Fizika Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny Harmadik fordulója a harmadik kategória részére 2006.



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

Mágneses jelenségek. 1. A mágneses tér fogalma, jellemzői

GEO-FIFIKA. Földtudományi ismeretterjesztõ füzet. 8. A Föld mélye. A kéregtõl a földmagig

A kísérlet célkitűzései: Az elektromos áram hatásainak kísérleti vizsgálata, az elektromos áram felhasználási lehetőségeinek áttekintése.

Összefüggések a marótárcsás kotrógépek elméleti és tényleges

+ - kondenzátor. Elektromos áram

MEGOLDÓKULCS AZ EMELT SZINTŰ FIZIKA HELYSZÍNI PRÓBAÉRETTSÉGI FELADATSORHOZ 11. ÉVFOLYAM

Eszközök: Két egyforma, könnyen mozgó iskolai kiskocsi rugós ütközőkkel, különböző nehezékek, sima felületű asztal vagy sín.

Gerendák lehajlása: hibás-e a szilárdságtanon tanult összefüggés? Tudományos Diákköri Konferencia. Készítette: Miklós Zita Trombitás Dóra

Indítómotor behúzótekercsének szimulációs vizsgálata Investigation of the Solenoid Switch of an Electric Starter Motor with Simulation

Feladatok GEFIT021B. 3 km

Ha vasalják a szinusz-görbét

J ~15-. számú előterjesztés

ARCA TECHNOLOGY. Fali kazán család KONDENZÁCIÓS. Kis méretű Digitális, elektronikus vezérléssel SEDBUK BAND A

Fizika 11. osztály. 1. Mágneses mező szemléltetése és mérése, mágneses pörgettyű (levitron) Lenz törvénye: Waltenhofen-inga, Lenz-ágyú...

2010. május- június A fizika szóbeli érettségi mérései, elemzései

Körmozgás és forgómozgás (Vázlat)

~IIami ~ámbrtlő$ék JELENTÉS. a távfűtés és melegvízszolgáltatás támogatási és gazdálkodási rendszerének vizsgálatáról május hó 55.

Mágnesek közötti erőhatás vizsgálata

Ajánló. Tagozati vezetőségválasztás. Beszámol a felvételi bizottság. Gépjárműfelelősségbiztosítás

MATEMATIKA PRÓBAFELVÉTELI a 8. évfolyamosok számára

Atommagok mágneses momentumának mérése

Elektronikai műszerész Elektronikai műszerész

Mágnesesség, elektrodinamika

1. A neutronvisszaszórási hatáskeresztmetszet

A es május-júniusi érettségi témakörök és elvégzendő kísérletek fizikából:

/ CSAK ISKOLAI HASZNÁLATRA / GÉPJÁRMŐ SZERKEZETEK MÉRETEZÉSI FELADATOK ÖSSZEÁLLÍTOTTA: SZEKERES GYÖRGY

ELMIB ZRT. FÖLDGÁZKERESKEDELMIÜZLETSZABÁLYZATA. l l I I BUDAPEST, SZEPTEMBER 1.

Fizika előkészítő feladatok Dér-Radnai-Soós: Fizikai Feladatok I.-II. kötetek (Holnap Kiadó) 1. hét Mechanika: Kinematika Megoldandó feladatok: I.

1. Válaszd ki a helyes egyenlőségeket! a. 1C=1A*1ms b. 1 μc= 1mA*1ms. 2. Hány elektron halad át egy fogyasztón 1 perc alatt, ha az I= 20 ma?

