin fűtőértéke 43000 kJ/kg, azaz 140 kg-ból 140 kg*43000k J/kg= =6 020 000 kJ= 6020 MJ=6,02 GJ energia nyerhető ki. A földgáz fűtőértéke 37000 kJ/m3, azaz 37 kJ/dm3, a hordóból kinyerhető energia tehát 200 dm3*37 kJ/dm3 = 7400 kJ.
sz e
Eszerint a benzint vásárolni sokkal-sokkal jobban megéri, mivel egy hordó benzinből 6,02 GJ energia, míg ugyanannyi földgázból csak 7,4 MJ energia nyerhető ki.
77.old
1. Nézz utána, hogy ma mennyi energiára tettél szert, a reggelizésed alkalmával! A tápértékre vonatkozó adatokat az élelmiszerek csomagolásán, illetve az interneten találod. 2. A lecke joghurtos példájának (75. old.) adatai alapján határozd meg, mennyi a váltószám a kJ és a kcal között!
1kcal = 4,186 kJ
1kJ = 0,24kcal
3. Az erdész 10 m fával fűti a házát a tél folyamán. Mennyi energiát fordít a fűtésre? A tűzifa sűrűsége 600 kg/m3 3
10 m3 fa tömege m = 10 m3*600 kg/m3 = 6000 kg A fa fűtőértéke 15000 kJ/kg, a teljes mennyiség együttes fűtőértéke tehát 6000 kg*15000 kJ/kg = 90 000 000 kJ=90.000 MJ.
al at
Gőzhajó – gőz energiája, motoros hajó – benzin vagy dízelmotor esetén a gázolaj energiája, vitorláshajó – szél energiája, atomtengeralattjáró – maghasadásból származó energia
t
4. Gyűjts minél több, különböző energiaforrással működő, úszó járművet!
5. Nézz utána, kik azok a magyar mérnökök és feltalálók, akik segítették a járművek hajtóműveinek fejlődését!
zt é
s
Bánki Donát (porlasztó, „bánki motor”), Csonka János (karburátor és gázmotor), Fonó Albert: (repülőgép hajtómű feltaláló),
79.old
es
1. Gyűjtsd össze, milyen energiatakarékos megoldásokat használtok a lakásban!
Energiatakarékos izzó, hőtárolós kályha, jó szigetelésű nyílászárók.
rk
2. Hogyan lehet minél energiatakarékosabban közlekedni? Írj javaslatokat!
sz e
Gyalog, kerékpárral,a tömegközlekedést használva (itt többfelé oszlik el a felhasznált energia) egyedileg pedig villany vagy hibrid autókkal. 3. Hol találhatók Magyarország jelentős erőművei? Milyen típusú erőművek ezek?
Paksi, Mátrai, Visontai erőművek. A paksi atomerőmű, a többi hőerőmű. Magyarországon jelentős vízi erőmű nincsen, mivel a folyók vízhozama nem teszi lehetővé.
82.old 1. Keress otthon háztartási gépeket! Milyen energiaforrást használnak? A gépeken feltüntetik a teljesítményüket is. Gyűjtsd ki azokat a füzetedbe! Melyik a legnagyobb teljesítményű? Mit gondolsz, mi ennek az oka?
al at
t
Mosógép, mosogatógép, gáz és villanytűzhely, hajszárító, mikrohullámú sütő, hűtőszekrény, háztartási robotgép, kávédaráló, gáz és villanybojler stb.
es
zt é
hústű ék kés ék sörnyitó emelő tojásszeletelő ék krumplinyomó emelő kézi húsdaráló csavar fokhagymaprés emelő
s
2. Az alábbiakban konyhai eszközöket látsz felsorolva. Döntsd el, hogy a hatféle egyszerű gép melyikének felelnek meg! Hústű, kés, sörnyitó, tojásszeletelő, krumplinyomó, kézi húsdaráló, fokhagymaprés.
3. Egy energiatakarékos, 18 W-os égőt naponta 3 órán keresztül használunk. Ez mennyi energiafogyasztást jelent egy 30 napos hónapban?
rk
18 W * 3 h/nap * 30 nap = 18*3*30 Wh =1620 Wh = 1,62 kWh.
sz e
4. Egy benzines fűnyíróval 0,5 óra alatt lenyírtam a kertben a füvet. A fűnyíró 2 dl benzin elégetéséből nyerte az energiáját. Mekkora a fűnyíró teljesítménye? A benzin sűrűsége 0,7 kg/dm3 fűtőértéke 43 000 kJ/kg
A benzin tömege 2 dl=0,2 l=0,2 dm3 0,2 dm3*0,7 kg/dm3 = 0,14 kg fűtőértéke: 0,14 kg*43000 kJ/kg = 6020 kJ P = W/t P = 6020 kJ/1800 s = 3,34 kJ/s = 3344 W = 3,34 kW Tehát a fűnyíró teljesítménye 3,34 kW.
