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

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

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

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

Oktatási Hivatal FIZIKA I. KATEGÓRIA. A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló. Javítási-értékelési útmutató

Bevezető fizika (infó), 3. feladatsor Dinamika 2. és Statika

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

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

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

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

A 32. Mikola Sándor Fizikaverseny feladatainak megoldása Döntı - Gimnázium 10. osztály Pécs pont

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

TOL A MEGYEI SZILÁRD LEÓ FIZIKAVERSE Y Szekszárd, március óra 11. osztály

Oktatási Hivatal. A 2007/2008. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. első (iskolai) fordulójának. javítási-értékelési útmutatója

Az éjszakai rovarok repüléséről

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai és megoldásai fizikából. II.

33. Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny I. forduló feladatainak megoldása. Gimnázium 9. évfolyam

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Feladatok a zárthelyi előtt

A 36. Mikola Sándor Fizikaverseny feladatainak megoldása Döntő - Gimnázium 10. osztály Pécs 2017

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

Fluidizált halmaz jellemzőinek mérése

5. Pontrendszerek mechanikája. A kontinuumok Euler-féle leírása. Tömegmérleg. Bernoulli-egyenlet. Hidrosztatika. Felhajtóerő és Arhimédesz törvénye.

Általános Kémia. Dr. Csonka Gábor 1. Gázok. Gázok. 2-1 Gáznyomás. Barométer. 6-2 Egyszerű gáztörvények. Manométer

Fizika 1 Mechanika órai feladatok megoldása 3. hét

Mechanika. Kinematika

A testek mozgása. Név:... osztály:...

Komplex természettudomány 3.

Áramlástan feladatgyűjtemény. 3. gyakorlat Hidrosztatika, kontinuitás

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

36. Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny I. forduló feladatainak megoldása

A 2008/2009. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai és megoldásai. II. kategória

Mivel az erőkar mindkét oldalon ugyanakkora (t.i. a csiga sugara), az erőknek is meg kell egyezniük.

Fizika példák a döntőben

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Az egyenes vonalú egyenletes mozgás

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, I. forduló, 2003/2004. Megoldások 1/9., t L = 9,86 s. = 104,46 m.

Hatvani István fizikaverseny Döntő. 1. kategória

Mérnöki alapok 10. előadás

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

Fizika feladatok - 2. gyakorlat

Rugalmas megtámasztású merev test támaszreakcióinak meghatározása I. rész

1. gyakorlat. Egyenletes és egyenletesen változó mozgás. 1. példa

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

1. feladat. 2. feladat

35. Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny I. forduló feladatainak megoldása

ÁRAMLÁSTAN BMEGEÁT -AM01, -AM11, -AM21, -AKM1, -AT01 1. ZH GYAKORLÓ PÉLDÁK

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

2012 február 7. (EZ CSAK A VERSENY UTÁN LEGYEN LETÖLTHETŐ!!!)

1. Kinematika feladatok

Fizika 1i, 2018 őszi félév, 4. gyakorlat

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Mechanikai munka, energia, teljesítmény (Vázlat)

Bevezető fizika (vill), 4. feladatsor Munka, energia, teljesítmény

33. MIKOLA SÁNDOR ORSZÁGOS KÖZÉPISKOLAI TEHETSÉGKUTATÓ FIZIKAVERSENY HARMADIK FORDULÓ 9. osztály Gyöngyös, május 4-6. Megoldások.

Bor Pál Fizikaverseny 2016/17. tanév DÖNTŐ április évfolyam. Versenyző neve:...

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár)

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

Kiadandó feladatok, Fizika 1.

Bevezető fizika. k villamosmérnököknek. Kidolgozott példák gyűjteménye. Nagyfalusi Balázs Vida György József. U = 24 V a) t n

Kísérleti fizika 1. gyakorlat Zárthelyi dolgozatok

Gimnázium 9. évfolyam

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

Concursul Preolimpic de Fizică România - Ungaria - Moldova Ediţia a XVI-a, Zalău Proba experimentală, 3 iunie 2013

Oktatási Hivatal FIZIKA. I. kategória. A 2018/2019. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny els forduló. Javítási-értékelési útmutató

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Kinematikai alapfogalmak

28. Nagy László Fizikaverseny Szalézi Szent Ferenc Gimnázium, Kazincbarcika február 28. március osztály

Fizika I - feladatsor

Fizika alapok. Az előadás témája

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Órán megoldandó feladatok, Fizika 1.

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

Függvények Megoldások

Oktatási Hivatal FIZIKA I. KATEGÓRIA. A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FELADATOK

U = 24 V I = 4,8 A. Mind a két mellékágban az ellenállás külön-külön 6 Ω, ezért az áramerősség mindkét mellékágban egyenlő, azaz :...

