Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

Átírás

1 Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem Marosvásárhelyi Kar Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga - Minden tétel kötelező Hivatalból 10 pont jár Munkaidő 3 óra I Az alábbi kérdésekre adott helyes válasznak megfelelő betűt írják a vizsgalapra! 15p I1 I2 I3 Egy m = 1000 kg tömegű gépkocsi vízszintes felületű úttesten v = 20 m/s állandó sebességgel halad A gépkocsira ható fékező erő mekkora munkát kell végezzen, hogy a gépkocsi nyugalmi állapotba jusson? a) 500 kn b) 200 kj c) 200 kw d) 250 kj Egy hajó kelet felé halad 7 km-t, majd észak-nyugat irányba km-t Mekkora a hajó eredő elmozdulása? a) 2,77 km b) 1 km c) 5 km d) km Egy hajó két kikötő közötti 100 km távolságot a víz folyásának az irányába t 1 =4 óra alatt teszi meg, míg a víz folyásával szemben t 2 =10 óra alatt Határozzák meg a víz folyásának a sebességét! a) 17,5 km/h b) 7,5 km/h c) 6 km/h d) 16,6 km/h I4 I5 A pillanatnyi impulzusvektorról kijelenthető, hogy: a) az impulzusvektor bármely pillanatban merőleges a pályára, b) mindig az átlagsebesség vektor irányába mutat, c) bármely pillanatban érintője a pályának, d) térbeli iránya tetszőleges Vízszintes felületen elhelyezett tömegű test egyenletes mozgást végez egy vízszintes irányú húzóerő hatására A test mozgása csúszó súrlódással történik, amelyet jellemez Mekkora legyen a húzóerő által kifejtett teljesítmény, hogy a test állandó sebességgel haladjon? ( ) a) P=1500 J b) P=1500 W c) P=3500 W d) P=3500 J s 1/4

2 II Oldják meg a következő feladatot: 15p Egy személygépkocsi nyugalmi helyzetből indulva gyorsulással mozog Miután eléri a sebességet, ezzel a sebességgel továbbhalad még 150 métert, majd gyorsulással megáll a) Mekkora utat tesz meg a személygépkocsi, amíg eléri a sebességet? 4p b) Mennyi idő alatt növeli meg a személygépkocsi a sebességét ról 4p - ra? c) Mekkora utat tesz meg a személygépkocsi az indulástól a megállásig? 4p d) Mekkora a személygépkocsi átlagsebessége a megtett úton? III Oldják meg a következő feladatot: Egy tömegű testet kezdősebességgel indítunk felfele egy α=30 -os dőlésszögű lejtőn A test felfele csúszik egy darabig a lejtőn, megáll, majd visszacsúszik A gravitációs gyorsulás és elhanyagolható a súrlódási erő a) Milyen magasságba ér fel és mekkora utat tesz meg a test, amíg megáll? b) Mekkora a test gyorsulása a lejtőn felfele? c) Mekkora a test gyorsulása a lejtőn lefele? d) Ismételjék meg az a, b és c pontoknál kért számításokat figyelembe véve, hogy a lejtő és a test közötti csúszó súrlódási együttható értéke! e) Mekkora így a súrlódási erő által a teljes fel-le csúszás alatt végzett mechanikai munka? f) Mekkora utat tenne meg a test a megállásig, ha vízszintes együtthatójú felületen folytatná útját miután visszacsúszott a lejtőn? csúszó súrlódási 15p 5p 2/4

3 IV Az alábbi kérdésekre adott helyes válasznak megfelelő betűt írják a vizsgalapra! 15p IV1 Melyik összefüggés adja meg két párhuzamosan kapcsolt ellenállás eredő ellenállását? a) b) c) d) IV2 Egy l hosszúságú, S keresztmetszetű fémhuzal elektromos ellenállását kifejező egyenlet l értelmében, R, függ a huzal anyagi minőségére jellemző ρ értéktől Adja meg a S kifejezésben levő ρ fizikai mennyiség helyes megnevezését és annak SI mértékegységét! a) fajlagos anyagsűrűség, b) fajlagos elektromos ellenállás, c) fajlagos hőmérsékleti együttható, d) fajlagos vezetés, IV3 Egyenáramú feszültségforrást használunk, melynek elektromotoros feszültsége E=12 V, belső ellenállása elhanyagolható Rendelkezésünkre áll 3 darab azonos R értékű elektromos ellenállás Az ellenállások párhuzamos kapcsolása által megvalósított terhelés esetén az áramkörben folyó áram erőssége I=9 A Mekkora az egyes ellenállások R értéke? IV4 a) R=2 Ω, b) R=12 Ω, c) R=4 Ω, d) R=1,33 Ω Két ellenállást sorosan kapcsolva az eredő ellenállásuk Rs=50 Ω, ha az ellenállásokat párhuzamosan kapcsoljuk az eredő ellenállásuk Rp=12 Ω Mekkora az ellenállások és értéke? a), b), c), d), IV5 Melyik összefüggés adja meg az ellenálláson mérhető feszültség értékét? a) b) c) d) 3/4