VI. Járművek mozgásának vizsgálata
86.old 1. Nézz utána, hogy egyes járművek mekkora sebességgel haladnak! Gyűjts minél több adatot!
al at
t
Kerékpár: 10-25 km/h egy versenykerékpár 60-70 km/h-val is megy kismotor: 30-50 km/h nagymotorkerékpár: 120-180 km/h gépkocsi(autó) 150-180 km/h versenyautó 200-300 km/h gyorsvonat:100-120 km/h szuperexpressz 400 km/h
s
2. 50 percig 4 km/h sebességgel haladunk. Mekkora utat teszünk meg? Az eredményt méterben add meg!
5
t=50 perc = 6 h , v=4
km h
km 5 ∙ h 6
h=
10 3
km ≈ 3,3 km = 3333 m
es
Megoldás: s = v ∙ t = 4
, s=?
zt é
v=s/t s=v*t s=4 km/h * 50/60 h = 4*50/60 km = 4*50/60/1000 m = 3333,33 m Tehát 3333 és 1/3 métert teszünk meg 50 perc alatt 4 km/h sebességgel. Megoldás jó, formátum:
3. Mennyi idő szükséges 150 km megtételéhez, ha a sebességünk 10 m/s
rk
v=s/t t=s/v t=150km/(10 m/s) = 150*1000 m /(10 m/s) = 15000 s = 4,1666 h Tehát a 150 km megtételéhez 4 óra és 10 perc szükséges Formátum:
sz e
s=150 km = 150000 m, v=10 s 150000 m
Megoldás: t=v=
10
m s
m s
, t=?
= 15000 s = 4,17 h = 4h 10p
4. 300 km-t szeretnénk megtenni 6 óra alatt. 4 órán át 40 km/h átlagsebességgel utazunk. Mekkora sebességgel kell a maradék utat megtenni, hogy időben megérkezzünk?
A két szakaszt külön kell vizsgálni. Az első szakaszban 4 óra alatt 40 km/h sebességgel s1= v1 * t1 4h * 40 km/h = 160 km –t tettünk meg. Maradt még két óránk a hátralévő 140 km megtételéhez. Azaz v=s/t v=140km / 2 ó = 70 km/ó sebességgel kell mennünk. Formátum:
Összes út: 300 km, összes idő: 6 h. I. szakasz: t1=4 h, v1=40
km , h
II: szakasz: v2=?
Megoldás: Az első szakaszon megtett út: s1= v1∙ t1= 40
km ∙4 h
h=160 km.
A második szakaszon t2=6 h-4 h=2 h, s2=300 km-160 km=140 km, így s
v2= t 2 = 2
140 km 2h
= 70
km h
zt é
s
al at
t
Az átlagsebesség
= s(teljes) / t (teljes) =300 km / 6 ó = 50 km/ó. Mivel az első szakaszt az átlagsebesség alatt tettük meg, a második szakaszt az átlagsebesség felett kell teljesítenünk… Fontos az átlagsebesség NEM egyenlő a sebességek átlagával.
es
89.old
1. A felső ábra egy egyenes vonalú mozgást végző jármű út–idő grafikonját mutatja. Mit mondhatunk el a mozgásáról? Ábrázold a sebesség–idő grafikont!
sz e
rk
Az első szakaszban 4 óra alatt eljutott 60 km távolságra. Sebessége tehát v=s/t = 60 km/4h=15 km/h volt. v1=15 km/h A második szakasz kevésbé meredek (azaz a sebesség láthatólag csökkent). Ekkor 6 óra alatt tett meg ugyancsak 60 km-t. A sebesség (v2=60 km / 6 h / 10 km/h
km/h 10
1
5
10 h
Hiányoznak a nyilak, és a grafikonban NEM LEHET FÜGGŐLEGES VONAL! 2. A La Manche csatorna alatt húzódó Csatorna-alagút (Csalagút) 50,5 km hosszú. Mennyi idő alatt jut rajta át egy 120 km/h sebességgel mozgó, 100 m hosszúságú vonat?
Az alagút 50,5km, a vonat 0,1km hosszú összesen 50,6 km-t kell megtennie(!) v=s/t t=s/v= 50,6 km / 120 km/h = 0,42 h = 25,3 perc
azaz 25 perc és 18 másodperc szükséges az egyenletes áthaladáshoz.
al at
t
3. Készítsd el a következő mozgások út–idő és sebesség–idő grafikonját! a) Egy lift fél perc alatt 18 m magasra emelkedik. 18 𝑚 𝑚 𝑣= = 0,6 30 𝑚 𝑚
h
rk
es
zt é
4
s
b) Egy gyalogos 4 km/h sebességgel 6000 m utat tesz meg. 6 𝑚𝑚 𝑡 = km = 1,5 h
c) Egy teherautó 2 óra 30 percen keresztül megy 20 m/s sebességgel.
