37. Mikola Sándor fizikaverseny 2018 Döntő Gyöngyös, 9. évfolyam Gimnázium. Megoldások

Hasonló dokumentumok
37. Mikola Sándor fizikaverseny 2018 Döntő Gyöngyös, 9. évfolyam Gimnázium c Megoldások

Harmonikus rezgőmozgás

Mechanikai munka, energia, teljesítmény (Vázlat)

1. Feladatok rugalmas és rugalmatlan ütközések tárgyköréből

Hőtágulás (Vázlat) 1. Szilárd halmazállapotú anyagok hőtágulása a) Lineáris hőtágulás b) Térfogati hőtágulás c) Felületi hőtágulás

Tengely kritikus fordulatszáma

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

1.9. Feladatok megoldásai

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

FIZIKA FELVÉTELI MINTA

A FIZIKA TANÍTÁSA. Visszapattanáskor belapuló labda függôleges irányú mozgása

és vágánykapcsolás geometriai terve és kitűzési adatai

M13/I. A 2005/2006. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. első (iskolai) fordulójának. javítási-értékelési útmutatója

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Szűrési gyakorlat keretes szűrőpréssel.

IDEÁLIS FOLYADÉKOK ÁRAMLÁSA

A befogott tartóvég erőtani vizsgálatához III. rész

körsugár kapcsolata: 4 s R 8 m. Az egyenletből a B test pályakörének sugara:

M13/II. A 2005/2006. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. első (iskolai) fordulójának. javítási-értékelési útmutatója

Kábel-membrán szerkezetek

5. AXIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ VENTILÁTOROK


a) Az első esetben emelési és súrlódási munkát kell végeznünk: d A

A Lorentz transzformáció néhány következménye

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

M M b tg c tg, Mókuslesen

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

35. Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny. III. forduló május 1. Gyöngyös, 9. évfolyam. Szakközépiskola

(KOJHA 172) Kifáradás kisfeladat


36. Mikola verseny 2. fordulójának megoldásai I. kategória, Gimnázium 9. évfolyam

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

ű ü Á

Oktatási Hivatal. A 2015/2016. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

3. Egy repülőgép tömege 60 tonna. Induláskor 20 s alatt gyorsul fel 225 km/h sebességre. Mekkora eredő erő hat rá? N

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK február 13.

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

á é é é é é é é é á é é é é á ú ó é ő á ő á é ű é á ó é é ő é ú ő á é é őá é é é é é é é á ő ö ő ö é á é ő é éé é é é á ő á é ő é á ó á ú á á é á é őí

MEREV TEST FORGÁSA RÖGZÍTETT TENGELY KÖRÜL

MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA)

Megoldási útmutató. Elektrosztatika

2006/2007. tanév. Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny I. forduló november 10. MEGOLDÁSOK

37. Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny II. forduló március óra A verseny hivatalos támogatói

A diszkrimináns, paraméteres feladatok a gyökök számával kapcsolatosan

2. gyakorlat: Z épület ferdeségmérésének mérése

É É É é é é é é í ű ó é É ö á ó é ő ő í ó á ö ő é ö ö é ó í í ú í é é í íú ó í ó é ő é ö é í é é ó é á á é á á ó ő ű é é ő ő ő í ó é é é í é é ó á Ű é

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Megjegyzés: jelenti. akkor létezik az. ekkor

Mérések állítható hajlásszögű lejtőn


HARMONIKUS REZGŐMOZGÁS


REZGÉSTAN GYAKORLAT Kidolgozta: Dr. Nagy Zoltán egyetemi adjunktus

Gimnázium 9. évfolyam

3. feladatsor: Görbe ívhossza, görbementi integrál (megoldás)

é ő é ó á é ő ó í á á é ö é á é í é á á é é ű á é ö ö ö ó é ü ö ö ő é ó é ő á í á é í é é á á é í ű ö é Í é ü ö é ó é ü á ű é á ö á Í é ő é á á ó ő é

Mérnöki alapok 2. előadás

Oktatási Hivatal. A 2012/2013. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő fordulójának megoldása. I. kategória

Milyen erőtörvénnyel vehető figyelembe a folyadék belsejében a súrlódás?


