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

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

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

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

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

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

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

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

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

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

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

Az egyenes vonalú egyenletes mozgás

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

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Fizika 1 Mechanika órai feladatok megoldása 3. hét

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

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

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Mechanikai munka, energia, teljesítmény (Vázlat)

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

A mágneses kölcsönhatás

Mágneses momentum, mágneses szuszceptibilitás

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

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

Gimnázium 9. évfolyam

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

Rugalmas megtámasztású merev test támaszreakcióinak meghatározása I. rész

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

A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai fizikából. I. kategória

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

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

EGYENÁRAM. 1. Mit mutat meg az áramerısség? 2. Mitıl függ egy vezeték ellenállása?

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

2007/2008. tanév. Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny I. forduló november 9. MEGOLDÁSOK

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

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

A szinuszosan váltakozó feszültség és áram

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

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

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

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

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

Mechanika. Kinematika

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

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

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, II. forduló, Megoldások. F f + K m 1 g + K F f = 0 és m 2 g K F f = 0. kg m

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató. Ksin ma.

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

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

Newton törvények, lendület, sűrűség

2.3 Newton törvények, mozgás lejtőn, pontrendszerek

A testek mozgása. Név:... osztály:...

Feladatok a zárthelyi előtt

Mechanika - Versenyfeladatok

1. Kinematika feladatok

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

A rezgések dinamikai vizsgálata, a rezgések kialakulásának feltételei

XXIII. ÖVEGES JÓZSEF KÁRPÁT-MEDENCEI FIZIKAVERSENY M E G O L D Á S A I ELSŐ FORDULÓ. A TESZTFELADATOK MEGOLDÁSAI (64 pont) 1. H I I I 2.

1. ábra. 24B-19 feladat

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

A hajlított fagerenda törőnyomatékának számításáról II. rész

Bevezető fizika (VBK) zh1 tesztkérdések Mi az erő mértékegysége? NY) kg m 2 s 1 GY) Js LY) kg m 2 s 2 TY) kg m s 2

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

A 2004/2005 tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai f i z i k á b ó l III.

Kinematikai alapfogalmak

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

A megnyúlás utáni végső hosszúság: - az anyagi minőségtől ( - lineáris hőtágulási együttható) l = l0 (1 + T)

Fizika példák a döntőben

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

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

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

1. A hőszigetelés elmélete

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

A magnetosztatika törvényei anyag jelenlétében

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

Mágneses mező tesztek. d) Egy mágnesrúd északi pólusához egy másik mágnesrúd déli pólusát közelítjük.

- III. 1- Az energiakarakterisztikájú gépek őse a kalapács, melynek elve a 3.1 ábrán látható. A kalapácsot egy m tömegű, v

Gázok. Készítette: Porkoláb Tamás

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

Fizika feladatok - 2. gyakorlat

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

Tiszta anyagok fázisátmenetei

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Szemcsés szilárd anyag porozitásának mérése. A sűrűség ismert definíciója szerint meghatározásához az anyag tömegét és térfogatát kell ismernünk:

Fizika I. Dr. Gugolya Zoltán egyetemi adjunktus. Pannon Egyetem Fizika Intézet N. ép. II. em szoba

Kiadandó feladatok, Fizika 1.

Sűrűségmérés. 1. Szilárd test sűrűségének mérése

Természeti jelenségek fizikája gyakorlat. Pogány Andrea

Egy nyíllövéses feladat

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

A 2009/2010. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. II. kategória

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Átírás:

Oktatási Hivatal A 13/14. tanévi Országos Középiskolai Tanulányi Verseny ásodik forduló FIZIKA I. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útutató 1.) Hőszigetelt tartályban légüres tér (vákuu) van, a tartályon kívüli szabad térben a levegő hőérséklete T = 3 K. A tartályt egy csappal ellátott vékony csővel egy szintén hőszigetelt hengerhez csatlakoztatjuk, elyben igen könnyű, hőszigetelő anyagból készült dugattyú zár el V = liter térfogatú levegőt, elynek nyoása és hőérséklete egegyezik a külső levegőével. A csapot óvatosan kinyitjuk, ajd a tartály belevegőzése után elzárjuk. Azt vesszük észre, hogy a dugattyú ajdne hozzáér a henger végéhez. a) Határozzuk eg a tartály térfogatát és a tartályba áralott levegő hőérsékletét! Nagyon hosszú idő elteltével (ivel a hőszigetelés ugyan igen jó, de ne tökéletes) a tartályban lévő levegő hőérsékleti egyensúlyba kerül a környezetével, T = 3 K hőérsékletű lesz. Ekkor a jobb oldali hengerben a kezdeti állapothoz hasonló helyzetet állítunk elő, vagyis a dugattyú V térfogatú levegőt zár el, aelynek hőérséklete egint T = 3 K és nyoása egegyezik a külső levegőével. A tartályt a hengerrel összekötő vékony csövön lévő csapot újra óvatosan kinyitjuk, ajd a tartály belevegőzése után azonnal elzárjuk. Most is azt vesszük észre, hogy a dugattyú ajdne hozzáér a henger végéhez. b) Határozzuk eg a tartályban lévő levegő hőérsékletét a csap elzárása után, valaint a V térfogatot! Megoldás. szivárog be: a) A csap szűk bejáratánál indig p a nyoás. A külső levegőből n ól p V nrt. (1) A tartályban kialakuló végállapot: A külső levegő által végzett unka: p V () nrt. W p V. (3) OKTV 13/14. forduló

A terodinaika I. főtétele szerint a dugattyútól balra levő gázennyiség belső energiaváltozása egegyezik a külső levegő által végzett unkával: ( ). p V V p V (4) Osszuk el az első egyenletet a ásodikkal, ajd a negyedikből fejezzük ki a térfogatok arányát: V T 7. () V T Innen a tartály térfogata: 7 V V 8 liter. (6) Tehát a bezárt levegő hőérséklete: 7 T T 4 K. (7) A hőérséklet tehát 4 K lesz. b) A tartályban T = 4 K-ről T = 3 K-re csökkent a levegő hőérséklete, tehát a nyoás p p (8) T T alapján p T p p lesz. Tegyük fel, hogy n anyagennyiségű gáz jut be a tartályba, ahol ezelőtt n anyagennyiségű gáz volt. A folyaat előtt az átáralott ennyiségre az T 7 állapotegyenlet: p V (9) n RT. A folyaat elején a bal oldalra vonatkozó állapotegyenlet: pv pv pv nrt. (1) 7 A gáz átáralása akkor fejeződik be, aikor a V térfogatú tartályban a nyoás eléri a külső nyoást. Ebben az állapotban: p V ( n n) R( T T). (11) A külső levegő által végzett unka (9)-et is figyelebe véve: W p V nrt (1). Ez a unka növeli a teljes gázennyiségnek a belső energiáját. A kezdeti- és végállapotokat a jobb és a bal részben figyelebe véve a belső energia változása: W ( n n) R( T T ) nrt nrt ( n n) R T. (13) A fenti összefüggésekből a következő rendezési lépésekkel juthatunk el a végeredényig: A (1) egyenlet alapján: 7 p V nrt. (14) Ezt (11)-ben figyelebe véve: 7 ( ) ( ) nrt n n R T T (1) OKTV 13/14. forduló

(1) és (13) felhasználásával nt n n (16) T adódik. (1) és (16) alkalazásával 7 T n n. (17) T T A (17)-et (16)-ban figyelebe véve, rendezve 4 T T 6,66 K 7 K adódik. Tehát közvetlenül a ásodik fellevegőzés után a 4 tartályban a hőérséklet 37 K lesz. A V térfogatot a (9), (1) és (17) egyenlet alapján határozhatjuk eg: Tehát a V térfogat,71 liter volt. n RT n V 7 T V V V,71 liter. p n T T 7 Megjegyzés: A száítás az a) kérdésre adott válasz foralizusával is egadható, aikor a belső energiát pv alakban fejezzük ki. Ebben az esetben először a V térfogatot kapjuk eg. ajd abból száíthatjuk ki a végső hőérsékletet..) Súrlódásentes, vízszintes felületen M kg töegű, α 3 hajlásszögű, kellően hosszú, rögzítetlen (trapéz alakú) lejtő nyugszik közvetlenül egy talajhoz rögzített lejtő ellett az ábra szerint. A lejtők hajlássíkja törés- és hézagentes, egybefüggő síkfelületet alkot. A rögzített lejtőről kiséretű (pontszerűnek kezelhető), 1kg töegű testet indítunk, ely v /s sebességgel érkezik a rögzítetlen lejtőre. A lejtő és a kis test közti súrlódás szintén elhanyagolható. a) Milyen agasra jut a kis test? b) Maxiálisan ekkora sebességre gyorsul fel a lejtő addig, aíg a kis test fel-le ozog rajta? c) Milyen a kis test pályája a talajhoz képest? (A görbe egyenletét ne szükséges egadni.) d) Mekkora a lejtő elozdulása addig, aíg a kis test a lejtőn fel-le ozog Megoldás. a) Aikor a kis test a legagasabb pontba jut a lejtőn, a két test közös vízszintes u sebességgel ozog. Mivel vízszintes irányú külső erők nincsenek, a kis test kezdeti lendületének vízszintes összetevője egarad: aiből adódik. v cos ( M ) u, (1) v cos u,7 M s OKTV 13/14 3. forduló