sz e
1 m/s = 3,6 km/h , 20 m/s = 72 km/h km 𝑠 = 72 h ∙ 2,5 h=180 km
d) Egy autó 2 órán keresztül 50 km/h, majd további 3 órán keresztül 70 km/h sebességgel halad. km km A megtett út az első szakaszon : 𝑚1 = 50 h ∙ 2 h= 100 km, a második szakaszon 𝑚2 = 70 h ∙ 3 h=210 km. Az összes út 310 km. km/h a grafikonnál a zárójel mindig kerek Grafikonon nem lehet függőleges vonal s [km] 300
v[km/k]
t
10,0
50 100 50 10 2
3
5
t[h)
1
2
3
5
t[h)
s
1
al at
200
zt é
A függőleges vonal nem lehet!
sz e
rk
es
4. Mit mondhatunk el az alsó grafikon alapján, az egyes szakaszokon, mozgó test sebességének a nagyságáról és az irányáról?
A jármű egyenletes 20 km/h sebességgel haladt 3 órán keresztül, és megtett ezalatt 60 km-t. Ezt követően 2 órán keresztül állt. Azután visszaindult, és 4 óra alatt visszament 20 km-t, azaz sebessége -5km/h volt. Ideérve azonnal megfordult, és eredeti útirányában haladt 3 órán keresztül, összesen 80 km-t. Sebessége ekkor 80km/3h= 26,66 km/h volt.
Az eltelt idő 3+2+4+3 = 12 óra, a megtett út +60-20+80=120 km volt Az átlagsebessége v=s/t = 120 km/12h = 10km/h volt a teljes út során
92.old 1. Nézz utána, mennyi idő alatt éri el a gepárd a végsebességét! Számítsd ki a gyorsulását!
108
km 𝑚 =30 𝑚 h
30
𝑚
al at
t
A gepárd végsebessége 104-110 km/ó, sebességét 3,5 sec alatt éri el, ez megfelel egy Mercedes vagy Ferrari versenyautó gyorsulásának. v=110km/h=110*3,6 m/s=396 m/s Rossz az átváltás ! a=v/t=396m/s / 3,5 s = 113,14 m/s2 Törölni kell ezt a 2 sort 𝑚
, 𝑎 = 3,5 𝑚𝑚=8,57 𝑚2
2. Lehet a gyorsulás értéke negatív?
A gyorsulás értéke lehet negatív, akkor lassulásnak hívjuk. Számolni ugyanúgy kell, mint pozitív érték esetében. 3. Nézz utána, hogy mekkora sebességre kell gyorsulnia egy repülőgépnek, hogy fel tudjon szállni!
es
zt é
s
Repülőgép kb 200 km/h sebességet 3 másodperc alatt éri el. a=v/t = 200*3,6/3=240 m/s2 Gyorsulása tehát 240 m/s2 Az átváltás itt is rossz, 200 km/h=55,6 m/s. A 3 s adat irreális, én 27 s-ot találtam. Egyébként a gyorsulás itt nem volt kérdés! 𝑚 55,6 𝑚 𝑚 𝑎= = 2,06 2 27 𝑚 𝑚
sz e
rk
4. A következő táblázat 5 különböző test sebességét adja meg, különböző időpillanatokban. Állapítsd meg, hogy egyenletesen gyorsulnak-e! Ha igen, mekkora a gyorsulásuk? Vajon milyen az utolsó mozgás sebesség–idő grafikonja?
4.Az „I” kivételével egyenletesen gyorsulnak: azonos idők alatt azonos mértékben nő a sebességük I sebesség-idő grafikonja az ábrán szaggatott kék vonal II: a=v/t=5 m/s / 3 s = 5/3 m/s2 = 1,67 m/s2 III a= 6 m/s / 3 s = 2 m/s2 IV a=4,2 m/s / 3 s = 1,4 m/s2 V a=3 m/s / 3 s = 1 m/s2 Nem jó a grafikon, másikat rajzoltam! Csak az utolsót kellett ábrázolni!
t al at s zt é es rk
5. Egy autó gyorsulása 3 m/s2. Menny idő alatt gyorsul fel 100 km/h sebességre?
sz e
a=v/t t=v/a = 100*3,6m/s / (3m/s2) = 120 s Tehát 2 perc alatt gyorsul fel.
Rossz az átváltás!
