„JEDLIK” korcsoport
Azonosító kód:
Jedlik Ányos Fizikaverseny 3. (országos) forduló 7. o. 2013. A feladatlap 1. feladat Kati és Magdi egyszerre indulnak otthonról, a vasútállomásra sietnek. Úgy tervezik, hogy Magdi vásárolja meg a vonatjegyeket, ezért ő nem visz csomagot. A vasútállomás gyalogúton 1,7 km-re van a centrumtól. Magdi a lakás és a vasútállomás közötti távolság
1 részét teszi meg 4 perc alatt. Kati nehéz 3
csomagot cipel, így ő 3 perc alatt tudja megtenni a távolság
1 részét. Sikerül-e Magdinak megvásárolni 5
a vonatjegyeket, mire Kati az állomásra ér, ha a jegyváltás 2 percig tart? Megoldás A vasútállomás 1200 m-re van a lakástól. Magdi 4 perc alatt 400m-t tesz meg, Kati pedig 3 perc alatt 240m-t.
1
m 400m = 100 4 min min 1200m =12 perc alatt ér ki. Magdi a vasútállomásra tMagdi= m 100 min 240m m Kati sebessége: vKati= = 80 3min min 1200m Kati a vasútállomásra tKati= =15 perc alatt ér ki. m 80 min
1
Magdi meg tudja vásárolni a jegyet, mert tKati - tMagdi = 3 perc > 2 perc.
1
Magdi sebessége: vMagdi=
1
1 1
6
2. feladat Az ábrán látható, 3cm vastagságú asztallap 500
kg m3
sűrűségű fenyőből készült. a) Mekkora az asztallap tömege? b) Mennyi munkát végzünk, ha a padlóról felemelve, a 0,72m magas lábazatra helyezzük az asztallapot? c) Hányszor akkora nyomást fejt ki a padlóra a kész asztal, mint a padlón fekvő asztallap, ha a lábak 5cm-es alapélű, 68 cm magas négyzetes oszlopok és az asztallap alátámasztására alkalmas 1 kg tömegű kerethez vannak rögzítve? Megoldás a)
Az asztallap alapja egyenlő szárú trapéz, területe: A= =
1,6m + 0,8m ⋅1m = 1,2m 2 2
Az asztallap térfogata: V=1,2 m2·0,03 m=0,036 m3 Az asztallap tömege: m=ρ·V=500 b)
c)
1
kg ·0,036 m3=18 kg 3 m
1 1
Az asztallap emeléséhez szükséges erő: F=180 N.
1
Az asztallap emelése során végzett munka: W=180 N·0,72 m=129,6 J
1
kg ·0,05·0,05·0,68 m3=3,4 kg m3
1
A lábak tömege: mlábak=4·ρ·Vlábak=4·500
A keret tömege 1 kg. Az asztal tömege: mösszes = m + mlábak + mkeret = 22,4 kg Az asztal súlya: 224 N. 224N 224 N = =22400 Pa=22,4 kPa 2 4 ⋅ 0,0025m 0,01 180 N plap= =150 Pa. 1,2m 2 p kész 22400Pa = =149,33 p lap 150Pa
pkész=
1 1 1
9
3. feladat Két párhuzamos sínpáron egymás mellett halad egy 250m hosszúságú, 108 hosszúságú, 72
km sebességű és egy 350 m h
km sebességű vonat. h
a) Milyen hosszú úton haladnak egymás mellett? b) Mekkora a sebességük egymáshoz viszonyítva és mennyi ideig lesznek egymás mellett, ha azonos irányban haladnak? c) Mekkora a sebességük egymáshoz viszonyítva és mennyi ideig lesznek egymás mellett, ha ellentétes irányban haladnak? Megoldás a) s = 600 m hosszan haladnak egymás mellett, egymáshoz viszonyítva. A kérdésre a helyes válasz: A gyorsabb vonat 1800 m, a lassúbb vonat 1200 m hosszú úton halad a másik mellett. Egymáshoz viszonyítva 600 m hosszan haladnak egymás mellett. m m , v2= 20 , s s m v12a = 10 az egymáshoz viszonyított sebességük, ha azonos irányban haladnak. s s 600m t a= = = 60 s-ig lesznek egymás mellett, ha azonos irányban haladnak. v12 a 10 m s m m c) v1= 30 , v2= -20 , s s m v12e = 50 az egymáshoz viszonyított sebességük, ha ellentétes irányban haladnak. s s 600m t e= = 12 s-ig lesznek egymás mellett, ha ellentétes irányban haladnak. = v12 50 m s
b) v1= 30
1
1
1
1
1
5
4. feladat Egy rugó 1 cm-t nyúlik meg, ha 1 N erővel húzzuk. Ezt a rugót egy 2cm·4cm·8cm élhosszúságú hasábhoz rögzítjük. A rugó 1,5 cm-t nyúlik, miközben a hasábot egyenletesen húzzuk vele az asztallapon. A hasábra ható súrlódási erő nagysága 0,3-szerese a test súlyának. a) b) c) d)
Mekkora a súrlódási erő? Mekkora a hasáb tömege? Mennyi a hasáb sűrűsége? Állapítsd meg a táblázat segítségével, hogy milyen anyagból készült! Mennyi munkát végeztünk, ha 1,5 m-es úton mozgattuk a hasábot?
Megoldás a)
b)
A rugó Fr=1,5 N erőt fejt ki a hasábra.