4 V Oldják meg a következő feladatot: 15p Az ábrán szemléltetett egyenáramú áramkörben mindkét kapcsoló nyitott állapotban van Az áramköri elemek adatai:,,,, és Az alábbi esetekben I) és nyitva, II) zárva és nyitva, III) nyitva és zárva, határozza meg: a) az A és C pontok közötti eredő ellenállás értékét, b) mindegyik ellenálláson folyó áram erősségét, 4p c) az A és C pontok közötti feszültséget, 5p d) az ellenállás által felvett teljesítményét és a rajta 2 h alatt fejlődött hőmennyiséget VI Oldják meg a következő feladatot: 15p Az alábbi egyenáramú áramkörben adott:,,,,,, és Számítsa ki: a) az és ellenállásokból alkotott fogyasztó eredő ellenállását, 4p b) az áramforrást tartalmazó ágban folyó áram erősségét, c) az, és ellenállásokon átfolyó áramok erősségeit, illetve ezeken az ellenállásokon megjelenő feszültségeket, d) az a) pontban leírt fogyasztó által felvett teljesítményt, e) az a) pontban leírt fogyasztó által 3 óra alatt fogyasztott energiát 4p 4/4

5 Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem Marosvásárhelyi Kar Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga - Minden tétel kötelező Hivatalból 10 pont jár Munkaidő 3 óra I Az alábbi kérdésekre adott helyes válasznak megfelelő betűt írják a vizsgalapra! 15p I1 I2 I3 Egy m = 1000 kg tömegű gépkocsi vízszintes felületű úttesten v = 20 m/s állandó sebességgel halad A gépkocsira ható fékező erő mekkora munkát kell végezzen, hogy a gépkocsi nyugalmi állapotba jusson? a) 500 kn b) 200 kj c) 200 kw d) 250 kj Egy hajó kelet felé halad 7 km-t, majd észak-nyugat irányba km-t Mekkora a hajó eredő elmozdulása? a) 2,77 km b) 1 km c) 5 km d) km Egy hajó két kikötő közötti 100 km távolságot a víz folyásának az irányába t 1 =4 óra alatt teszi meg, míg a víz folyásával szemben t 2 =10 óra alatt Határozzák meg a víz folyásának a sebességét! a) 17,5 km/h b) 7,5 km/h c) 6 km/h d) 16,6 km/h A pillanatnyi impulzusvektorról kijelenthető, hogy: b c b I4 I5 a) az impulzusvektor bármely pillanatban merőleges a pályára, b) mindig az átlagsebesség vektor irányába mutat, c) bármely pillanatban érintője a pályának, d) térbeli iránya tetszőleges Vízszintes felületen elhelyezett tömegű test egyenletes mozgást végez egy vízszintes irányú húzóerő hatására A test mozgása csúszó súrlódással történik, amelyet jellemez Mekkora legyen a húzóerő által kifejtett teljesítmény, hogy a test állandó sebességgel haladjon? ( ) a) P=1500 J b) P=1500 W c) P=3500 W d) P=3500 J s c b 1/4