27,8
100 km/h =27,8 m/s, t=
𝑚
𝑚 𝑚
3 2 𝑚
=9,26 s
6. Egy Nissan GT 6,9 m/s2 gyorsulásra képes. Hány km/h sebességre gyorsul fel 6 másodperc alatt?
a=v/t v=a*t=6,9 m/s2*12s=82,8 m/s = 298,1 km/h-ra gyorsul fel a Nissan 6 s alatt.
al at
t
7. Az ábrán három jármű sebesség–idő grafikonja látható. Jellemezd az egyes járművek mozgását! Állapítsd meg, hogy egyenletesen változó mozgást végeznek-e, és határozd meg a gyorsulásukat!
a a = 6 m/s / 5 s = 1,2 m/s2
zt é
s
Az „1” és „2” jelű azonos mértékben egyenletesen gyorsul. A különbség az, hogy a „2” jelűnek volt már kezdősebessége. A „’3” jelű egyenletesen lassul.
a b = (8-2)m/s / 5 s = 6 m/s / 5 s = 1,2 m/s2
95.old
rk
es
a c = -8m/s / 5 s = -1,6 m/s2
sz e
1. Ha a lemezjátszó korongján, a tengelytől különböző távolságra, több radírt is elhelyezünk, megegyezik-e a sebességük, a fordulatszámuk, illetve a periódusidejük?
A fordulatszámuk és a periódusidejük megegyezik. A sebességük nem. Az a leggyorsabb, amelyik a tengelytől a legmesszebb van, hisz ő teszi meg (azonos idő alatt) a leghosszabb utat. Egy körülfordulás során a körvonal hosszát teszi meg, ami egyenesen arányos a sugárral. 2. Ki volt az a híres csillagász, aki szintén a bolygók mozgását tanulmányozta, és Galileivel azonos eredményre jutott? Nézz utána az interneten vagy a lexikonban, tudj meg róla minél többet!
Johannes Kepler német csillagász, aki 1571-ben született Weilben Nikolausz Kopernikusz lengyel csillagász (1473-1543)
3. Ha egy autó kerekét kisebbre cseréljük, akkor lassabban vagy gyorsabban fog haladni annál, mint amit a sebességmérő műszer jelez?
Lassabban, mivel az autó sebességmérője a kerekek fordulatszámából kalkulál. Adott fordulatszám mellett a kisebb kerék rövidebb úton gördül, azaz valóságban kevesebbet tesz meg adott idő alatt, azaz lassabban megy, mint amit a műszer jelez.
t
4. A kerékpár sebességmérő órájának egy küllőre szerelt mágnes és a hozzá tartozó érzékelő adja a jelet. Mindegy, hogy a tengelytől milyen távolságra helyezzük el a mágnest? Mit kell az órán beállítani, hogy a műszer pontosan mérjen?
5. Mennyi 1/perc a) az óra kis- és nagymutatójának a fordulatszáma? b) a Föld tengely körüli forgásának a fordulatszáma?
al at
A tengelytől való távolsága közömbös, hisz azt méri, hogy egy fordulatot mennyi idő alatt tesz meg a kerék. A műszeren pontosan be kel állítani a kerék teljes sugarát vagy átmérőjét, esetleg a gumi kerületét.
s
Az óra nagymutatójának fordulatszáma: 1/60 ford/perc
zt é
Az óra kismutatójának fordulatszáma: 1/12 ford/h
A Föld tengelykörüli fordulatszáma: 1/24 ford/h (ilyen mértékegység nem létezik) a, A kismutató 12 óra= 720 perc alatt tesz meg egy teljes kört, tehát fordulatszáma: 1
1
1
1
A nagymutató 60 perc alatt tesz meg egy teljes kört,
1 1 f=60 perc
≈0,017
ezért a fordulatszáma:
1 1 =0,00028 s perc
rk
b,
es
f=720 perc ≈ 0,0014 perc=0,000023 s
c, A Föld 24 óra=1440 perc alatt fordul meg a tengelye körül, így fordulatszáma: 1
1
1
1
sz e
f=1440 perc ≈0,00069 perc =0,0000116 s .
VII. Kölcsönhatások
99.old 1. Írj példát olyan cirkuszi mutatványokra, amelyek során vagy a művész, vagy valamilyen tárgy bizonytalan egyensúlyi helyzetben van, és csak az ügyességével tudja azt megtartani!
al at
t
Egyensúlyozó művészek, egykerekű biciklisták (monociklisták), nagy labdákon dolgozó akrobaták, rúdon-egyensúlyozók, tányérpörgetők mind folyamatosan fenntartják a bizonytalan egyensúlyi helyzetüket.