Elektromágnesesség tanulói kísérletek Önindukció bekapcsolásnál

között december 16. napján kötött Támogatási Szerződés közös megegyezéssel történő megszüntetéséről

BALESETVÉDELMI TUDNIVALÓK ÉS MUNKASZABÁLYOK

Lossnay Models: Használati kézikönyv LGH-15RVX-E LGH-25RVX-E LGH-35RVX-E LGH-50RVX-E LGH-65RVX-E LGH-80RVX-E LGH-100RVX-E LGH-150RVX-E LGH-200RVX-E

Név:...EHA kód: tavasz

7. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Betonacél toldás Ancon toldókkal

Pontszerű test, pontrendszer és merev test egyensúlya és mozgása (Vázlat)

Fizika verseny kísérletek

A 2011/2012. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

MILTON ROY VEGYSZERADAGOLÓ SZIVATTYÚK

Fizika 2. Feladatsor

2009/2010. tanév Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló. FIZIKA II. kategória. Héron kútja

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

18/1997. (IV.29.) sz. önkor.mányzati rendelete

Fizika 1i (keresztfélév) vizsgakérdések kidolgozása

Fizika 12. osztály. 1. Az egyenletesen változó körmozgás kinematikai vizsgálata Helmholtz-féle tekercspár Franck-Hertz-kísérlet...

Csavarorsós Emelő Tervezése

Egyszerű villanymotorok készítése

11. ÉVFOLYAM FIZIKA. TÁMOP Természettudományos oktatás komplex megújítása a Móricz Zsigmond Gimnáziumban

Fizikai olimpiász. 52. évfolyam. 2010/2011-es tanév. D kategória

Ellenáll. llások a. ltség. A szinuszosan váltakozv U = 4V U = 4V I = 0,21A

Témakörök fizikából ősz

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK LENGÉSTANBÓL: A rugóállandó a rugómerevség reciproka. (Egyik végén befogott tartóra: , a rugómerevség mértékegysége:

9. Radioaktív sugárzás mérése Geiger-Müller-csővel. Preparátum helyének meghatározása. Aktivitás mérés.

A forgórész az állórész eredő mezejének irányába áll be. Ezt a mágneses erők egyensúlya alapján is követhetjük.

BUDAPESTI MŰSZAKI EGYETEM Anyagtudomány és Technológia Tanszék. Hőkezelés 2. (PhD) féléves házi feladat. Acélok cementálása. Thiele Ádám WTOSJ2

TRANZISZTOROS RÁDIÓT

K Ü L Ö N L E G E S T R A N S Z F O R M Á T O R O K

BÉKÉSCSABA MEGYE1 JOGÚ VÁROS. Békéscsaba, Szent István tér 7.

Általános beállítások

A FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI VIZSGA TÉMAKÖREI ÉS KÍSÉRLETEI Témakörök

3. számú mérés Szélessávú transzformátor vizsgálata

Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/


Tavaszi akció Április 2. május 31. Fűtésben otthon vagyunk. [ Leveg õ ] Április Construma 2012 Buderus kiállító.

FIZIKA SZÓBELI ÉRETTSÉGI TÉMAKÖRÖK KÖZÉPSZINT 2014/2015. TANÉV MÁJUS

Az áram hatásai, az áram munkája, teljesítménye Hőhatás Az áramló elektronok beleütköznek a vezető anyag részecskéibe, ezért azok gyorsabb

1. mérés. Egyenes vonalú egyenletes mozgás vizsgálata

Fénytörés vizsgálata. 1. feladat

Mikrohullámok vizsgálata. x o

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a kötőcsavarok szilárdsági tulajdonságainak jelölési módját!

mágnes mágnesesség irányt Föld északi déli pólus mágneses megosztás influencia mágneses töltés

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Mikroelektronikai és Technológia Intézet. Mikro- és nanotechnika (KMENT14TNC)

1. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT

TERMOELEM-HİMÉRİK (Elméleti összefoglaló)

Minimális fluidizációs gázsebesség mérése

FELADATOK ÉS MEGOLDÁSOK

Benzinmotor károsanyag-kibocsátásának vizsgálata

PASSZÍV ESZKÖZÖK II ELEKTRONIKAI ALKATRÉSZEK KONDENZÁTOROK KONDENZÁTOROK KONDENZÁTOROK KONDENZÁTOROK VESZTESÉGEI 4. ELŐADÁS