A 2009/2010. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai. I. kategória

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

í ű í Ü ő ö ö Á Á Á

Mérnöki alapok 2. előadás

Az évi Eötvös-verseny feladatai. Az évi Eötvös-verseny feladatai

1. Az SI mértékegységrendszer

3.1. ábra ábra

7. osztály, minimum követelmények fizikából

Hatvány, gyök, normálalak

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

4. Lineáris csillapítatlan szabad rezgés. Lineáris csillapított szabad rezgés. Gyenge csillapítás. Ger-jesztett rezgés. Amplitúdó rezonancia.

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

ö ö ö ö ö ű É ö ö Ú ö ö ö É É É ű ö É ö É Ú Ú É ű ö ö ű Ú É Ü ö Ü ö ű ű ö ö ö ö ö ö ö ö É Ö ű Ú ö ÉÉ ö Ü É ö ű Ú ű ö Üö

öáá á á í ó á á á á é á á ó á íí ó á é ó ó á é á ó é é ó ó É Í Í á é á á á á é é í á í ó á ó é á é éé á ó á á í á Ú éá á á é ó ö ü é Í á é é ó ó é ö é

A A. A hidrosztatikai nyomás a folyadék súlyából származik, a folyadék részecskéi nyomják egymást.

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Középszintű érettségi feladatsor Fizika. Első rész

a. Egyenes vonalú mozgás esetén az elmozdulás mindig megegyezik a megtett úttal.

FELADATOK FIZIKA tantárgyból a Kertészmérnök BSc szak levelező tagozatos hallgatói számára 2015/16. I. félév 1. Két város közötti autóbuszjáraton a

TEHETETLENSÉGI NYOMATÉKOK (kidolgozta: Fehér Lajos) A következőkben különböző merev testek tehetetlenségi nyomatékait fogjuk kiszámolni.

Megoldások. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

Oktatási Hivatal FIZIKA. I. kategória. A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2. forduló. Javítási-értékelési útmutató


Fizika 1 Mechanika órai feladatok megoldása 3. hét

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

NULLADIK MATEMATIKA ZÁRTHELYI

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Á Á Ó É Á Ó É É Á Á ó ó é á ú í á á é á Á ó ű á ó í ó á á á ú ö űú é é ö ö ű ö ő á é ö ö é é ú ő á ú ő á ü á á ú ü á é ö ú ú á á á ú í á é ő é ó é é é

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele


ö É Á ó ó á é á ó ö á É É ö ó

ö á á á í á áá í ü í á á öá ü á í á á á ö ü áí á ó í á í ő í ü á ö ú á á á ö ó ó á í á á í á ü á ö ó ö ő í á ü í á ü á ó í ó á ü í ű á á á á á á áá á

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

Fizika I minimumkérdések:

M13/II. javítási-értékelési útmutatója. Fizika II. kategóriában. A 2006/2007. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny


A 2012/2013. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és megoldásai

Átírás:

37 Mikoa Sándor fizikaerseny 08 Dönő Gyöngyös, 9 éfoya Gináziu Megodások Egy α = 50 o -os középponi szögű, R = 0,8 sugarú, körí kereszeszeű hengeres áyú úgy an eheyeze a ízszines aajon, hogy feső égének érinősíkja függőeges egyen Ennek a áyúnak egfeső ponjábó kezdősebesség nékü eengedünk egy kiséreű, = 0, kg öegű ese a) Mekkora erőe ha a áyú a kis esre, aikor éppen a páya egasó, A ponján haad á? b) Mekkora a kis esre haó eredő erő ugrása (hireen egáozása) a B ponon aó áhaadás pianaában? c) Maxiáisan iyen agasra eekedik a kis es kényszerpáyájának egéyebb ponjának szinjéő ére a B ponon aó áhaadás uán? (Minden súródás és közegeenáás ehanyagohaó Száojunk g = 0 /s -e!) Megodás a) Tekinsük az ábrá! (dr Wiedeann Lászó, Budapes) A kis esre ha a nehézségi erő, aain a kerese kényszererő Ezek ekori összege okozza a cenripeáis gyorsuás Ezek egy egyenesbe eső, eenées irányú erők, így a ozgásegyene F = a cp egyszerűen feírhaó: ( ) K g =, R ahonnan K = + g R A es A ponbei sebességének négyzee az energiaéebő adódik: ()