2. A képen látható testet, amelynek GÖMBÖC a neve, két magyar mérnök készítette el, 2007-ben. Nézz utána, milyen érdekes tulajdonsága tette világhírűvé a Gömböcöt! Várkonyi Péter és Domokos Gábor fedezték fel.
s
Egy stabil és egy labilis egyensúlyi helyzete van. A stabil a képen látható, a labilist akkorkapjuk, ha fejre állítjik. Olyan, mint a „kejfeljancsi”, de annak –bár elsőre nem egyértelmű, de– két egyensúlyi helyzete is van, t.i. a fejetetején is meg tud(na) állni. A Gömböcnek csak egyetlen egy van. Keljfeljancsit még sohasem próbáltam fejre állítani!
zt é
3. Melyik közlekedési eszköznek bizonytalan álló helyzetben az egyensúlyi helyzete?
Kerékpár, motorkerékpár, kétkerekű lovasfogat A lovasfogat csak ló nélkül bizonytalan, ezt hagyjuk ki! 4. Mekkora annak a testnek a tömege, amelyet 400 N nagyságú erő 5 m/s2 gyorsulással mozgat?
es
F=m*a m=F/a = 400N/5 m/s2 = 80 kg
5. Egy 20 kg tömegű testet 500 N erővel gyorsítunk. Mekkora lesz a gyorsulása?
rk
F=m*a a=F/m = 500N / 20 kg = 25 m/s2
sz e
6. Egy 50 kg tömegű gepárd 3 s alatt növeli a sebességét álló helyzetből 108 km/h-ra. Mekkora erő kell ehhez?
F=m*a a=v/t F=m*v/t = 50kg*108km/h / 3s F=50kg*108000m/3600 s / 3 s F=50kg*30m/s / 3s = 500 kgm/s2 = 500N Az előző fejezetben 3,5 s-mal számoltuk a gyorsulást!:
108
km 𝑚 =30 𝑚 h
30
𝑚 𝑚
𝑚
, 𝑎 = 3,5 𝑚=8,57 𝑚2
F=m∙a=50 kg∙ 8,57
𝑚 =428,5 𝑠2
N
102. old 1. Nézz utána, hogy mennyi a gravitációs gyorsulás értéke az Egyenlítőn, illetve az Északi- és a Délisarkon!
A „g” értéke a 45° szélességi körön 9,80665 m/s². Az északi és déli sarkon g=9,83 m/s², Az Egyenlítőn pedig 9,78 m/s² m
72 kg tömeg súlya 72 kg*9,81 s2 azaz közelítőleg 720 N,
t
2. Egy ember rááll a mérlegre. A mutató 72 kg-ot mutat. Mennyi a súlya?
al at
Mivel az ember egyensúlyban van, a súly és a gravitációs erő nagysága megegyezik.
3. Egy 70 kg tömegű embernek a liftben 720 N a súlya. Mit mondhatunk el a lift mozgásáról? Karikázd be a helyes megoldást! a) Áll. b) Egyenletes sebességgel mozog felfelé.
c) Fölfelé indul.
s
d) Lefelé indul.
zt é
A lift fölfelé indul, mert ilyenkor mutat többet a mérleg 4. Mihez kell nagyobb erő? Karikázd be a helyes megoldást!
a) Egy 3 kg tömegű test 8 m/s2 gyorsulással történő mozgatásához.
b) Egy 2 kg tömegű test 13 m/s2 gyorsulással történő mozgatásához.
a: 3*8= 24 N
rk
b: 2*13=26 N
es
c) Egy 2,3 kg tömegű test állandó nagyságú sebességgel történő felemeléséhez.
sz e
c: 2,3*9,81=22,563 ~ 23 N
Legnagyobb erő az „b”-hez kell
F=m∙a a, 3 kg∙ 8
m
s2
=24 N, b, 2 kg∙13
m s2
=26 N C, egyenletes sebességgel történő emelés m
esetén az emelőerő egyenlő a gravitációs erővel: m∙g=2,3 kg∙9,81 s2=22,563 N≈23 N
105. old
1. Melyik közlekedési eszköz alakja emlékeztet legjobban az áramvonalas testre?
Nagysebességű expresszvonat és a repülő alakja. Újabban az autókat is egyre jobban áramvonalasítják, mivel a légellenállás leküzdése is pénzbe kerül: az áramvonalas test mozgatásához kisebb energia kell. 2. Egy láda elmozdításához 80 N erő szükséges. Mekkora súrlódási erő hat a ládára, ha 60 N nagyságú erővel próbáljuk megmozdítani?
A súrlódási erő is 60N 3. Egy 10 kg tömegű szánkót, üresen, 15 N nagyságú erővel lehet elhúzni. Mekkora erő szükséges a vontatáshoz, ha egy 20 kg-os gyerek ül a szánkóra?
t
A tömeg a 3x-ára nő, ezért 3x erő kell, azaz 45N
al at
4. Írj legalább 5 példát arra, hogy a hétköznapi életben a súrlódás hasznos számunkra!