A kis test eelkedésének agasságát a echanikai energia egaradásának törvénye alapján határozhatjuk eg: aiből adódik. 1 v 1 ( ), M u gh () ( ) v u Mu v M sin h 1,1 g g M (3) A kis test tehát 1,1 éterrel eelkedik, azaz a lejtőn, étert csúszik fel. b) A kis test a talajhoz képest v sebességgel hagyja el a lejtőt, ainek vízszintes és függőleges összetevőit jelöljük v -szel és v -nal. Legyen v iránya hátrafelé (balra) utató, v iránya x y pedig lefelé utató. A lejtő ozogjon V sebességgel jobbra ebben a pillanatban. x y Vízszintes irányra érvényes a lendület-egaradás: v cos MV v x. (4) Az energia-egaradás alapján: 1 1 1 v v v. () MV ( ) x y A kényszerfeltétel, ai azt fejezi ki, hogy a test a lejtőn ozog, azaz a lejtőhöz rögzített koordinátarendszerből szelélve a lejtő hajlássíkjával párhuzaosan ozog: vy tg. (6) v V x Háro egyenletünk van (4-6), háro iseretlennel. Kifejezve a kért sebességet: adódik. A lejtő tehát axiálisan 1,44 /s sebességre gyorsul. V v cos 1,44 (7) M s A kérdések egválaszolásához ugyan ne szükségszerű, de egadjuk a kis test sebességkoponenseit is: M M,89 s vx v cos, y v v sin,. s OKTV 13/14 4. forduló

Vegyük észre, hogy V u, azaz a lejtő sebessége éppen a kétszerese annak, int aennyivel a lejtő és a kis test közösen ozgott, aikor a kis test a legfelső pontban volt (vagyis a töegközéppont vízszintes sebességkoponensének). Az is feltűnő, hogy a végállapotban kis test sebességének függőleges összetevője nagyságában egegyezik, irányában pedig ellentétes a kis test kezdősebességének függőleges összetevőjével. Csupán az érdekesség kedvéért jegyezzük eg, hogy a vízszintes irányt tekintve a kölcsönhatás olyan, int egy rugalas ütközés! A rugalas deforáció helyett az energia a kis test helyzeti energiájába vész el. A veszteség akkor axiális, aikor indkét test a töegközéppont vízszintes sebességével ozog, és a kis test eelkedése axiális. Utána ez az energia visszaalakul, és a kezdő és végállapot közt az ozgási energia és az ipulzus vízszintes koponense is egarad. Mivel a test függőleges sebességének a nagysága a kiindulási és a végállapotban azonos, a vízszintes irányhoz rendelhető ozgási energia külön egaradó ennyiség, azaz a vízszintes irányt tekintve egy rugalas ütközés zajlott le. c) A rendszer töegközéppontja sebességének a vízszintes összetevője állandó: v cos u,7. M s Ha beülünk az u sebességgel vízszintes irányban (jobbra) egyenletesen ozgó koordinátarendszerbe (K ), akkor a kis test lecsúszását úgy látjuk, hogy nulla kezdősebességgel indul a K -ben éppen álló lejtőn. Ebben a rendszerben a kis test egyenes vonalú pályán ozog egyenletesen gyorsuló ozgással, hivatkozva a jól isert klasszikus példa konklúzióira. Ha visszatérünk a laborrendszerre, akkor abban a kis test ozgása egy ferde irányú egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló ozgás és egy vízszintes irányú egyenletes ozgás szuperpozíciójaként áll elő. Ez pedig parabola pályát jelent, ahogy azt a ferde hajítás különböző eseteinél szátalanszor láthattuk. Mivel a kis test a lejtő alsó sarkánál van a ozgás kezdetekor is, eg a végénél is, ezért a K rendszerben a kis test ugyanazon az egyenesen ozog felfelé és lefelé. De ne ez az egyenes alkotja a parabola ferde tengelyét. A parabolának lesz olyan pontja, ahol az érintője (a sebesség iránya) erőleges a kis test gyorsulásának irányára. Tehát a parabola tengelye ezen a ponton egy át, és a tengely iránya egegyezik a gyorsulás, vagyis az eredő erő irányával. Már ebből is látszik, hogy a nehézségi erő ellett a kis testre (illetve a lejtőre) ható kényszererő is állandó. Mindezek alapján úgy is elképzelhetjük a ozgást, hogy 3 -os szögben v kezdősebességgel egy egy egyenes vonalú egyenletes ozgás, aire rárakódik egy ferde irányú egyenletesen gyorsuló ozgás. Ez az elképzelés is a parabola pályához vezet. d) A fentiekben láttuk, hogy a K rendszerben a gyorsulásvektor állandó. Ez ezt jelenti, hogy a ható erőknek, következésképp a kényszererőnek is állandónak kell lennie. Ha áttérünk a laboratóriui rendszere, ai K -höz képest egyenes vonalban egyenletesen ozog az erőknek változatlannak kell aradni. Tehát a kényszererő és a gyorsulások a teljes (felfelé-lefelé) ozgás során állandók, következésképp az alábbi (8-11) egyenletek a teljes kényszerozgás során érvényesek. A ozgásegyenletek: OKTV 13/14. forduló