Csatlakozórendszer szelepes fűtőtestekhez. G 3/4" kónuszos. G 3/4" AG kónuszos

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

σhúzó,n/mm 2 εny A FA HAJLÍTÁSA

Vasbetontartók vizsgálata az Eurocode és a hazai szabvány szerint

GÁZOK TRANSZPORTJA MEMBRÁNOKON KERESZTÜL permeabilitás, diffúziós állandó és oldhatóság mérése

2. Igazolja, hogy a dugattyús kompresszorok mennyiségi foka a. összefüggéssel határozható meg? . Az egyenletből fejezzük ki a hasznos térfogatot:

CsAvArbiztosítási rendszer

Homogén anyageloszlású testek sűrűségét m tömegük és V térfogatuk hányadosa adja. ρ = m V.

Következõ: Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk. Jelfeldolgozás. Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk

EÖTVÖS LABOR EÖTVÖS JÓZSEF GIMNÁZIUM TATA FELADATLAPOK FIZIKA. 11. évfolyam. Gálik András. A Tatai Eötvös József Gimnázium Öveges Programja

GENERÁTOR. Összeállította: Szalai Zoltán

b) Adjunk meg 1-1 olyan ellenálláspárt, amely párhuzamos ill. soros kapcsolásnál minden szempontból helyettesíti az eredeti kapcsolást!


Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Kiváló teljesítmény kivételes megtakarítás


3

Jelentés a friss beton konzisztenciájának (folyósságának) mérésére vonatkozó vizsgálatokról

A befogott tartóvég erőtani vizsgálatához III. rész

Átírás:

Fizika Országos Középiskoai Tanumányi Verseny Harmadik forduója a harmadik kategória részére 2006. Bevezetés A feadat megodásához aapvető ismeretekke ke rendekeznie a forgómozgássa kapcsoatban és a ferromágneses anyagok visekedésérő mágneses mezőben (erőtérben). A fizikának ez a két része sajnos hiányzik az érettségi Részetes vizsgakövetemények anyagábó. Fetéteezzük azonban, hogy az emetszintű fizikaoktatásba részesüő versenyzők részére ezek az anyagrészek nem ismeretenek. Ennek eenére a szükséges ismereteket röviden összefogajuk. Rögzített szimmetriatengey körü forgó merev hengerek forgása. Ha egy rögzített szimmetriatengeye körü forogni képes hengert a kerüetére fecsévét zsinegre ható F erő segítségéve mozgásba hozunk (1. ábra.) az egyre gyorsabb forgómozgást fog végezni. A forgómozgás mozgásegyenete: a F Az egyenet egyes eemei: M a testre ható forgatónyomaték. Értékét az erő és az R erő karjának szorzata adja. Az erő karja, az erő hatásvonaának a forgástengeytő vaó távosága. 1. ábra. Pédáu az ábrán átható F erő esetén: M = F R. (A nyomaték ismerete a középszintű érettségi anyaga.) Θ a testnek a forgás tengeyére számított tehetetenségi nyomatéka. Tömör hengernek az akotóva párhuzamos szimmetriatengeyre vonatkozó tehetetenségi nyomatéka: 1 2 θ = m R, aho m a henger tömege. Ha több test együtt forog, azonos tengey körü, a 2 tehetetenségi nyomatékok összeadódnak. β a forgómozgás szöggyorsuása: a szögsebesség vátozás ( ω ) és a vátozás időtartamáva ( t ): = ω dω β. (Pontosabban: β =.) t dt A henger szöggyorsuása (β) és egy körmozgást végző kerüeti pontjának érintő menti gyorsuása (a) közötti kapcsoat: a = R β. M = θ β 1