Autók és közlekedési eszközök kerekeinél és a járművek fékezésénél is hasznos a súrlódás. Ugyancsak hasznos a dörzshajtásoknál, illetve minden olyan esetben, amikor a munkát a súrlódás végzi helyettünk, illetve közvetíti. A csúszós felületek pl. lépcsők esetén is fontos lehet a súrlódás növelése a balesetveszély elkerülése érdekében. 5. Írj a mindennapi életből 5 példát arra, hogy káros a súrlódás, éppen ezért igyekszünk csökkenteni!
zt é
s
Ajtók nyitása „zsanér”, kerekek tengelyének súrlódása, korcsolyázás, szánkózás: ezekben az esetekben kisebb súrlódással gyorsabban, könnyebben tudunk haladni. Valamennyi forgó eszközben fontos a súrlódás csökkentése. 6. Nézz utána interneten, mit jelent az ABS! Tarts róla néhány perces kiselőadást!
sz e
rk
es
A blokkolásgátló fékrendszer (Anti-lock Braking System) egy olyan aktív biztonsági eszköz, amely megvédi, illetve megakadályozza az autó megcsúszását erőteljes fékezés esetén, továbbá segít a fékezendő gépjármű egyenesen tartásában. A rendszer lényege, hogy speciális, a kerekekre szerelt érzékelőkön keresztül érzékeli a kerekek blokkolását (megállását), és ekkor a másodperc töredékére kiiktatja a fékezést.(forrás:Wikipédia)
108. old
1. A fakírok egyik kedvenc mutatványa, amikor ráfekszenek a szöges ágyra. Mit gondolsz, miért nem szúrják meg testüket a szögek?
Mert sok-sok szögre fekszenek föl egyszerre, így nagy felületen oszlik el a súlyuk/tömegük. ezen felül a fakírok (bizonyos korlátok között) ki tudják kapcsolni a fájdalomérzetüket. 2. Vastag oszlopok földbe veréséhez hatalmas kalapácsra lenne szükség. Vajon milyen módon verik be ezeket?
Kihegyezik a végüket, így a csúcsban a nyomás megsokszorozódik, és könnyebben a földe lehet verni őket.
3. Havas úton a keskeny vagy a széles kerekű autóval lehet biztonságosabban közlekedni?
Keskeny kerekű autóval, mert a szélesnél nagyobb a megcsúszás veszélye. A bordázat azonban még ennél is fontosabb, hogy jó mély legyen, és „kinyomja” oldalra a havat/vizet
50 N
150 N
40 N
6N
120 N
A
0,2 m2
3 m2
2 m2
300 cm2
40 dm2
P
250 N/m2
200 N/m2
300 N/m2
50 N/m2 20 N/m2
al at
F
t
4. Számítsuk ki a táblázatban hiányzó erő, nyomás, felület értékeit!
5. A teve a laza szerkezetű, süppedős homokban jár. Magyarázd el, hogy a teve patájának az alakja hogyan segíti homokban való járást!
zt é
s
A laza homokban a viszonylag nagy felületű pata kevésbé süllyed el, és mivel a pata a boka irányába keskenyedik, így ha be is süpped „ék módjára” könnyen ki tudja húzni a homokból. 6. Keress a mindennapi életből minél több példát, amikor a nyomás növelése a célunk! Hogyan érjük el? Nyomás növelése a cél a járművek kerekeiben, a felfújható vízi
sz e
rk
es
sporteszközökben, a szódásszifonban. A különböző spray-k (permetek) esetén is nyomásfokozással érik el, hogy a dezodor kijöjjön a palackból. A nyomás növelését pumpával vagy túlnyomásos eszközzel érjük el. A nyomás növelését a nyomott felület csökkentésével is el lehet érni, így például a késélezés, fúró-hegyezés is fizikailag nyomás növelés. A járművek kerekeiben nem feltétlen cél a nyomás növelése, erre legjobb példa a Forma-1-es autó, mert minél nagyobb a nyomás, annál kisebb a tapadás a kanyarban.
7. Keress a mindennapi életből minél több példát, amikor a nyomás csökkentése a célunk! Hogyan érjük el?
Nyomás csökkentését alátétekkel, széles kerekekkel érjük el a mindennapokban. Így el tudjuk érni, hogy a csavar ne nyomódjon olyan mélyen a fába, a traktor kereke ne süllyedjen el a homokban. A terepjárók, lánctalpas járművek nagy felületű kerekei, lánctalpai is a nyomás csökkentését szolgálják.
112.old 1. Mit gondolsz, miért nem hagyja el a Földet, és oszlik el a világűrben a levegő?
A levegőnek is van tömege, amelyre hat a tömegvonzás, ami nem engedi szétszóródni a világűrben. . 2. Használható-e a barométer Európa legmagasabb pontján (Elbrusz, 5642 m) a légnyomás mérésére?