a lejtőre: Nsin MA. (8) A kis testre vízszintes irányban: Nsin ax. (9) A kis testre függőleges irányban: g Ncos ay. (1) Kényszerfeltétel a gyorsulásokkal egfogalazva: ay tg a A. (11) x A (8) (11) egyenletekből a következő eredényeket kapjuk: Mgcos N 8, N M sin a y Msincos M sin, s, ax g 4,1 ( M )sin sincos g,86, A g,8 M sin s M sin Függőleges irányban a test h = 1,1 étert ozog a y =,86 /s gyorsulással, aihez h t,87 s (1) a y időre van szüksége. Az erők állandóságából, és abból, hogy a test a kiinduló agasságba jut vissza egyenesen következik, hogy a felfelé és a lefelé haladás ideje azonos. Mivel a gyorsulás állandó, a lejtő elozdulása: A s t 1,6. (13) Tehát a lejtő elozdulása 1,6. Az eredény paraéteres alakban: s. v s g M M sin ( ) tg. Megjegyzés: A fentitől különböző, fizikailag helyes egoldásokat is elfogadjuk. Egy alternatíva a d) kérdés egválaszolására: A függőleges ozgáshoz tartozó gyorsuláskoponens állandó, tehát ahol t a felfelé ozgás ideje. sin h v t, A teljes ozgás ideje t, ezalatt a lejtő által egtett út OKTV 13/14 6. forduló

V Vh s t Vt. v sin Figyelebe véve (3)-t: v s g M M sin ( ) tg 1,6. 3.) N = enetszáú, L= hosszúságú, R = c sugarú, egyenes tekercs tengelyében hosszú egyenes vezetőszál húzódik. A tekercsben I T = A erősségű egyenára folyik. A vezetékben folyó ára erőssége I V. A két ára hatására keletkező ágneses terek szuperpozíciója görbe vonalú indukcióvonalakat eredényez. a) Jelleezzük a kialakult ágneses ezőt! b) Gondolatban jelöljünk ki egy, a tekercs tengelyével párhuzaos, attól r = R/ távolságban húzódó egyenest, aelyet valaelyik indukcióvonal etsz. Mekkora legyen az egyenes vezetőszálban folyó ára erőssége, hogy ezt az egyenest ez az indukcióvonal éterenként 1-szer esse? Megoldás. a) Az egyenes tekercs hoogén, a tengelyével párhuzaos indukcióvonalakkal jellezett ágneses teret hoz létre. Erre szuperponálódik az egyenes vezető ágneses tere (indukcióvektorának nagyságát v -vel jelöljük), aelynek indukcióvonalai a vezetékre erőleges, azzal koncentrikus körök. A kiválasztott, a tekercs tengelyétől r = R/ távolságban húzódó egyenes azon pontjában, aelyben az eredő ágneses tér kiszeelt indukcióvonala etszi azt (indukcióvektorának nagyságát T -vel jelöljük), a tér ezen pontját két, egyásra erőleges indukcióvektor összegeként előálló eredő indukcióvektor () jellezi. Mivel az egyenes vezető tere állandó nagyságú indukciót hoz létre az r távolságban, valaint a tekercs belsejének inden pontjában állandó nagyságú és irányú indukcióvektorokat kelt, ezek vektorösszege egy olyan görbe entén helyezkedik el, aely egyenletes eneteelkedésű csavarvonal (helix), és tengelye az egyenes vezető. b) Valójában a kiválasztott indukcióvonal és a tekercs tengelyével párhuzaos, attól r távolságra húzódó etszéspontok vonal enti sűrűségét adta eg a feladat. Ebből kell visszakövetkeztetni a csavarvonal eneteelkedésére, és ebből a keresett ára erősségére. OKTV 13/14 7. forduló