gr = = gr, () ugyanis a es süyedése éppen sugárnyi nagyságú ()-()-be íra kapjuk a kerese kényszererő nagyságá: gr K = + g = 3g = 3 0, kg 0 = 6 N s R b) Meg ke haároznunk a B ponban haó eredő erő, aey annak ehagyása pianaában a nehézségi erőre áozik A kerese egáozás jeöjük -a! Az ábrábó ászik, hogy a hireen egáozás ( ugrás ) az eredő erő és a nehézségi erő küönbsége agyis a B-ponbei kényszererő eeneje Ennek a nagyságára agyunk kíáncsiak Keressük ehá az oani kényszererő nagyságá! A ozgásegyene szerin: B B KB gcos δ = KB = + gcos δ (3) R R Az i szerepő δ szög az ábra aapján δ = 50 o 90 o = 60 o A B-ponbei sebesség négyzeé az energiaéebő kaphajuk: R g = B B = gr (4) (4)-e(3)-ba íra kapjuk: gr K = + gcosδ = g ( + cosδ ) = 0, kg 0 ( + cos60 ) = 3 N R s c) A kis es a B ponban hagyja e a kényszerfeüee Innen ferde hajíási páyán foyaja újá A páya egasó ponjának szinjéő aó axiáis eekedés H agassága a B pon agasságának és a ferde hajíás axiáis agasságának összege A B pon éppen R/ agasan heyezkedik e, ugyanis az ábrán áhaó BOA hároszög egyenő odaú Ez köekezik abbó, hogy a jeze ϕ szög pószöge δ

A hajíás eekedési agasságá a B ponó száíjuk Ehhez szükségünk an a B ponbei piananyi sebesség függőeges koponensének nagyságára, ui az eekedés agassága y sy = ax g A es B sebessége az energiaéebő kaphaó: R g h = B B = g h = g = gr Ennek függőeges koponense: = cos ϕ = gr cos ϕ By B Ezze a ferde hajíás agasságára kapjuk: ( gr cosϕ ) R sy = = ax g Figyeebe ée, hogy a ϕ szög 30 o, a kerese szinküönbség: cos ϕ R R R R 0,8 H = + sy = + cos ϕ = ( + cos ϕ) = ( + cos 30 ) =0,7 ax Egy 40 c hosszú ékony fonára fefüggeszünk egy öegű keény goyó és a fonaa feszesen ara a függőegeshez képes 60 0 -os szögben kiéríjük A kiéríe goyó eredei heyére, a ízszines aajra eheyezünk egy M öegű ásik goyó és a rendszer agára hagyjuk A ké es ökéeesen rugaas üközés uán egyenő nagyságú, eenées irányú sebességge indu a) Mekkora a M/ arány? b) Mekkorák az üközés uáni sebességek? c) Üközés uán iyen agasra eekedik az öegű es? d) Mekkora közeen az üközés eői és uáni pianaban a fonáerők aránya? (Száojunk g = 0 /s -e!) α M Megodás a) Az öegű es heyzei energiája E = g cosα, h ( ) ai eérkezéskor ozgási energiáá aaku, ehá ( cos ), = g α ahonnan a sebesség eérkezéskor: (Dudics Pá, Debrecen) 3

= g ( cosα ) = 0 0,4 ( cos60 ) = s s Ekkora sebességge üközik az M öegű goyóa A ökéeesen rugaas üközés uán indké es azonos nagyságú sebességge indu az ábra szerin jobbra, i bara A rugaas üközésre onakozó ipuzus (endüe) és energia egaradásának éee szerin: = M = ( M ) =, (I) M és = M + = ( M + ) (II) (I)-bő a sebessége (II)-be íra kapjuk: = M + M Egyszerűsíe: ( ) ( ) = M + M ( ) ( ) Rendeze: M M + = M + M = 3 M, azaz M =3 b) Az üközés uáni sebessége ennek (I)-be aó beheyeesíésée kapjuk: = s M = 3 = = = s c) Ezze a sebességge indua a es s h = = = 0,05 g 0 s agasra eekedik d) Az üközés eő a cenripeáis (eredő) erő a nehézségi erő és a kerese fonáerő ekori összege: hasonóképpen üközés uán: A keő aránya: = K = g +, K g K K K g = + 4 g + 0 + 0,4 0 = = = =,6 0,5 g + + 0,4 4