Oktatási Hivatal FIZIKA. II. kategória. A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 1. forduló. Javítási-értékelési útmutató

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

Feladatlap X. osztály

Folyadékok és gázok mechanikája

Mérnöki alapok 10. előadás

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A K É T V É G É N A L Á T Á M A S Z T O T T T A R T Ó S T A T I K A I V IZS-

Kérdések Fizika112. Mozgás leírása gyorsuló koordinátarendszerben, folyadékok mechanikája, hullámok, termodinamika, elektrosztatika

Mágneses momentum, mágneses szuszceptibilitás

1. ábra. 24B-19 feladat

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása

1 2. Az anyagi pont kinematikája

Hőtan I. főtétele tesztek

A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

Gáztörvények tesztek

Gáztörvények tesztek. 2. Azonos fajtájú ideális gáz különböző mennyiségei töltenek ki két hőszigetelt tartályt. Az egyik

Az inga mozgásának matematikai modellezése

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

Rugós mechanikai rendszerek modellezése

Bevezető fizika informatikusoknak

Átírás:

A 37. Mikola Sándor Fizikaverseny feladatainak egoldása Döntő - Gináziu 0. osztály Pécs 08. feladat: a) Az első esetben eelési és súrlódási unkát kell végeznünk: d W = gd + μg cos sin + μgd, A B d d C D W = gd( + μ (ctg + )), W = 0,6 J. 6 pont b) Vizsgáljuk először a ferde hajítást! Ennek kezdősebességét jelölje v! A hajítás távolságára vonatkozó isert összefüggés alapján ez a kezdősebesség kiszáítható: d = v sin, g v = gd sin = s. Az A pontból történő indítás kezdősebessége a unkatétel alapján határozható eg: v v 0 d = (gd + μg cos sin ), v 0 = v + gd( + μ ctg), 4 pont v 0 = v + gd( + μ), v 0 = 4 s 3,74 s. 4 pont c) A feltétel szerint teljesülnie kell, hogy v 0 < W A korábbi összefüggések behelyettesítése után a következő egyenlőtlenséget kapjuk:

Ebből: v + gd + μgd ctg < gd + μgd ctg + μgd, gd + gd + μgd ctg < gd + μgd ctg + μgd sin gd sin < +μgd, μ > sin = 0,5. 6 pont Összesen: 0 pont. feladat: a) Alkalazzuk a C = C,V + összefüggést a. 3. folyaatra! av + b av + b R 3R = 5 av + b R + av + b R, av + b = av + b, C 3,5R 3R,5R 3. 3. T 3.. T.. T T b = 0. b) Az.. folyaat során a ólhő állandó, értéke 3,5 R, így ez egy izobár tágulási folyaat. A. p 3 folyaat esetén b értéke zérus. Ezt a folyaatot.. xp 0 tehát egy olyan egyenes szakasszal ábrázolhatjuk, T T elynek eghosszabbítása átegy az origón, azaz a nyoás egyenesen arányos a pillanatnyi p T 3 0 3. térfogattal, iközben a gáz hőérséklete V csökken. A 3.. folyaatban a gáz ólhője V 0 xv 0,5R, ai azt jelenti, hogy ez egy állandó térfogaton lejátszódó elegítési folyaat. Ezek alapján a p V diagra könnyen elkészíthető. c) Az iseretlen hőérsékletek eghatározása érdekében az isert hatásfok felhasználásával határozzuk eg először x értékét! A hatásfok: η = W h Q felvett. 4 pont

A körfolyaat egy ciklusa alatt nyert hasznos unka: W h = (x ) p 0 V 0. A 3... folyaatokban felvett hőt a terodinaika első főtétele alapján száolhatjuk. Q felvett = E E 3 + W 3, Q felvett = 5 (x p 0 V 0 p 0 V 0 ) + xp 0 (xv 0 V 0 ), pont Q felvett = [ 5 (x ) + x(x )] p 0 V 0. pont η = (x ) p 0 V 0 [ 5 (x ) + x(x )] p 0 V 0, 5 = x 5(x + ) + x, x =,5. Gay-ussac II. törvényéből: p 0 T 3 = xp 0 T, pont T 3 = T x = 00 K. pont Gay-ussac I. törvényéből: V 0 T = xv 0 T, T = xt = 50 K. pont d) A leadott hő és a végzett unka arányát a körfolyaat hatásfoka inden esetben eghatározza, hiszen Q felvett = Q leadott + W h. Ezt felhasználva: η = W h Q leadott + W h, Q leadott W h = η η = 4. Összesen: 0 pont 3