A kétféle ágneses ező indukcióvektorai, valaint a szuperpozíciójuk az alábbi ábrán látható. Az eredő ező indukcióvonala egy, az r sugarú hengerre felcsavarodó vonal, aelynek egy kivágott és síkba kiterített részéről a eneteelkedés nagysága leolvasható: A halvány csavarvonal (képe) a tekercset, a halvány egyenes a vezetéket jelzi, a henger sugara r, aelyre felcsavarodik az eredő ező kiválasztott indukcióvonala. Ennek egy szeletét síkba kiterítve láthatjuk az alábbi ábrán: Innen leolvasható, hogy a etszéspontok d periodicitása (eneteelkedés) A szöget a két indukcióvektor aránya adja eg: r d. (1) tg () V tg. T Az előírt enetsűrűséget az n hányados jellezi, ahol esetünkben = 1, és a enetsűrűség n = 1, azaz a eneteelkedés d.. d 1 1 ()-t (1)-be írva: d r T r 3) V V Az egyenes tekercs által létrehozott indukció a tekercs belsejében indenhol: ITN T, L az egyenes vezetőé tőle r távolságban: T OKTV 13/14 8. forduló

I r V. Ezeket (3)-ba írva: A vezeték keresett áraerőssége: I I N d r r r r I N dl T T ITN L 4. V IV IVL T 1 A V 4r 4 11 1 1,37 A. Megjegyzés: Helyes egoldásként fogadható el az is, ha a éterenkénti 1 etszéspontot úgy értelezzük, hogy a szakaszt 11 részre osztjuk. Ilyenkor kissé eltérő eredényt kapunk. OKTV 13/14 9. forduló

Értékelési útutató A egoldásban vázoltaktól eltérő száításokra, aelyek elvileg helyesek és helyes végeredényre vezetnek az alkérdésekre adható teljes pontszá jár. 1. feladat a) Állapotegyenlet a kezdő állapotra, pont Annak észrevétele, hogy a folyaat végén a külső és belső nyoás egegyezik Állapotegyenlet a végállapotra, pont A külső légtér unkavégzése pont Terodinaika első főtétele pont A kért térfogat érték egadása A kért hőérséklet érték egadása b) A kihűlés után az új nyoás egadása Állapotegyenletek helyes felírása 3 pont A külső légtér unkavégzése pont A belső energiaváltozás helyes felírása pont A kért hőérséklet érték egadása pont A kért térfogat helyes egadása pont Összesen: pont. feladat a) Annak feliserése, hogy ebben az állapotban a relatív ozgás egszűnik Az ipulzus-érleg alkalazása Az energia-érleg alkalazása A agasság egadása b) Az ipulzus-érleg alkalazása Az energia-érleg alkalazása A kényszerfeltétel egfogalazása A kért sebesség egadása pont c) Helyes érvek felsorakoztatása, a parabola kiondása pont d) Mozgásegyenlet a lejtőre, pont Mozgásegyenlet a kis testre (vízszintes), pont Mozgásegyenlet a kis testre (függőleges) Kényszerfeltétel a gyorsulásokkal egfogalazva A végeredényhez szükséges gyorsulásértékek helyes egadása A ozgás időtartaának egadása A lejtő elozdulásának egadása Összesen: pont 3, feladat a) A kialakuló eredő ágneses ező indukcióvonalainak helyes jellezése 8 pont b) A eneteelkedés helyes eghatározása 4 pont A eneteelkedés helyes kifejezése az indukcióvektorokkal 3 pont OKTV 13/14 1. forduló

A eneteelkedés helyes kifejezése a vezeték és tekercs adataival A kertesett ára erősségének helyes eghatározása 3 pont pont Összesen: pont OKTV 13/14 11. forduló