3 Moorkerékpáros R = 0 sugarú körpáyán nyugai áapobó indua indégig egyeneesen nöekő sebességge haad Az eső = 4 s aa s = 8 ua e eg Induásó száía ennyi idő aa és ekkora ú egéee uán készerezi eg gyorsuásá? (Hoics Lászó, Budapes) Megodás A feadaszöeg szerin a oorkerékpáros kerüei (érinőeges) gyorsuása s 8 a = = = = áandó 4 s s A kerese időpianaban a gyorsuás a = a 0 = a = /s A norágyorsuás (cenripeáis gyorsuás): a ( a) R R Az ábrán uao geoeriai iszonyokbó: n = = a 3 3 n = a = a Beíra a norá-gyorsuás kifejezésé: ( a) a 3, R = Innen a kerese idő: R 3 0 3 = = 5,89 s a s Ezaa ege úja s = a = 5,89 s 7,35 s 4 Egy V = kéezer ieres, =,5 éer agas, függőeges engeyű, nyio eejű, körhenger aakú aráy színüig an ízze Éppen ekezd esni az eső, aikor kiyukad a aráy odaa A kerek yuk áérője d =,6 Óránkén 5 eső esik a) Az ajáó ére iyen agasan yukad ki a aráy, ha benne a ízszin ne áozik, aíg az eső esik? b) Ho ér föde a yukon kiöő íz? (A aaj ízszines) c) Legaább ennyi óránkéni eső eseén érne a kiöő íz a aráyó a eheő egáoabb föde? d) Mekkora ez a áoság? (A yukon kiáraó íz páyájá az eső ne zaarja eg Az esőcseppek kis sebességge érkeznek g = 9,8 /s ) (dr Kiss Mikós, Gyöngyös) 5

Megodás: A aráy erüee a érfogaábó és agasságbó 3 V V = A A = = = 0,8,5 6 A e = 5 = 6,94 0 h s -6 sebességű eső 6,94 0 ízszin-eekedési sebessége jeenene a aráy eejéné s Az ábra jeöései hasznáa: a) A Bernoui-örény, agy az energia-egaradás aapján a kiáraó íz sebessége: Az eső áa hozo ízennyiség: = gy V = A e Ez a íz áozik a yukon (foyonossági egyene), ezér: A kiöőnyíás kereszeszee A A e = ( ),60 A = r π = π = π =,00 4 4 erüeű Ezze a kiöési sebesség: 6 0,8 6,940 Ae s = = =,76 6 A,00 s A sebességre kapo képebő: 3 d 6,76 s y = = = 0,39, g 9,8 s ezér a yuk h = y =,5 0,39 =, agasságban keekeze b) A kiáraó íz ebbő a agasságbó h = idő aa ér föde Ez aa ízszinesen g kerü arrébb h x = = gy = yh = 0,39, =,84 -re g c) Az x = yh a száani-érani közép egyenőenség aapján akkor a egnagyobb, ha azaz y = h =,5, 6

,5 = yh y = h = =,5 Ehhez = gy = 9,8,5 = 4,95 kiöési sebesség arozik s s Visszaszáoa a foyonossági egyenebő: 6 A,00 e = = 4,95 = -5,44 0 =44,8 A 0,8 s s h Vagyis ha egaább 44,8 eső esik óránkén, akkoró ju e a íz a egesszebbre Enné esszebb ne juha A feeseges íz kifoyik a aráy pereéné d) A áoság ebben az eseben: h x = = gy = yh =,5,5 =,5 g s s 7

37 Mikoa Sándor fizikaerseny 08 Dönő Gyöngyös, 9 éfoya Szakgináziu Megodások Egy β =, s - szöggyorsuássa áó heyzebő induó, r = sugarú, ízszines síkú forgó árcsa széére egy kis ese heyezünk a) Miyen irányban repü e a kis es, és b) iyen irányú a esre haó erők eredője a egcsúszás pianaában az induási irányához képes, ha a es és a árcsa közöi apadási együhaó µ 0 = 0,457? (Csányi Sándor, Szeged) Megodás: a) A es érinőeges (angenciáis) gyorsuása: Piananyi sebessége: Cenripeáis gyorsuása: Az eredő gyorsuása: a = βr =a a cp = r r β = + cp = a + a a a r A es akkor csúszik eg, ha a ráhaó erők eredője eghaadja a apadási erő axiuá azaz áaakía: ahonnan az ee idő: ( µ ) Az ehhez arozó szögeforduás: F = a > µ F 0 ny, a r β + > µ 0 r a r β µ ( g ) g, 4 4 + > 0, 0,457 0, 0g a s s 4 4 4 r β > 4 = =, s,75 s, s,75 s,838 rad 05,3 ϕ = β = = 8

