Jedlik Ányos Fizikaverseny 3. (országos) forduló 8. o A feladatlap

Átírás

1 ÖVEGES korcsoport Azonosító kód: Jedlik Ányos Fizikaverseny. (országos) forduló 8. o. 0. A feladatlap. feladat Egy 0, kg tömegű kiskocsi két végét egy-egy azonos osszúságú és erősségű, nyújtatlan rugóoz kötjük. A rugók másik vége rögzített. A rugók N erő atására 5 cm-t nyúlnak meg. A kiskocsit úgy mozdítjuk ki egyensúlyi elyzetéből a rugók ossztengelyeinek irányában az A pontig, ogy az a bal oldali rugót 5 cm-rel összenyomja. Ebben a elyzetben a kiskocsit elengedjük, és az a B pontba jutva 4 cm-rel nyomja össze a másik rugót. d A d B a) Mekkora a rugók rugalmas energiája a kiskocsi A és B elyzetében? b) Mennyi a súrlódási munka? c) Mekkora súrlódási erő akadályozza a kiskocsi mozgását? d) Mekkora a súrlódási együttató (gördülési ellenállás) értéke? a) A elyzet: a bal oldali rugó d A =5 cm-rel össze van nyomva, a jobb oldali rugó d A =5 cm-rel F N A meg van nyújtva. Összes rugalmas energiájuk: W A = d A = 0,05m =0,05J B elyzet: a jobb oldali rugó d B =4 cm-rel össze van nyomva, a bal oldali rugó d B =4 cm-rel F 0,8N B meg van nyújtva. Összes rugalmas energiájuk: W B = d B = 0,04m =0,0J b) A súrlódási munka nagysága az A és B elyzetben tárolt rugalmas energiák különbsége: W s =W A -W B =0,08J W 0,08J s c) A súrlódási erő: F s = = =0,N d + d 0,09m A F 0,N s d) A gördülési ellenállás értéke: µ= = =0,. F N B ny 7

2 . feladat Egy test sebessége a grafikon szerint változik. a) Írd le, milyen mozgást végez a test az egyes szakaszokon! b) Határozd meg a test által megtett utat! c) Számítsd ki az átlagsebességet! d) Készíts út-idő grafikont! km a) A test 6 másodpercig egyenes vonalú egyenletes mozgást végez 60 sebességgel, majd km s-ig egyenletesen gyorsít, míg eléri a 80 sebességet. Ezzel a sebességgel egyenletesen mozog 8 másodpercig, majd 4s alatt megállásig egyenletesen fékez. b) Az út négy szakaszból áll, a teljes útosszat ezek összege adja. Kiszámítató algebrai és grafikus módon is. km 60 m s = 60 t = 6s = 00 m,6 s v -v (80-60) km 0 m s = (t t ) = s = s = 5,56m,6 s km 80 m s = 80 (t t ) = 8s = 77,78 m,,6 s 80 km 40 m s 4 = (t t ) = 4s,= 44,44 m 4,6 s s össz. = (00+5,56+77,78+44,44) m=7,78 m c) v 7,78m m km átlag= = 6,9 = 59 0s s v km átlag= 59 8

3 . feladat kg 4 Egy 750 sűrűségű, egyenletes anyageloszlású fagolyót egy részéig vízzel töltött 5 literes edénybe m 5 teszünk. A vízszint az edény pereméig emelkedik, de még éppen nem folyik ki az edényből. a) Mennyi a fagolyó tömege? b) Mekkora a golyó térfogata? c) Rajzold le, ol elyezkedik el a fagolyó! Jelöld a golyóra ató erőket! a) A fagolyó sűrűsége kisebb, mint a vízé, így az úszni fog a vizen. Az úszó test egyensúlyban van, a rá ató gravitációs erő és a felajtó erő egyenlő nagyságú, ellentétes irányú: F g =F fel Mivel a vízszint az edény pereméig ér, a fagolyó bemerülő részének térfogata az edény űrtartalmának 5 -e, azaz Vbe = liter= dm. F g =F fel m golyó g=ρ víz V be g kg kg m golyó =ρ víz V be = 000 dm = 000 dm = kg m 000dm m golyó = kg. mgolyó kg b) A fagolyó térfogata: V golyó = = = 000dm = ρ kg 750 fa 750 m V golyó =, dm 4 dm =, dm c) Helyes ábra: A omogén anyageloszlású fagolyóra a lefelé irányuló gravitációs erő (F g ) a golyó középpontjában, a felfelé irányuló felajtóerő (F fel ) a golyó bemerülő részének középpontjában at. 7

