Oktatási Hivatal. Fizika II. kategória

Hasonló dokumentumok
A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l III.

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l. I.

O k t a t á si Hivatal

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

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

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

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

1. A mozgásokról általában

Oktatási Hivatal. az energia megmarad: Egyszerűsítés után és felhasználva a tömegek egyenlőségét, valamint, hogy u A0 = 0 :

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 pontszerű test mozgásának kinematikai leírása

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Dinamika. F = 8 N m 1 = 2 kg m 2 = 3 kg

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA. Javítási-értékelési útmutató

Az egyenletes körmozgás

MEGOLDÁSOK ÉS PONTOZÁSI ÚTMUTATÓ

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

A 35. Mikola Sándor Fizikaverseny feladatainak megoldása Döntő - Gimnázium 10. osztály Pécs pont min

2010 február 8-19 Feladatok az 1-2 hét anyagából

12. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Németh Imre óraadó tanár, Bojtár Gergely egyetemi ts., Szüle Veronika, egy. ts.

= 450 kg. b) A hó 4500 N erővel nyomja a tetőt. c) A víz tömege m víz = m = 450 kg, V víz = 450 dm 3 = 0,45 m 3. = 0,009 m = 9 mm = 1 14

13. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Németh Imre óraadó tanár, Bojtár Gergely egyetemi ts., Szüle Veronika, egy. ts.

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

XXXIV. Mikola Sándor fizikaverseny Döntı Gyöngyös, 9. évfolyam Megoldások. Szakközépiskola

XXXI. Mikola Sándor fizikaverseny 2012 Döntı Gyöngyös 9. évfolyam Feladatmegoldások Gimnázium

= 30 MW; b) P össz = 3000 MW a) P átl. = 600 Ω; b) DP = 0,3 W a) R 1. U R b) ΔP 4 = 01, A, I a) I ny.

MÁTRAI MEGOLDÁSOK. 9. évfolyam

Dinamika példatár. Szíki Gusztáv Áron

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, az I. forduló feladatainak megoldása 1

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

Rugalmas megtámasztású merev test támaszreakcióinak meghatározása III. rész

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

A feladatok közül egyelıre csak a 16. feladatig kell tudni, illetve a ig. De nyugi, a dolgozat után azokat is megtanuljuk megoldani.

Mechanika A kinematika alapjai

MUNKA, ENERGIA. Fizikai értelemben munkavégzésről akkor beszélünk, ha egy test erő hatására elmozdul.

Szakács Jenő Fizikaverseny II. forduló, megoldások 1/7. a) Az utolsó másodpercben megtett út, ha t a teljes esési idő: s = 2

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Budó Ágoston Fizikai Feladatmegoldó Verseny január 19. MEGOLDÓKULCS

7. osztály minimum követelmények fizikából I. félév

Egyenletes mozgás. Alapfeladatok: Nehezebb feladatok:

A statika és dinamika alapjai 11,0

Membránsebesség-visszacsatolásos mélysugárzó direkt digitális szabályozással

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

2012/2013. tanév Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny I. forduló november 9.

ELMÉLET REZGÉSEK, HULLÁMOK. Készítette: Porkoláb Tamás

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

2010/2011. tanév Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny II. forduló január 31.

3. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT

Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 65 percre lesz szüksége.

ω = r Egyenletesen gyorsuló körmozgásnál: ϕ = t, és most ω = ω, innen t= = 12,6 s. Másrészről β = = = 5,14 s 2. 4*5 pont

10. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Németh Imre óraadó tanár, Bojtár Gergely egyetemi ts., Szüle Veronika, egy. ts.) Gördülő mozgás.