A (ne érearányos) ábra aapján Innen F F cp = gα r ( rβ) = = = β =,,75 s = 3,675 rβ r β r β s α = arcg3,675 = 80,97 748 A bezár szög kb 75 fok b) A es érinő irányban áozik, azaz 05,3 fokos szöge bezára az induási irányához képes, a esre haó erők eredője 53 fok + 74,8 fok = 80, fokka fordu e Az ábrán áhaó öegű rúd az azonos hosszúságú és D direkciós erejű rugóka x = 5 c-re nyújoa eg a rendszer nyugai áapoában A rúdra bizonyos agasságbó ráejeünk egy szinén öegű ese Az üközés cenráis o, és a kis es ráapad a rúdra Ez köeően a rugók egnagyobb egnyúása D D négyszeresére nő a) Miyen agasró ejeük a kis ese? b) A es és a rúd ozgása során ekkora o a egnagyobb sebesség? (Suhajda János, Kiskőrös) Megodás a) A kezdei egyensúyi áapoban a rúd súya és a rugóerő nagysága azonos o: g = Dx () A echanikai energia-egaradás örénye szerin: gh =, ahonnan = gh () A rugaaan üközésre a endüe-egaradás örényé D D írjuk fe: = u egáozásáa egyenő: h x 3x Innen u = = 0,5 gh (3) Az együozgó esek eseén a egnagyobb egnyúásná a unkaée szerin ( W = E kin ), agyis a nehézségi erő és a rugóerők összunkája a ozgási energia ( ) g 3x D 4x Dx = 0 u 9

6g x D6x + Dx = 0 u Rendeze, és (3)-bó u kifejezésé beheyeesíe, rendeze: Az () egyene figyeebeéeée: ai (4)-be íra kapjuk: 6g x = 0,5 gh + 5Dx (4) D = g x g 6g x = gh + x 6 = gh + gx x Egyszerűsíe és rendeze: Innen a kerese agasság:, 0,5 5 g x 0,5 7,5,5 x = 0,5 h, h = 3x = 35 c = 5 c b) Az együozgó esek az üközés pianaáó kezde efeé gyorsuak indaddig, aíg a rájuk haó erők eredője efeé irányu Az új egyensúyi heyzeen aó áhaadás pianaában: ()-e figyeebe ée: A unkaée akaaza a x egnyúásra: Egyszerűsíés és rendezés uán: g Dy = 0 g g 0 y = x y = x gx D x Dx ax u ( ) = gx D3x = u ax (3) egyene figyeebe éeée, aho h = 3x egyenee fehasznájuk: Egyszerűsíés és rendezés uán kapjuk: g gx 5x = ax 0,5g3 x x g gx 3x = ax 0,5g 3 x gx, 5gx = ax 0,5g 3x, x ahonnan a kerese egnagyobb sebesség: = gx 0 0,05 = s s 0