1
A súrlódási erő Fs= 1,5 N, mert a hasáb egyenletesen mozog két egyenlő nagyságú, ellentétes irányú erő (a súrlódási erő és a húzóerő) hatására.
1
Fs= 0,3 Fg
2
F 1,5N A hasáb súlya: Fg= s = = 5 N → A hasáb tömege: m = 0,5 kg. 0,3 0,3
c)
A hasáb térfogata: V=2cm·4cm·8cm = 64 cm3 A hasáb sűrűsége: ρ=
d)
m 500g g g = = 7,8 3 → A hasáb vasból készült : ρ = 7,8 V 64cm3 cm cm 3
A hasáb mozgatása során végzett munka: W=Fr·s=1,5 N·1,5 m →W = 2,25 J
1 2 1 8
5. feladat Egy több emeletes házban egy lakószint magassága 3 m. A vízellátást víztorony segítségével biztosítják. A földszinten 400 kPa a vezetékes víz nyomása. a) Mekkora a nyomás a harmadik emeleten, ha minden csap el van zárva? b) Hány emeletes lehet az a ház, amelynek a vízellátását biztosíthatja ez a vízvezetékrendszer? Megoldás a)
A harmadik emeleten (negyedik szinten) h3= 9 m magas vízoszlop nyomásának megfelelő értékkel kisebb a víznyomás (p3), mint a földszinten (p0). p3 = p0 - ρv·g·h3 = 400000 Pa-1000
2
kg m ·10 2 ·9 m= (400000-90000) Pa m3 s
p3 = 310 kPa a víznyomás a harmadik emeleten. b)
hmax=
p0 400000Pa = = 40 m magas vízoszlop nyomásánál még folyhat víz a ρ v g 1000 kg ⋅ 10 m m3 s2
3
csapból. x=
40m =13,33 3m
Legfeljebb 13 emeletes ház látható el ezzel a vízvezetékrendszerrel. 5
6. feladat Az alábbi történetben 10 hamis állítás van. Jelöld aláhúzással a szövegben! Ha tudod a helyes állítást, írd a szöveg jobb oldalán lévő üres helyre, a hamis párjával egy sorba! Életrajz hamis állításokkal
Helyes állítások
Jedlik István 1800-ban született Győrben. Szülei vallásosan nevelték és fontosnak tartották, hogy jó iskolázást kapjon, ezért a bencések gimnáziumaiba íratták. Tanult Komáromban, Pozsonyban és. A gimnázium hat osztályának elvégzése után Szentmártonba szekerezett rokonával, Czuczor Istvánnal. 17 éves korában magára öltötte a bencés ruhát és felvette az Ányos nevet. Egy évig volt novícius, majd Győrben bölcseletet tanult két évig. 1822-ben Pesten szerzett doktori címet, matematikákból, fizikából, filozófiából és történelemből szigorlatozott. 1825-ben szentelték pappá. 1825-től a pozsonyi gimnáziumban tanított, ezt követően pedig a győri líceum fizika tanszékén, ahol állandóan bővítette szertárát, és maga is készített ehhez eszközöket. Első találmányait is ekkor alkotta (villamdelejes forgó mozgásokra való készülékek, mesterséges ásványvizek készítésére való eszköz, léghajó.) 1831-től a Pozsonyi Királyi Akadémián tanított, 1840-től pedig a pesti királyi tudományegyetem bölcsészeti karának fizikai tanszékvezetője.
Szímőn Nagyszombatban
győri
A léghajót nem ő találta fel.
1848 márciusában tanulásra buzdító szavakkal fordult a hallgatósághoz, de ezzel ellenkező hatást váltott ki. Az 1848/49-es tanévben Jedlik már nem tarthatott előadást az egyetemen, még a szertár kulcsát is elvették tőle. Beállt a szertárát nehéz nemzetőrnek. Amikor Pest lövetése megkezdődött, a szertára vas- és munkával biztonságos rézeszközeit felajánlotta ágyú öntésére. helyre mentette. Az 1858-ban megjelent német–magyar tudományos műszótárban, annak egyik szerkesztőjeként, ő írta a fizikai, kémiai és mechanikai részt. Jedlik kezdeményezte a következő, ma is használatos szavakat: dugattyú, haladvány, merőleges, tehetetlenségi nyomaték, eredő erő, osztógép, dörzsvillanyosság, fénytöréstan, hangszekrény, hullámhossz, hullámvölgy, kiloliter, kilométer, léggömb, légnyomás, műanyag, szögsebesség stb. Tankönyvek írásával is foglalkozott. A „Természettan elemei” című könyvét az akadémia 200 arannyal jutalmazta és ennek alapján a levelező tagságot átugorva, rögtön rendes tagnak választották. 1863–64-ben már elismert tudós, az egyetem rektora. 1878-ban egyetemi professzori helyét Teller Ede vette át. Nyugdíjazása után Eötvös Loránd szellemileg frissen folytatta a munkáját a győri rendházban. 1895-ben, hosszú és sikeres élet után hunyt el Szímőn. Temetésén a búcsúbeszédet Arany János Győrben, Eötvös mondta. Díszsírhelye Pannonhalmán van. Loránd, Győrben Nevéhez fűződik többek között az első transzformátor megalkotása, az elektromotor öngerjesztés elvének felismerése, a feszültségsokszorozás kidolgozása, a szódavízgyártás megvalósítása. hibák aláhúzása: 1 pont helyes állítás: 1 pont 1.
2.
3.
4.
5.
6.
összesen
6
9
5
8
5
2
35