TARTALOM A FIZIKA TANÍTÁSA. módszertani folyóirat

TARTALOM A FIZIKA TANÍTÁSA. módszertani folyóirat

I. MATEMATIKAI ÖSSZEFOGLALÓ

Atomfizika zh megoldások

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

km 1000 m 1 m m km Az átváltás : ,6 h 3600 s 3,6 s s h

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

Áramlástan feladatgyűjtemény. 2. gyakorlat Viszkozitás, hidrosztatika

Részletes megoldások. Csajági Sándor és Dr. Fülöp Ferenc. Fizika 9. című tankönyvéhez. R.sz.: RE 16105

Magdi meg tudja vásárolni a jegyet, mert t Kati - t Magdi = 3 perc > 2 perc. 1 6

Dinamika gyakorló feladatok. Készítette: Porkoláb Tamás

Budó Ágoston Fizikai Feladatmegoldó Verseny 2008 / 2009 MEGOLDÓKULCS

Volumetrikus elven működő gépek, hidraulikus hajtások (17. és 18. fejezet)

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

1. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Tevékenység: Tanulmányozza, mi okozza a ráncosodást mélyhúzásnál! Gyűjtse ki, tanulja meg, milyen esetekben szükséges ráncgátló alkalmazása!

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Repülőgépek és hajók Tanszék

Kidolgozott minta feladatok kinematikából

Meghatározás Pontszerű test. Olyan test, melynek jellemző méretei kicsik a pálya méreteihez képest.

Statika gyakorló teszt I.

di dt A newtoni klasszikus mechanikában a mozgó test tömege időben állandó, így:

ÉLELMISZER-IPARI ALAPISMERETEK

Forgó mágneses tér létrehozása

3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

hajlító nyomaték és a T nyíróerő között ugyanolyan összefüggés van, mint az egyenes rudaknál.

1. forduló (2010. február

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

TestLine - Fizika 7. osztály mozgás 1 Minta feladatsor

Mindennapjaink. A költő is munkára

sebességgel szál- A sífelvonó folyamatosan 4 m s

László István, Fizika A2 (Budapest, 2013) Előadás

Útmutató fizika feladatok megoldásához (Fizika1 villamosmérnököknek) Sarkadi Tamás, Márkus Ferenc

Megint egy keverési feladat

Hőtan részletes megoldások

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV M8. számú mérés Különböző alakú pillangószelepek veszteségtényezőjének vizsgálata

Középszintű érettségi feladatsor Fizika. Első rész

Mechanika című MSc tantárgy: TENGELYMÉRETEZÉS

Teljes függvényvizsgálat példafeladatok

Az átviteli (transzfer) függvény, átviteli karakterisztika, Bode diagrammok

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

Diagnosztikai módszerek II. PET,MRI Diagnosztikai módszerek II. Annihiláció. Pozitron emissziós tomográfia (PET)

Gyakorló feladatok a 2. zárthelyihez. Kidolgozott feladatok

MAGYARÁZAT A MATEMATIKA NULLADIK ZÁRTHELYI MINTAFELADATSOR FELADATAIHOZ 2010.

Budó Ágoston Fizikai Feladatmegoldó Verseny 2017/2018 tanév 9. évfolyam feladatainak megoldása

Átírás:

A 1/11. tanévi FIZIKA Orzágo Középikolai Tanuláni Veren áodik fordulójának feladatai é egoldáai fizikából II. kategória A dolgozatok elkézítééhez inden egédezköz haználható. Megoldandó az elő két feladat é a 3/A é 3/B orzáú feladatok közül eg zabadon válaztott. Ha valaki ind a 3/A é 3/B feladat egoldja, akkor cak a több pontot elérő egoldát vezük figelebe. Minden feladat telje egoldáa pontot ér. 1. Az l =,5 hozú fonalakkal özekötött tetek vízzinte ia íkon kezdetben nugaloban vannak. A jelzett töegek nagága M = kg, = 1 kg. A V = 5 / ebeéggel M V M haladó M töegű korong tökéleteen rugalaan, centrálian ütközik a vele egenlő töegű tettel. a) Mekkora a töegű tetek ebeége közvetlenül ütközéük előtt? b) Mekkora relatív ebeéggel ütköznek egához? c) Mekkora a tetek ebeége, aikor a két fonál iét eg egenebe eik? d) Milen pálán haladnak a tetek az özekötött rendzer töegközéppontjához rögzített koordinátarendzerben? e) Mekkora a fonalakban ható erő a ki tetek ütközéekor, é aikor a fonalak iét eg egenebe enek? Mekkora ekkor a tetek goruláa? (A fonalak nújthatatlanok, töegük é inden úrlódá elhanagolható. Tekintük a ki teteket töegpontoknak!) Megoldá. Adatok: l =,5, M = kg, = 1 kg, V = 5 /. a) Az két, M töegű tet ütközéében a ki tetek ne veznek rézt, íg a középő korong (az egenlő töegek iatt) az abzolút rugala ütközé eredéneként létrejövő ebeégcere következtében V = 5 / ebeéggel indul. Ezután a fonalak egfezülnek, é a ki tetek zietrikuan kezdenek ozogni. A háro tetből álló rendzer töegközéppontja egene vonalú, egenlete ozgát végez az eredeti V ebeég iránában. A ki tetek akkor capódnak egához, aikor a két fonál párhuzaoá válik a töegközéppont ebeégének iránával. Jelöljük a felő töegű tet ütközé utáni ebeégének koponeneit u é u -nal ill. a M töegűét U-val! u u u u u = V M M V V V M M u u u = V u u u 1/11 1 OKTV. forduló

MV kg 5 A töegközéppont ebeége: V = = = 5,. M + kg + 1kg A echanikai energia az egéz ozgá orán egarad. Íg: 1 1 1 MV = MU + ( u + u ). Uganakkor ivel a tetek öze vannak kötve U = u = V = V/, ezt felhaználva: V V MV M = + + u 4 4 egenletet kapjuk a ki tetek iránú ebeégére. Felhaználva, hog az adatok iatt M =, az egenlet a következőre egzerűödik: V V V MV M M = + + u = M + Mu, 4 4 ahonnan a ki tetek -iránú ebeégére azt kapjuk, hog V V = + u u = V = 5 = 3, 54. Az töegű tetek ütközé előtti legnagobb ebeége ekkor a két ebeégkoponen vektori eredőjének nagágával egenlő: ua = u + u = V + u = 5, + 354, = 4,33. b) A két tet egához való ütközéének ebeége az -iránú ebeégkoponenek kétzereével egenlő: u rel = u =. 3;54 / = 7,8 /. M u U = u c) A két ki tet rugala zétpattanáa után az iránú ebeégük ellenkezőjére vált (ebeégcere!), a fonál továbbra i feze: laítja az M töegű korongot é növeli a ki tetek iránú ebeégét, zéruig cökkentve az iránú ebeégkoponeneket. A kérdée helzetben az energia egaradát é a töegközéppont ebeégét felírva Az adatok felhaználáával M M U + u = V MU+ Mu = (M+ )V 1/11 OKTV. forduló U +u =V U+u =V Aelnek a inket érdeklő egoldáa U = é u = V. Azaz az M töegű tet ekkorra eg pillanatig egáll, a ki tetek ebeége pedig iránú, u = V = 5 / nagágú lez. A folaat ezután iét fékezéek é ebeégnöveléek periodiku orozatából áll, (a töegközépponti rendzerből tekintve elékeztet a Tiki-taki játékra). Aikor a két ki tet a túló oldalon özeütközik, akkor indháro tet ebeége iránban U = u = V =,5 / nagágú, é aikor iét iránúvá válik a két fonál, a ki tetek ebeége eg pillanatra újfent u = lez,