6 II Oldják meg a következő feladatot: 15p Egy személygépkocsi nyugalmi helyzetből indulva gyorsulással mozog Miután eléri a sebességet, ezzel a sebességgel továbbhalad még 150 métert, majd gyorsulással megáll a) Mekkora utat tesz meg a személygépkocsi, amíg eléri a sebességet? 4p b) Mennyi idő alatt növeli meg a személygépkocsi a sebességét - ra? c) Mekkora utat tesz meg a személygépkocsi az indulástól a megállásig? d) Mekkora a személygépkocsi átlagsebessége a megtett úton? a) A kocsi egyenletesen gyorsuló mozgást végez Így a gyorsulása ról 4p 4p Mivel kezdősebessége 0, a v 1 sebességre alatt gyorsul Ez idő alatt a megtett út b) A kocsi továbbra is egyenletesen gyorsuló mozgást végez a 1 értékű gyorsulással és v 1 kezdősebességről v 2 sebességre alatt gyorsul fel c) A kocsi által megtett út 4 részre osztható fel: az a) alpontnál kiszámolt, amíg a kocsi egyenletesen gyorsul 36 km/h sebességig, ennek időtartama ; a szakasz, amíg a kocsi 36 km/h sebességről 54 km/h sebességre gyorsul, ennek időtartama ; a hosszúságú szakasz, amelyen a kocsi állandó sebességgel halad tovább, amelynek időtartama ; a m hosszuságú szakasz, amelyen a kocsi v 2 sebességről a 2 gyorsulással lelassul míg megáll Ennek időtartama ; Így a kocsi által összesen megtett út d) A kocsi átlagsebessége m 2/11

7 III Oldják meg a következő feladatot: Egy tömegű testet kezdősebességgel indítunk felfele egy α=30 -os dőlésszögű lejtőn A test felfele csúszik egy darabig a lejtőn, megáll, majd visszacsúszik A gravitációs gyorsulás és elhanyagolható a súrlódási erő a) Milyen magasságba ér fel és mekkora utat tesz meg a test, amíg megáll? b) Mekkora a test gyorsulása a lejtőn felfele? c) Mekkora a test gyorsulása a lejtőn lefele? d) Ismételjék meg az a, b és c pontoknál kért számításokat figyelembe véve, hogy a lejtő és a test közötti csúszó súrlódási együttható értéke! e) Mekkora így a súrlódási erő által a teljes fel-le csúszás alatt végzett mechanikai munka? f) Mekkora utat tenne meg a test a megállásig, ha vízszintes együtthatójú felületen folytatná útját miután visszacsúszott a lejtőn? csúszó súrlódási 15p 5p a) d GT m α G GN h α Az energia megmaradás elvét alkalmazva a te t a lejtő alj n mozgási energiával rendelkezik A lejtőn felfele c ú zva a te t ebe ége c ökken é elve zti mozg i energi j t A legmagasabb pontban (h magasságban) sebessége 0, így csak helyzeti energiával fog rendelkezni Innen: A magasság ameddig a test feljut Legyen a megállásig megtett út d Ekkor in és innen b) A testre a gravitációs erő hat A gravitációs erőt felbontva az ábrán látható módon, láthatjuk, hogy a test lassulását a komponens fogja meghatározni: 3/11

8 c) A lejtőn lefele való csúszáskor ugyanez a komponens fogja gyorsítani a testet, így d) Az energia megmaradás elvét figyelembe véve kijelenthetjük, hogy a test kezdeti mozgási energiájának egy része elvesztődik a úrlód i erő ltal végzett munka miatt é a magmaradt része pedig átalakul helyzeti energiává Ha a legnagyobb magasság, amelyre a test feljut a lejtőn h é a megtett út d akkor Tudjuk, hogy in Kifejezzük a megtett út értékét: A legnagyobb magasság ameddig a test feljut in A lejtőn felfele a test lassulásához ezúttal a komponens mellett a csúszó súrlódási erő is hozzájárul így: α d G T m α G Fs G N h 4/11

9 A lejtőn lefele gyorsítaná, míg lassítaná a testet Így e) A csúszó súrlódási erő által a teljes fel-le csúszás alatt végzett mechanikai munka: f) A test kezdeti mozgási energiájából kivonva a súrlódási erő által végzett munkát megkapjuk, hogy mennyi energiával ér vissza a test a lejtő aljára Ez az energia szintén mozgási energia Innen Ez a mozgási energia a test megállásáig teljesen elvesztődik a súrlódás miatt Innen 5/11