Ferromágneses anyagok mágneses erőtérben. Ha az N menetű hosszúságú egyenes tekercs besejét evegő töti ki és a menetekben I erősségű áram foyik, a tekercsben a mágneses mező indukciója: B = µ. µ 0 0 a vákuum permeabiitása. Ha a tekercs besejét anyag töti ki, a fenti kifejezés az aábbi aakot öti: B = µ, aho µ a tekercs besejét kitötő anyag mágneses permeabiitása. A ferromágneses anyagok Fe, Co, Ni, Gd, Dy és egyes ötvözetek esetében a mágneses permeabiitás erősen függ az kifejezés értékétő. A ferromágneses anyagok 10-6 10-2 cm 3 térfogatú küönböző orientációjú mágneses részekbő, úgynevezett doménekbő épünek fe. Mive az egyes doménekben a mágneses mező iránya és erőssége küönböző, az anyag makroszkópikusan nem mágneses. Heyezzünk egy tekercs besejébe egy iyen vasdarabot, ameyben a domének véetenszerűen orientátak, az anyag makroszkópikusan nem mágneses. Nuátó induva növejük fokozatosan a tekercs áramát és rajzojuk fe az indukciót az / értékének függvényében. (A 2. ábrán az a pontbó induunk. I = 0.) A tekercs növekvő mágneses erőterének hatására a domének egyre inkább az erőtér irányába rendeződnek és emiatt a B indukcióvektor is nő. A görbe a b ponttó vízszintessé váik, jeezve, hogy a domének döntő többsége beát az erőtér irányába. (A görbe a b szakasza az anyag esődeges mágnesezési görbéje, vagy más néven újgörbéje.) Az áram további növeése 2. ábra. aig vátoztatná az indukció értékét. Ha ezek után az áramot fokozatosan nuára csökkentjük a B - / görbe az eddigitő etérő úton a c pontba jut e, ugyanis néhány domén iránya áandó maradt. Az anyag áandó mágnesként visekedik. Az áram irányát megvátoztatva, és értékét a korábbi egnagyobb értékig növeve, a grafikon d pontjába jutunk. A mágnesező áramot a két határérték között periódikusan vátoztatva a bcdeb görbét a hiszterézishurkot kapjuk. A mágnesesen kemény anyagok hiszterézisgörbéje szées, a domének nehezen vátoztatják meg orientációjukat. A mágnesesen ágy anyagok hiszterézisgörbéje pedig keskeny, a domének könnyen beának az erőtér irányába. (3. ábra.) 2

(a) Kemény mágneses anyag. Woframacé (b) Lágy mágneses anyag. Vas 3. ábra. A feadat: Mágneses fék vizsgáata A mágneses fék egy eektromágnes égrésében eheyezkedő vasporban forgó pexi tárcsa, ameynek sárgaréz tengeyén egy épcsős kiaakítású ugyancsak sárgaréz endkerék taáható. A sárgaréz anyagok mért sűrűsége: 8,4g/cm 3. Az eszköz vázatát a 4. ábra mutatja. Pexi doboz Pexi tárcsa Lendkerék Csapágy Tengey Vaspor Vas égrés-áító Légrés Vas test 4. ábra. Gerjesztő tekercs 3