egállnak, int a legelő ütközé pillanatában álltak, é a középő, M töegű korong ebeége lez iét U = V = 5 /. Ekkor fejeződik be eg telje peridu. d) Mivel a töegközépponti rendzerben a töegközéppont koordinátája, a ki tet é a nag tet X koordinátája között fennáll a MX + = kapcolat. Mivel a ki é nag tet távolága l ( ) - X + = l l ahol a ki tet koordinátája. A fentiek alapján a egadott adatokkal l/ S M ( ) + + = l ael átrendezé után 1 l + = 1 alakra hozható. Ez eg olan ellipzi ainek fél nagtengele a = l, fél kitengele pedig b = l/ hozúágú. e) A fonalakban ható erőt akár a talajhoz rögzített, akár a töegközépponttal egüttozgó rendzerből vizgálhatjuk, ui. indkettő inerciarendzer. Előzör határozzuk eg a fonálerőt, aikor a háro tet eg, -iránú egenebe eik. Ezt (ellenőrzéképpen) indkét koordinátarendzerből kizáítjuk. I. A talajhoz rögzített rendzerből. Ekkor a középő korong pillanatni goruláente ozgát végez, a talajhoz vizonítva V = 5 / ebeége van. A ki tetek ebben a pillanatban olan pillanatni körozgát végeznek az M töegű tet körül, aelnek ugara l, é ebeége a talajhoz képet u =, íg a koronghoz vizonítva u rel = 5 /. A centripetáli goruláa ezzel: 5 u rel a = = = 5. l 5, Ezzel a fonálban fellépő erő: F = a = 1kg 5 =5N. II. A töegközépponti rendzerből. Itt az ellipzipála görbületi ugarával kell záolnunk. Mint ierete, a nagtengel végpontjában a görbületi ugár nagága b l l 5, r a = = = = =, 15. a 4l 4 4 u A gorulá pedig a =, ahol u a ki tet töegközépponthoz vizonított,,5 / nagágú ra ebeége. Ezzel a fonálerő: 5, u F = = 1kg =5N. r a, 15 Aikor a ki tetek éppen özeütköznek, az ellipzipála görbületi ugara: 1/11 3 OKTV. forduló

a l rb = = = l =, 5 = 1. b l u 3, 536 Ezzel a fonálerők: F = = 1kg =1,5 N. rb 1 Az töegű tetek goruláa aikor a háro tet eg iránú egeneben van: F 5 N a = = = 5, 1kg é a két fonál ellentéte iránú, egenlő nagágú hatáa iatt az M töegű korong goruláa A =. A két ki tet ütközée előtti pillanatban a gorulánagágok: F 1, 5 N a = = = 1,5, 1kg é F 1, 5N A M = = = 1,5. M kg (Az ütközé pillanatában a fonál eg pillanatra eglazul.). Egenlete eneteelkedéű íkbeli piráltekerc eneteinek záa N = 15, ezek eg R = 18 c ugarú kört fednek le, vagi a legkülő enet eg ekkora ugarú kört képez. A huzal vatagága d =,1, fajlago elektroo ellenálláa ρ =,17Ω. A tekercet a íkjára erőlege hoogén ágnee ezőbe helezzük, aelnek kiterjedée nagobb a tekerc területénél. A ágnee ező indukciója kezdetben B o =,8 T, ajd lineárian cökken zérura a következő időfüggében: B = Bo α t, ahol α =,7 V, t az idő áodpercben. Mekkora a tekerc két vége között fellépő fezültég, ialatt a ágnee tér indukciója Bo -ról zérura cökken? Megoldá. a) A piráltekerc eneteit köröknek tekintjük. Az elő, vagi a legbelő enet ugara A rajta átenő ágnee tér fluua R r = N 1. π R π 1 1 Φ = BA= r B= B N R R R Haonlóan a áodik enetben, elnek ugara r = r 1 + =, Φ = πb. Minthog a N N N piráli ege enetei egáal orba vannak kötve a telje áthaladó fluu: R R N( N + 1)(N + 1) Φ = Φ1+ Φ +... + ΦN = π B( 1 + +... + N ) = π B. N N 6 Ide a enetzá záértékét beheletteítve egkapjuk a telje fluut. Azonban ézrevehetjük, hog N >> 1, ai a képlet egzerűítéére ad ódot: 1/11 4 OKTV. forduló