Nem, mert ilyen magasan a légnyomás már kevesebb, mint a fele a tengerszinten mért értéknek. A légnyomásmérők skálázása 940-970 hPa-tól indul, így a kb. 1010 hPa normál légköri nyomásnak a felét nem tudja mérni. 3. Keress a környezetedben olyan eszközöket, amelyek a nyomáskülönbség elvén működnek!
t
Légnyomásmérő, biciklipumpa, gumimatrac-pumpa, a szemcseppentő, a pipetta, a falvakban a „nyomós kutak”, az üvegre vagy csempére tapasztható „tappancsok”, cumisüveg, sőt a saját tüdőnk is a nyomáskülönbség elvén működik. 4. Nézz utána, hogy egy átlagos ember mennyi levegőt szív be egy lélegzetvétellel!
al at
Nagyon nagy különbségek vannak. Átlagosan egy lélegzetvétellel 0,5-1 liter levegőt szívunk be, de ez az érték erőltetve lehet akár 2,5 liter is 5. Lehet-e szellőztetni a repülőben az ablak kinyitásával? NEM, mert a nyomáskülönbség
azonnal „kiszívná” a levegőt a repülőből.
6. Fontos, hogy a Torricelli-csövet feltétlenül függőlegesen tartsuk?
115. old
es
zt é
s
Nem, mert a folyadékoszlop nyomása a folyadék sűrűségétől, és az oszlop magasságától függ, így a ferdén tartott csőben is ugyanolyan magasan lesz a folyadék felszíne, mint a függőleges csőben.
1. Miért dugulhat be a füled a víz alatt?
rk
Mert alaphelyzetben a fülünkben is a külső –szabad levegőn tapasztalható- nyomás van, a víz alatt a nyomás megnő, és a nagyobb nyomás benyomja a fülkürtbe a vizet.
sz e
2. Magyarázd el, miért szélesednek lefelé a gátak!
Lefelé haladva egyre nagyobb (víz)nyomás nehezedik rájuk, ezért azt már csak nagyobb (szélesebb) gáttal ellensúlyozható.
3. A gumihártyás kísérleti eszközünket 5 cm mélyen belemerítjük egy vízzel teli nagy lavórba, majd 5 cm mélyen, egy vízzel telt, karcsú vázába. Hol lesz nagyobb a nyomás?
A nyomás egyforma lesz, mindkét esetben az 5 cm magas vízoszlop nyomását fogjuk megmérni. 4. A Föld körül keringő űrállomásokon számtalan érdekes fizikai kísérletet is elvégeznek, hogy összehasonlítsák az eredményeket a Földön tapasztaltakkal. Mit gondolsz, milyen eredményre jutnának, ha az órán látott hidrosztatikai kísérleteket is elvégeznék az űrállomáson?
Az űrállomáson a hidrosztatikai nyomásos kísérletek tapasztalatai el fognak térni a Földön tapasztaltaktól. Ennek oka, hogy az űrállomáson súlytalanság van, a hidrosztatikai nyomás, pedig nem más, mint a folyadék súlyából származó nyomás.
118. old 1. Ha betegség miatt infúziót kell adni valakinek, a palacknak mindig magasabban kell lennie a beteg testénél. Magyarázd meg, miért!
t
Azért kell magasabban lenni az infúziós üvegnek, mert a palack és a beteg itt közlekedőedényt alkotnak együtt. A közlekedőedényekben pedig a folyadék a magasabban lévő folyadék szintről folyik az alacsonyabb felé.
al at
2. A folyók magas vízállása esetén előfordulhat, hogy buzgár jelenik meg. A buzgár az árvíz során a töltések mentett oldalán megjelenő vízfeltörés. Mi a jelenség oka?
A buzgár a közlekedőedények elvén működik. Mivel a gát túloldalán már magasabb a víz szintje, és a talaj teljesen átnedvesedett, így a közlekedőedények elve miatt az alacsonyabban fekvő területen is feltörhet a víz 3. Miért vizesednek a 100 éves, öreg házak téglafalai? Hallottál-e arról, mit szoktak tenni ebben a helyzetben?
zt é
s
A falak vizesedésének oka a hajszálcsövesség. A vályogházakban ez különösen erős. Jó szigeteléssel lehet ellene tenni: például a hajszálcsöveket „el kell vágni” egy szigetelő (fém vagy műanyag) lappal. 4. A nagyon sokszor kimosott, régi törölköző már nem szívja fel olyan jól a vizet. Mitől változhatott meg a nedvszívó képessége?
es
A sok mosás miatt idővel eltömődnek a hajszálcsövek, összeáll az anyag és már nem tudja olyan jól felszívni a vizet 5. Miért nem lehet az ablaküvegre golyóstollal írni?
sz e
rk
A golyóstollal való íráshoz kell egy picit nedvszívó anyag, ami „beszívja” a tintát, valamint olyan felület, amelyen a golyóstollban lévő golyó a súrlódás miatt el tud gördülni. Az ablaküveg egyáltalán nem hajszálcsöves és az üveg és a golyóstoll közti súrlódás is nagyon kicsi, ezért nem fog a golyóstoll az üvegen.