3 Vízszines aajon ozgó M = 0,5 kg öegű hasábra h = 0 c agasságbó = 0, kg öegű gyurá ejünk A hasáb sebessége az üközés kezdeekor 0 = 3 /s A ké es = 0 s időaraú üközés során összeapad a) Mekkora áagos nyoóerő fej ki a gyura a hasábra az üközés aa? b) Mekkora esz az üközés uán a közös sebesség, ha a hasáb és a aaj közöi csúszási súródási együhaó ehanyagohaó? éréke 0,4? (Száojunk g = 0 /s -e!) (Szkadányi András, Baja) Megodás a) A gyura függőeges irányú sebessége az üközés eői pianaban: y = gh = 0 0, = s s A gyura áa kifeje áagos nyoóerő az üközésre függőeges irányban feír endüeée aapján haározhaó eg (pozií irány fefeé): y ( ny ) = F g y s Fny = g + = 0, kg 0 + = s 0 N s b) Ha a súródás ehanyagohaó, akkor a közös sebesség az üközésre ízszines irányban feír endüe-egaradás aapján: ahonnan ( M ) M = +, 0 k M 0,5 kg k = 0 = 3 =,5 + M 0, kg + 0,5 kg s s c) Ha a súródás ne hanyagohaó e, akkor az üközésre ízszines irányban feír endüeée szerin (pozií irány a hasáb eredei haadási iránya): részeeze: + M V = F, M ( ) µ ( ) k + k 0 = Fny + Mg Innen a közös sebesség közeenü az üközés befejeződése uán: M 0,5 kg 3 0,4 N 0,5 kg 0 0 s 0 µ ( Fny + Mg ) s + s k = =,33 + M 0, kg + 0,5kg s

4 Egy ponszerűnek ekinheő, = 0,5 kg öegű ese = 30 c hosszú fonára erősíeünk, aeynek ásik égé ízszinesen rögzíe szöghöz kööük Ezuán a fonaa egyenesnek ara az így kapo ingá a ízszinesig kiéríeük a) Legaább ekkora függőeges, efeé irányuó kezdősebességge ke egökni az inga göbjé, hogy az égig haadjon a körpáyáján? b) Mekkora a fonáerő a páya egasó ponjában? c) Az a) -ban száío iniáis sebesség hány százaékáa indíouk efeé az inga göbjé, ha a foná 0 o -os eforduás pianaában azu eg? (A égeenáás ehanyagohaó) (Hoics Lászó, Budapes) Megodás a) A egkisebb sebesség az jeeni, hogy aikor eéri a háronegyed forduao az inga göbje, a fonában égig hasson az egyre csökkenő fonáerő, és a páya egfeső ponjában ájon csak zérussá (Ezuán a fonáerő isé nöekedni fog, agyis az inga göbje oább foyaja körpáyán a ozgásá) Ha aaekkora in sebességge eindíouk a kis ese, féfordua egéee pianaában sebessége isé az indíási sebesség nagyságáa haad, csak fefeé A kerese iniáis sebessége a oábbiakban száíhajuk úgy, inha innen indu ona a kis es A unkaée, aain a Newon-örény adja eg a áasz a kérdésünkre: in = g aho a egfeső ponbei sebesség = g = + g in in A egfeső ponban a körozgáshoz arozó cenripeáis gyorsuás éppen a g nehézségi gyorsuás, er ebben a pianaban sei ás erő ne ha az inga göbjére, in a nehézségi erő Így ez kifejeze a piananyi sebességge és a körpáya sugaráa: g = Innen = g Ez a iniáis indíási sebesség kifejezésébe íra kapjuk az eredény: in = 3 g in = 3g = 30 0,3 = 3 s s b) A páya egasó ponjában Newon II örénye szerin: ax K g =, aho a axiáis sebesség a unkaéebő: Ezze a fonáerő: ax in = g ax = g + in = g + 3g = 5 g ax 5g K = g g 6g 6 0,5 kg 0 s + = + = = = 30 N

c) Ha 0 foko fordu e a foná az induásó kezde, akkor abban a pianaban 30 fokos szöge zár be a ízszinesse Mie ekkor a foná egazu, eő kezde csak a nehézségi erő ha az inga göbjére A sebesség- és erőiszonyoka az ábrábó áhajuk: g g 60 o 30 o 0 o x Az ábrábó ászik, hogy a foná egazuása pianaában a cenripeáis gyorsuás éppen g/, ugyanis egy 60 fokos ( szabáyos ), g odaú hároszög egyik odaának a fee Ez, in cenripeáis gyorsuás a piananyi sebességge a köekező kapcsoaban an: g g = = Ekkora sebességge haad i az inga göbje A szabáyos hároszög-részere ekine az ábrán, áhajuk, hogy a ízszines heyzeő aó eekedés agassága éppen / A unkaée isé egadja a áasz kérdésünkre x = g x = + g Beíra a foná azuáskori sebesség kifejezésé kapjuk: A kérdeze százaékarány: x g 3 = + g = g p 3 g x = 000 = 000 = 0,5 000 = 0 0 0 0 70,7 0 in 3g 3