R π 1 1 R π Φ = N 1+ + B NB. 6 N N 3 Ezután felhaználva az indukció törvénét a kereett fezültég: Φ R πα 1 1 R πα U = = N 1+ + N t 6 N N 3 A záértéket tehát ezzel az egzerűített képlettel határozzuk eg: V,18 π,7 15 U = =35,657 V. 3 3/A Függőlegeen felfelé utató, hoogén elektroo, é ezzel ellentéte iránú hoogén ágnee ezővel kitöltött térréz valael A pontjában a vízzinteel α=3 o -o iránban belövünk eg elektront. a) Mekkora kezdőebeéget adjunk az elektronnak, hog vizatérjen az A pontba? b) Menni idő úlva ér kiindulái helére? c) Maiálian ennire távolodik el ezalatt az A ponttól? d) Mekkorák lennének a kérdezett adatok, ha az elektroo térerőéget é a ágnee indukciót ellenkezőjére változtatnánk, é eg protont lövünk be uganekkora zögben? e) Mekkorára kellene változtatnunk a B indukció értékét, hog a proton az elektron a) eetbeli páláján fuon végig? Mekkora ekkor a proton kezdőebeége? (E = 895 V/, B = 8. 1 4 T. Az elektron töege e =9,1 1-31 kg, a proton töege p =1.67 1-7 kg. Az elei tölté 1,6 1-19 C. A nehézégi erő elhanagolható.) Megoldá. a) Ha ne lenne ágnee ező jelen, akkor eg ferde hajítái pála jönne létre a hoogén elektroztatiku ezőben. Ha ne lenne elektroztatiku ező, akkor erőlege belövé eetén körpála keletkezne a hoogén ágnee ezőre erőlege íkban. Íg a pála vízzinte vetülete kör, aelnek ugarát a kezdőebeég vízzinte koponene határozza eg. A két ező egütte hatáára kialakuló pála eg olan alakzat lez, aelet egkapunk, ha eg papírra felrajzoljuk a ferde hajítá parabolapáláját, ajd ezt a papírt feltekerjük eg adott ugarú hengerpalátra. A követelén, hog a parabolaív kezdő- é végpontja een egbe. v da r a A ozgá vízzinte íkra való vetülete tehát egenlete körozgá. (A nehézégi erőtől ezeenően eltekinthetünk.) A kör kerülete a hajítá távolága. A követelén tehát: vv vv vv a = rπ = rπ = =. a ee ee 1/11 5 OKTV. forduló

Ahol v ill.v a kezdőebeég két koponene. A körpála ugara egrézt: r = v v. πee Márézt, a ágnee ezőben kialakuló ugár: v v = evb r =. r eb A ugár két kifejezéét egenlővé téve a kezdőebeég koponenét egkapjuk: v v v πe = v =. eb πee B A kezdőebeég nagága a hajlázög é koponen ieretében: V v π 895 πe 6 v = = = = 7,3 1. inα Binα 4 81 V in3 b) Az iránú ebeégkoponen: 6 6 v = v = v coα = 7, 3 1 co3 = 6,9 1, é ezzel a vetületi kör ugara: 31 6 v 9, 1 1 kg 6, 9 1 r = = =, 43 = 4, 3c. eb 19 4 1, 6 1 C 8 1 V Az eltelt idő A-tól A-ig: r π, 43 π -8 T= = = 4,47 1. v, 6 691 c) Az eltávolodá aiáli értéke a kezdőpontnak é az eelkedé agaágpontjának a távolága. Az ábra alapján: 31 6, (, ) in α in α in α ee 19 V 9 1 1 kg 7 3 1 in 3 v v v a = = = = =, 39 = 3, 9c. a ee 161, C895 A legnagobb távolág a kiindulái ponttól: d = 4r + = 4 4, 3 c + 3, 9 c =9,44c. a a d) A proton az egzerre egcerélt iránok iatt azono alakú pálán haladna végig. Proton eetén a kezdőebeég iután a töeg kieett azono: π 895 V π E 6 v = = = 7,3 1. Binα 4 81 V in3 a vetületi pálaugár annizor nagobb, ahánzor nagobb a proton töege az elektronénál: 1/11 6 OKTV. forduló