3. feladat: a) Képzeljük el, hogy a tartálykocsi fedelét eltávolítjuk, falait függőlegesen egagasítjuk, és annyi vizet töltünk ég bele, hogy a gyorsuló tartály bal szélén a vízszint (állandósult állapotban) éppen H agasságban legyen! A tartályban a szabad folyadékfelszín az ábrán látható effektív nehézségi gyorsulás irányára erőlegesen áll. A hároszögek hasonlóságából a jobb és bal oldali folyadékszintek h agasságkülönbsége eghatározható. a g a h H h = a g. pont Az elképzelt (egagasított) tartályban lévő alsó, H agasságú vízréteg ugyanúgy ozog, int az eredeti (fedlappal ellátott) tartálykocsiban lévő víz, ezért az töegű vízre ható erők is ugyanakkorák. A tartálykocsi fedlapja tehát akkora erővel nyoja lefelé az töegű vízdarabot, int aekkora az ábrán látható derékszögű hároszög alapú,,vízhasáb'' súlya: F fedlap = ρ hd g, 5 pont ahol d a tartálykocsi haradik (az ábra síkjára erőleges) élének hossza, ρ pedig a víz sűrűsége. Felhasználva, hogy a tartályban lévő víz töege, ρ = Hd. A fenti háro egyenletből egkaphatjuk a fedlap által a vízre kifejtett erő nagyságát (ai Newton III. törvénye értelében ugyanakkora, aekkora erőt a víz fejt ki a fedlapra). F fedlap = Hd d a g, g F fedlap = a H = g 8 H. a) Második egoldás: Határozzuk eg a gyorsítás során a tartály első lapjától x távolságban lévő, függőlegese síkban kialakuló túlnyoást! A dinaika alapegyenletéből: a x pont p(x) H (x) a = p(x)a, Axρ a = p(x)a, 4

p(x) = ρax. A nyoás tehát lineárisan növekszik, a hátsó lapnál kialakuló nyoás: p() = ρa. A fedőlapra ható erőt a nyoás átlagértékének felhasználásával határozhatjuk eg. F fedlap = p() d, F fedlap = ρa d, F fedlap = g Hd 4 d, F fedlap = g 8 H. b) A vízre a gyorsulás irányában két erő hat: a gyorsulásra erőlegesen álló első laptól szárazó F erő, illetve a hátsó laptól szárazó F = 5g/ erő, ezért: a = F F. pont Az F erőt az első lapra ható hidrosztatikai nyoás átlagértékével száolhatjuk: F = ρg H Hd = g H, ahol felhasználtuk a sűrűségre az a) részben kapott kifejezést. Ezt és az F erő értékét a ozgásegyenletbe helyettesítve végül az g 4 = 5 g H g egyenletre jutunk, aiből a keresett arány: H = 3. Összesen: 0 pont 5

4. feladat: a) A gyöngyből, golyóból és fonálból álló rendszerre csak függőleges irányú külső erők hatnak, ezért a töegközéppont függőlegesen ozog felfelé. egyen a gyöngy elozdulása x, a golyóé pedig y! x = sin = 0,07. 4 pont -Q E x x y Q y = [( cos )] + ( sin ), y = 5 4 + 3 4 cos cos = 3 8 0,09. pont egyen az ábrán látható helyzetben a töegközéppont sebessége u, a töegközéppont körüli forgás szögsebessége ω, a gyöngy sebessége v, a golyó sebessége v! A gyöngy sebessége a rúd irányába utat, így a kényszerfeltételből: u = v tan, u = ω sin. v u -Q ω ω u u Q v ω Határozzuk eg a golyó sebességének vízszintes és függőleges koponenseit! A lendület-egaradásból: v x = v. v y = u + ω sin = u, v y = v tan, v = v + 4 tan, v v = + 4 tan = 5. 5 pont 6

b) A töegközéppont vízszintes irányú sebessége a ozgás során zérus, a fonál vízszintes irányú és nyújthatatlan, valaint a gyöngy pályája végig vízszintes irányú, így ost a gyöngy és a golyó vízszintes irányú sebessége is éppen zérus. egyen a golyó függőleges irányú sebessége ebben a pillanatban v 3! A rendszerre felírt unkatételből: -Q Q E v tk v 3 W = ΔE kin., EQ + EQ g = v 3, (EQ g) v 3 = = 0,8 s 0,89 s. Határozzuk eg először a golyó a gyorsulásának függőleges és vízszintes irányú koponenseit! Függőleges irányban az g nehézségi erő hat, így: a y = g = 0 s. A töegközéppont függőleges irányú sebessége v tk = v 3 ezért a golyó a töegközéppontból nézve sugarú körpályán v 3 sebességgel eelkedik felfelé. Ezeket felhasználva: a x = (v 3 ) = s. A golyó gyorsulása: a = 04 s. A gyöngy a töegközéppontból nézve sugarú körpályán v 3 sebességgel süllyed. Így a rúd irányú gyorsulása: a = (v 3 ) = s. pont 7

c) A töegközéppont vízszintes irányban ne gyorsul, és golyó a töegközépponthoz viszonyítva körpályán ozog. A dinaika alapegyenletét sugár irányba felírva: a x = K + k Q EQ, K = a x + EQ k Q, K = 0,5 0 N + 3 0 N,5 0 N = 0 N. 4 pont Összesen: 0 pont 8