10 IV Az alábbi kérdésekre adott helyes válasznak megfelelő betűt írják a vizsgalapra! 15p IV1 Melyik összefüggés adja meg két párhuzamosan kapcsolt ellenállás eredő ellenállását? a) b) c) d) d IV2 Egy l hosszúságú, S keresztmetszetű fémhuzal elektromos ellenállását kifejező egyenlet l értelmében, R, függ a huzal anyagi minőségére jellemző ρ értéktől Adja meg a S kifejezésben levő ρ fizikai mennyiség helyes megnevezését és annak SI mértékegységét! a) fajlagos anyagsűrűség, b) fajlagos elektromos ellenállás, c) fajlagos hőmérsékleti együttható, d) fajlagos vezetés, m IV3 Egyenáramú feszültségforrást használunk, melynek elektromotoros feszültsége E=12 V, belső ellenállása elhanyagolható Rendelkezésünkre áll 3 darab azonos R értékű elektromos ellenállás Az ellenállások párhuzamos kapcsolása által megvalósított terhelés esetén az áramkörben folyó áram erőssége I=9 A Mekkora az egyes ellenállások R értéke? IV4 a) R=2 Ω, b) R=12 Ω, c) R=4 Ω, d) R=1,33 Ω Két ellenállást sorosan kapcsolva az eredő ellenállásuk Rs=50 Ω, ha az ellenállásokat párhuzamosan kapcsoljuk az eredő ellenállásuk Rp=12 Ω Mekkora az ellenállások és értéke? a), b), c), d), IV5 Melyik összefüggés adja meg az ellenálláson mérhető feszültség értékét? b c c b a) b) c) d) 6/11

11 V Oldják meg a következő feladatot: 15p Az ábrán szemléltetett egyenáramú áramkörben mindkét kapcsoló nyitott állapotban van Az áramköri elemek adatai:,,,, és Az alábbi esetekben I) és nyitva, II) zárva és nyitva, III) nyitva és zárva, határozza meg: a) az A és C pontok közötti eredő ellenállás értékét, b) mindegyik ellenálláson folyó áram erősségét, c) az A és C pontok közötti feszültséget, d) az ellenállás által felvett teljesítményt és a rajta 2 h alatt fejlődött hőmennyiséget a) I) 4p 5p Az és ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, így Ez az eredő ellenállás az II) ellenállással sorba van kapcsolva, így 7/11

12 Az, és ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, így Ez az eredő ellenállás az III) ellenállással sorba van kapcsolva, így A kapcsoló zárásával a B és C csomópontok között rövidzár alakul ki, így a BC szakasz ellenállása 0 lesz Emiatt az AC szakasz ellenállása az ellenállás értékével egyezik meg b) I) Ohm törvénye a teljes áramkörre: Ami az Mivel ellenálláson folyó áram erőssége, következik, hogy Alkalmazva a B csomópontra Kirchoff I törvényét, A kapcsoló nyitott állása miatt az ellenálláson nem folyik áram II) Ohm törvénye a teljes áramkörre: Ami az ellenálláson folyó áram erőssége Ohm törvénye a BC szakaszra: Ohm törvénye az egyes ellenállásokra: 8/11

13 III) Ohm törvénye a teljes áramkörre: Ami az ellenálláson folyó áram erőssége A kapcsoló zárásával a B és C csomópontok között rövidzár alakul ki, így az és az ellenállásokon nem folyhat áram A kapcsoló nyitott állása miatt az ellenálláson sem folyhat áram c) Ohm törvénye az áramkör AC szakaszára: I) II) III) d) Az elektromos teljesítmény számolható, mint I) II) III) e) Az ellenálláson fejlődő hőmennyiség számolható, mint I) II) III) t t t 9/11

14 VI Oldják meg a következő feladatot: 15p Az alábbi egyenáramú áramkörben adott:,,,,,, és Számítsa ki: a) az és ellenállásokból alkotott fogyasztó eredő ellenállását, 4p b) az áramforrást tartalmazó ágban folyó áram erősségét, c) az, és ellenállásokon átfolyó áramok erősségeit, illetve ezeken az ellenállásokon megjelenő feszültségeket, d) az a) pontban leírt fogyasztó által felvett teljesítményt, e) az a) pontban leírt fogyasztó által 3 óra alatt fogyasztott energiát 4p a) Az és ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, így Az ellenállás az és ellenállások eredőjével sorba van kapcsolva, így: Az és ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, így: Az ellenállás az és az ellenállások eredőjével sorba van kapcsolva, így: Az és az ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, így: b) Ohm törvénye a teljes áramkörre: c) Mivel, következik, hogy 10/11

15 Alkalmazva a D csomópontra Kirchoff I törvényét, Hasonlóképpen, mivel, következik, hogy Alkalmazva a C csomópontra Kirchoff I törvényét, Hasonlóképpen, mivel, következik, hogy Alkalmazva a C csomópontra Kirchoff I törvényét, d) Az elektromos teljesítmény számolható, mint e) Az elfogyasztott energia számolható, mint 11/11