a,, 7 6 v 1 67 1 kg 6 9 1 r = = = 79,3. eb 19 4, V 1 6 1 C 8 1 A aiáli eltávolodá pedig d = 4r + = 4 79, 3 + 71, 57 =174. 1/11 7 OKTV. forduló a e) Az elektroo térerőég változatlan hagáa ellett a proton akkor járja végig az elektronra záított pálát, ha a ágnee indukció nagágát alkalaan egváltoztatjuk. Az adatok ot: r =,43, E = 895 V/, e = 1,6. 1 19 C, = 1,67. 1 7 kg. A egadott pálához tartozó indukcióvektor nagága: v B =, re π E é v az a) pont zerint v =. B v π E A ebeégkoponenek kapcolata: v = =. tgα B tgα Ezzel a kereett indukcióra a következő egenletet kapjuk: v π E B = =. re re B tgα A egfelelő indukció nagága tehát: 7 167, 1 kg π 895 V πe πe - B = B = = = 3,44 1 T. 19 re tgα re tgα, 43 1, 6 1 C tg3 A proton kezdőebeége ezzel V v π 895 π E 5 v = = = = 16347,4 1,63 1. inα B inα V 3, 44 in3 3/B Az ábra zerint elhelezett R =,1 ugarú, L =,1 hozú félhenger alakú tartál belő terét a félkörök középpontjain átenő tengel entén capágazott téglalap alakú, jól záró, töegű zilip oztja két rézre. A két térrézben azono enniégű, anagi inőégű é hőérékletű ideáli gáz van. Kezdetben a zilip függőlege, a térrézekben a noá p = 1 3 Pa, a hőéréklet T = 3 K. Eg léptetőotor egítégével a zilipet tengele körül laan, ki léptékekben elkezdjük forgatni, iközben indkét térrézben a hőérékletet állandó értéken tartjuk. A folaat orán azt tapaztaljuk, hog a zilip a függőlegeel bezárt φ = 3 zögű helzetben kikapcolt otor, úrlódáente tengel eetén egenúlban van. A zilip é a hengerfal közti úrlódától zintúg eltekintünk. a) Határozzuk eg a zilip töegét! Ezután olan kíérletet zeretnénk végrehajtani, hog a kiebbik térréz hőérékletének változtatáával elérjük azt, hog a zilip (kikapcolt otor, úrlódáente capágazá eetén) átbillenjen a áik oldalra. A folaat közben a áik térréz hőérékletét állandó értéken tartjuk.

b) Becüljük eg, hog ehhez aiu ekkora hőérékletre kell a gázt felelegíteni! Útutatá: A becléhez célzerű néhán helzetben (pl. 5 fokonként) kizáolni é vázlatoan ábrázolni a hőérékletet. Megoldá. a) A Bole-Mariotte törvén értelében a zilip függőlegeel φ-zöget bezáró helzetében a noá a nagobb (1), illetve a kiebb térfélben (): π / p 1 = p, (1) π / + ϕ π / p = p, () π / ϕ ahol φ radiánban értendő. A cuklóra vonatkozó forgatónoatéki egenúl alapján R R ( p p1 ) RL = g in( ϕ) (3) özefüggé adódik. Az (1)-(3) egenletek alapján a zilip töegére: prl π 1 1 = = 1,5 kg (4) g in( ϕ) π/ ϕ π/+ ϕ Értéket kapunk. b) A folaat orán érvéne az egeített gáztörvén, pv pr Lπ / p ( ϑ) V ( ϑ) = =, (5) T T T ( ϑ) ahol ϑ eg általáno zöghelzet, V a kiebbik tartál kezdeti (φ-zöghöz tartozó) térfogata, az általáno helzethez tartozó térfogata ( π / ) V ( ϑ) = R ϑ, (6) L noáa pedig (1)-(3) hoz haonló egfontoláok alapján π/ g p ( ϑ) = p + in( ϑ). (7) π/ + ϑ RL Felhaználva az (1) - (3), (5)-(6) egenleteket a hőéréklet zögfüggéére: 1 g T ( ϑ) = T + in( ϑ) ( ϑ) ϑ π/ (8) π/ + RLpπ adódik. Ha 5 fokonként kizáítjuk a hőérékleteket: ϕ 5 1 15 5 3 T 3 35,46 39,459 311,343 31,616 36,916 3 1/11 8 OKTV. forduló