A ehetőségeit figyeembe véve, határozza meg a rendszer tehetetenségi nyomatékát számítássa és mérésse. Hasonítsa össze és értékeje a kapott eredményeket. Végezzen méréseket a vaspor akamazásáva kiaakuó fékező nyomaték visekedésének megáapítására, a beáított (2 + 2 mm) égrés méret esetén. Méréseit végezze e a gerjesztő tekercs áramának küönböző értékei meett. Mérési eredményeit grafikonon is tüntesse fe. Értemezze a kapott eredményeket. Munkájáró készítsen oyan részetes jegyzőkönyvet, hogy annak aapján mérését pontosan meg ehessen isméteni, számításait követni ehessen! Az eektromágnes gerjesztő tekercsének árama a tápegység segítségéve vátoztatható, pontos értékét a kiadott mutiméter segítségéve határozhatja meg. A tekercset 2 A-né nagyobb áramma ne terheje! A mérés megkezdéséhez a menetes égrés-áító -kat a pexi tárcsátó 2 2 mm méterre áítottuk. (Enné kisebb égrést nem tud beáítani!) A égrés-áítón a menetek menetemekedése 1,2 mm. A mérőheyen taáható eszközök és anyagok 1. Mágneses fék endkerékke, vaspor nékü. 2. Bunsen-ávány 2 db Bunsen-dióva 3. 2 db bunsen-fogó 4. 2 db átfúrt réz henger (pontos tömegüket a hengereken fetüntettük) 5. 1 tekercs cérna 6. Időmérő eektronika két kapuva. (Az eszköz ismertetője a mérőheyen megtaáható. A készüék mérésre kész áapotban van. Az összeáításon és beáításain ne vátoztasson!) 7. 1 db mérőszaag 8. 1 db toómérő 9. 1 db tápegység a tekercs meghajtásához. (Ismertetője a mérőheyen megtaáható) 10. 1 db mutiméter. (Ismertetője a mérőheyen megtaáható.) 11. 3 db csatakozó zsinór banándugóva 12. 2 db krokodi csipesz 13. 50 g vaspor 14. papír töcsér a vaspor betötéséhez 15. hurkapáca 16. 1,25 mm átmérőjű zománcozott rézdrót, ameynek egy métere 11,12 g. 17. csípőfogó 18. hungaroce emez 19. csavarhúzó 20. mágnes az eseteg szétszóródó vaspor összegyűjtéséhez. 4

Megjegyzések 1. Mieőtt hozzákezd a feadat megodásához, gondoja végig tennivaóit. 2. A tekercs áramát a mutiméterre mérje, annak 10 A-es méréshatárában. 3. A vaspor betötésekor óvatosan járjon e, nehogy vaspor kerüjön a csapágyakba! A betötéshez hasznája a papír töcsért. A vaspor eegyengetését a hurkapácáva végezze. 4. A feadat megodásához 4 óra á rendekezésére. 5. Ha a kiadott műszerek hasznáatáva kapcsoatban probémái jeentkeznek, fordujon a feügyeő tanárokhoz. 6. Ha munkája közben rendeenességet tapaszta, azonna jeentse a feügyeő tanároknak. 7. Tartsa be a baesetvédemi eőírásokat. Vigyázzon saját magára és az eszközök épségére. Budapest, 2006. 04. 22. 5

Megodási vázat a "Mágneses fék" vizsgáata c. feadathoz 1. A tehetetenségi nyomaték számoása ( 40 pont.) A endkerék 5 küönböző sugarú tárcsábó áónak képzehető. A toómérő segítségéve a endkerék 5 tárcsájának sugara és vastagsága megmérhető. Ebbő és a réz sűrűségébő a tárcsa tömege és a tehetetenségi nyomaték meghatározható. A tengey is, meg a pexi tárcsa is figyeembe vehető, de ezek járuéka csak 1-2%-os. 2. A tehetetenségi nyomaték mérése. ( 68 pont) Ismert tömegű teherre vasreszeék nékü fegyorsítjuk a tárcsát. Mérjük a tárcsa tömegközéppontjának útját és a mozgás idejét. Ebbő a tárcsa haadó mozgásának a gyorsuása számoható. Ebbő a tehetetenségi nyomaték a forgó mozgás aapegyenete aapján számoható. 3. A fékező nyomaték mérése. (72 pont ) A mért tehetetenségi nyomaték ismeretében a vasreszeéknek az áramerősségtő függő fékező nyomatékát az a mgr M fékező = Θ r egyenetbő kaphatjuk. A küönböző áramerősségekné mért fékező nyomatékot az áramerősség függvényében grafikonon ábrázohatjuk. 4. A mérés eredményének értemezése, hibaszámítás. A mérési eredmények áttekinthető erendezése. (20 pont ) A mérési eredmények áttekinthető erendezése, vagy annak hiánya befoyásohatja az adható pontok számát. Ugyancsak beeszámít az értékeésbe a mérés pontosságának becsése.