121. old
1. Miért lehetséges a Holt-tengerben hanyatt fekve olvasgatni?
A magas a sótartalma miatt a sűrűsége nagyobb mint az emberi test sűrűsége. Ez pedig az úszás feltétele. 2. Nézz utána, hogyan bizonyította be Arkhimédész, hogy tiszta aranyból készült-e a korona!
Arkhimédész valószínűleg a koronát kiegyensúlyozta egy kétkarú mérlegen egy darab színarannyal, majd mindkettőt vízbe mártotta. Mivel eltért a sűrűségük (és a
történet szerint eltért), így a nagyobb térfogatú testre nagyobb felhajtóerő hatott, vagyis a mérleg nyelve elmozdult. 3. Egy követ víz alá merítünk. Az első esetben 20 cm, a második esetben 50 cm mélyre. Hol hat rá nagyobb felhajtóerő?
A felhajtóerő nagysága a kiszorított víz súlyától függ. Attól, hogy mélyebbre merül a kő, már nem fog több vizet kiszorítani, így a felhajtóerő a két mélységben azonos.
al at
t
4. A Kurszk nevű atom-tengeralattjárót 1994-ben bocsátották vízre. A hajó méretei méltóságot sugalltak, hiszen a hossza 154 m, szélessége a legszélesebb részen: 18 m, legnagyobb sebessége:52 km/ h volt, a térfogata pedig 16 400 m3-t tett ki. A legénysége 118 főből állt. Mekkora volt lemerülés után a) a tengeralattjáró által kiszorított víz térfogata? b) a tengeralattjáró által kiszorított víz tömege? c) a tengeralattjáró által kiszorított víz súlya? d) a tengeralattjáróra ható felhajtóerő? A Kurszk 2000-ben katasztrófát szenvedett, és „elsüllyedt”. Nézz utána, hogy a tengeralattjárók milyen mélységben „közlekednek”!
zt é
s
a: kiszorított víz térfogata megegyezett a tengeralattjáró térfogatával: 16400 m3 b: a kiszorított víz tömege 16 400 m3 • 1030 kg/m3 (tengervíz sűrűsége) = 16892000kg = 16,892 t c: a kiszorított víz súlya 168,92 kN volt d: Felhajtóerő nagysága a kiszorított víz súlyával egyenlő, azaz 168,92 kN
125. old
es
A katonai tengeralattjárók 200-800 méter mélységben tartózkodnak. A kutató tengeralattjárók közül néhány már a Mariana-árok mélységéig is le tudott merülni.
rk
1. Az Exxon Valdez olajszállító tankhajó Alaszka déli partjainál, 1989-ben bekövetkezett balesete miatt, több millió gallon nyersolaj került a tengerbe, mely minden idők egyik legnagyobb környezeti katasztrófáját okozta. Miért baj, ha olaj ömlik a tengerbe?
sz e
Azért katasztrófa az olajszennyezés, mert kisebb a sűrűsége a víznél, úszik rajta és igen nagy területen borítja be a tenger felületét, vékony filmréteget képezve. Ezzel elzárja a levegő és a napfény útját a vízbe, így az élővilág elpusztul. 2. Miért süllyed el egy hajó, ha léket kap?
Ha a lék a víz felett van: nem süllyed el a hajó. A víz alatti lyukon át a nyomás benyomja a vizet a hajótestbe. Ha az átlagsűrűség nagyobb lesz, mint a víz sűrűsége a hajó süllyedni kezd. 3. A fürdőző kisgyerekek karjára felfújt, műanyag tömlőt tesznek. Hogyan akadályozza meg a karúszó a kicsik elmerülését a vízben?
A karúszó megnöveli a gyermek térfogatát, miközben a súlya alig nő. Összességében tehát csökken a gyermek+karúszó sűrűsége, így az már „úszik”. A karúszó megnövelt felhajtóerőt biztosít a gyerekeknek. 4. A tavak, folyók mindig a felszínükön kezdenek befagyni, a kialakuló jég úszik a vízen. A víz és a jég sűrűségét ismerve, magyarázd meg a jelenség okát!
A jég sűrűsége csak 90%-a a víz sűrűségének, ezért a jég mindig úszik a vízen. Ugyanezért a jéghegyeknek csak a 10%-a látszik ki a vízből. 5. Az égő elektromos berendezéseket, áramtalanítás után, szén-dioxiddal oltó készülékekkel olthatjuk el. Milyen tulajdonsága van a szén-dioxidnak, amely alkalmassá teszi a tűzoltásra?
sz e
rk
es
zt é
s
al at
t
A szén-dioxid sűrűsége normál körülmények között kb. másfélszerese a levegő sűrűségének, tehát képes elzárni az égést tápláló levegőt az égő anyagtól, eloltva ezzel a tüzet. Ezen kívül a gáz tulajdonságának köszönhetően „befolyik” a legkisebb résbe is, elzárva ezzel a levegő útját.