értékpárokat kapunk. Ez alapján a 15-fokhoz tartozik a legnagobb hőéréklet: 311,34 K. Rézlete analízi: A hőérékletet a zög függvénében a grafikon utatja (8) alapján. 31 31 hõéréklet (K) 38 36 34 3 3 5 1 15 5 3 θ (fok) Megjegzé: A kizáított hőéréklet elérée után a zilip átbillen a áik oldalra. Pontozái útutató Minden feladat telje egoldáa pontot ér. Rézlete, egége pontozái útutató ne adható eg a feladatok terézetéből következően, ugani eg-eg hele egoldához több különböző, egenértékű hele út vezethet. A feladat nueriku végeredénével egközelítően azono eredént kihozó egoldó erre a rézfeladatra pontot kap, aenniben elvileg heltelen úton jut el. Fizikailag értele gondolatenet etén a ki nueriku hiba elkövetée ellenére (a rézfeladat terjedelétől függően) -3 pont vonható le. Ha a egoldó cak paraétereen adja eg a hele gondolatenettel kapott eredént, pontot vezít. Az 1. feladat pontozáa a) A folaat áttekintée az elő ütközétől a áodikig pont Az energia é ipulzu hele felíráa pont Az töegű tetek özeütközékori ebeégének kizáítáa b) A ki korongok relatív ebeégének eghatározáa c) A korongok ebeégének eghatározáa a kérdezett pillanatban 3 pont d) A két ki korong páláinak hele jellezée 4 pont e) A fonalakban ható erő eghatározáa a két eetben 1 + pont A tetek goruláának eghatározáa a két eetben + pont Özeen pont 1/11 9 OKTV. forduló

A. feladat pontozáa Annak ézrevétele, hog a enetek orba kapcolt vezetők Az ege eneteken átenő fluuok hele felíráa A telje fluu felíráa négzetzáok özegezéével A enetzá nag volta iatti egzerűítő határérték-egítéléel A érhető fezültég egadáa pont 8 pont 6 pont pont pont Özeen pont A 3/A feladat pontozáa a) A pála alakjának hele felierée 3 pont Az elektron kezdőebeégének eghatározáa 4 pont b) A vizatéréig eltelt idő eghatározáa pont c) A kezdőponttól való aiáli eltávolodá kizáítáa pont d) A kérdezett adatok eghatározáa proton eetén 4 pont e) Az új követelénnek egfelelő adatok eghatározáa + 3 pont Özeen pont A 3/B feladat pontozáa a) A térfogatok é a zilip dőlézögének kapcolata pont Bole-Mariotte törvének hele felíráa az ege térrézekre 4 pont ( + ) Az zilip egenúlának feltétele pont A zilip töegének hele paraétere végeredéne A zilip töegének hele nueriku végeredéne b) A térfogatok é a zilip zögének kapcolata általáno zöghelzetben Bole-Mariotte törvén az állandó hőérékletű tartálra Az zilip egenúlának feltétele A változó hőérékletű tartál noáának zögfüggée Gáztörvének elek elvezetnek a hőéréklet zögfüggééhez pont A hőérékletre vonatkozó hele analitiku forula pont *Hele nueriku eredének, váztato ábrázolá, jó beclé pont Özeen: pont * ponttal értékelhető az i, aki ne ad ugan nueriku végeredént, de felieri, hog a hőérékletet a zögváltozó zerint kell deriválni, elvégzi a deriválát é azt nullával egenlővé tezi. 1/11 1 OKTV. forduló