4 4. feladat Az ábrán látató kapcsolás eredő ellenállása R AB =0 Ω. a) Mekkora az R és R 4 ellenállás értéke? b) A rendszert áramkörbe iktatjuk. Mekkora feszültség van az A és B pont között, a az R 5 ellenálláson A erősségű áram folyik? c) Mekkora elektromos munkát végez az A és B pontokoz csatlakozó áramforrás, a a rendszert két órára kapcsoljuk rá? a) R AB =0 Ω R 4 =6 Ω R =6 Ω R = Ω R = Ω R 4 = Ω 4 b) Az R 5 =4Ω-os ellenállás a főágban van, rajta I 5 = A erősségű áram folyik. U AB =R AB I 5 =0 Ω A U AB =0 V c) W= U AB I 5 t=0 V A 700 s=7000j = 7 kj, vagy: W = U AB I 5 t=0 V A = 0 W 7

5 5. feladat Elektromos áztartási készülékeinket a 0 V-os váltakozó áramú elektromos álózatról működtetjük. A készülékek felirata legalább két adatot tartalmaz a készülék elektromos jellemzői közül (üzemi feszültség, áramerősség, teljesítmény, ellenállás). Bármely két adatból kiszámítatjuk a többit az ismert elektromos törvények alapján. Az alábbi táblázat a leggyakrabban asznált készülékeink átlagos elektromos adatait és etenkénti asználati idejüket tartalmazza. Számítások alapján egészítsd ki a táblázatot, írd be a iányzó adatokat! a) Mekkora a készülékek áramfelvétele? b) Mennyi elektromos energiát fogyasztanak avonta (egy ónap négy ét)? c) Mekkora a villanyszámlán megjelenő összeg, a kw elektromos energia ára 0 Ft? d) Miért szerelnek a villanytűzelynek külön biztosítékot a többi fogyasztótól függetlenül? e) Milyen elektromos eszközöket asználsz a szobádban? Az alábbi táblázat felasználásával számítsd ki, ogy ány amperes biztosítékra van szükség a szobád áramellátásáoz? Ennél a feladatnál a részfeladatok összpontszáma 65 (00 %). A végső értékelésnél 0%-onként pontot adunk, azaz 00% esetén 0 pontot. Berendezés Átlagos Áramfelvétel teljesítmény (A) (W) a) I= U P Üzemóra/ét Fogyasztott elektromos energia/ó (kw) Villanyszámlán megjelenő összeg (Ft) Pontszám x b) W=P t c) Hűtőszekrény 80 0, , , Fagyasztóláda 80 0, , , Villanytűzely , Villanytűzely főzőlapja 000/db 4, Villanytűzely sütője 000 8, Mikroullámú 800,48 9,6 9 sütő Teafőző 00 9,57 8,8 76 Kenyérpirító 800,48, 64 Turmixgép 00,, 4 Mosógép 900,9 7, 44 Mosogatógép 000 4, Vasaló 900 8,6 5, 04 Hajszárító 800 7,8 7, 44 Porszívó 800 7,8 7, 44 Számítógép 5 0, TV készülék 80 0,48 8 8,96 79, Izzólámpa (energiatakarékos izzó asználata esetén) Összesen: 0/db 0,09 5, pont

6 d)a villanytűzelynek külön biztosítékot szerelnek, mert nagyon nagy az áramfelvétele. ( pont) e)a szobámban asznált elektromos eszközök áramfelvétele, elektromos energia fogyasztása és költségei Az eszköz neve Az eszköz áramfelvétele (A) Az eszköz avi elektromos energiafogyasztása Havi költségek Összesen: A szobám áramellátásáoz. amperes biztosítékra van szükség. pont 5 pont 5 pont Összesen 65 pont, értékelésnél 0%-onként pont, azaz 00% esetén 0 pont összesen