Az évi Eötvös-verseny feladatai

Hasonló dokumentumok
9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

17. tétel A kör és részei, kör és egyenes kölcsönös helyzete (elemi geometriai tárgyalásban). Kerületi szög, középponti szög, látószög.

Mozgás centrális erőtérben

Lencsék fókusztávolságának meghatározása

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

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

1.4. Mintapéldák. Vs r. (Használhatjuk azt a közelítő egyenlőséget, hogy 8π 25.)

ELLIPSZISLEMEZ MÁSODRENDŰ RÖGZÍTÉSE. Írta: Hajdu Endre

f r homorú tükör gyűjtőlencse O F C F f

XV. Tornyai Sándor Országos Fizikai Feladatmegoldó Verseny a református középiskolák számára Hódmezővásárhely, április

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

Elektrosztatika (Vázlat)

Sugárzás és szórás. ahol az amplitúdófüggvény. d 3 x J(x )e ikˆxx. 1. Számoljuk ki a szórási hatáskeresztmetszetet egy

(Gauss-törvény), ebből következik, hogy ρössz = ɛ 0 div E (Gauss-Osztrogradszkij-tételből) r 3. (d 2 + ρ 2 ) 3/2

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2017/2018-as tanév 1. forduló Haladók III. kategória

Segédlet a Tengely gördülő-csapágyazása feladathoz

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

1. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnök tanár) Trigonometria, vektoralgebra

X. MÁGNESES TÉR AZ ANYAGBAN

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

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

A Coulomb-törvény : ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) k 9 10 F Q. elektromos térerősség : ponttöltés tere :

A Maxwell-féle villamos feszültségtenzor

A FÖLD PRECESSZIÓS MOZGÁSA

a domború tükörrıl az optikai tengellyel párhuzamosan úgy verıdnek vissza, meghosszabbítása

Síkbeli polárkoordináta-rendszerben a test helyvektora, sebessége és gyorsulása általános esetben: r = r er

3.1. ábra ábra

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Mechanika - Versenyfeladatok

Hősugárzás. 2. Milyen kölcsönhatások lépnek fel sugárzás és anyag között?

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

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

1. fejezet. Gyakorlat C-41

A ÉVI EÖTVÖS-VERSENY ÜNNEPÉLYES EREDMÉNYHIRDETÉSE

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

Szem nedvesség % I. Magyarország Papp György DEKALB DKC ,0 II. Szerbia-Vajdaság Rabata Norbert DEKALB DKC ,4.

Fizika és 3. Előadás

A magnetosztatika törvényei anyag jelenlétében

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

α v e φ e r Név: Pontszám: Számítási Módszerek a Fizikában ZH 1

IVÁNYI AMÁLIA HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

IV. Trigonometria. Szögek átváltása fokról radiánra és fordítva. Hegyesszögû trigonometriai alapfeladatok

5. IDŐBEN VÁLTOZÓ ELEKTROMÁGNESES TÉR

Merev testek kinematikája

Szuszpenziók tisztítása centrifugálással

A Coulomb-törvény : 4πε. ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) elektromos térerősség : ponttöltés tere : ( r)

4. STACIONÁRIUS MÁGNESES TÉR

IV x. 2,18 km magasan van a hôlégballon.

Fizika és 6. Előadás

Térbeli polárkoordináták alkalmazása egy pont helyének, sebességének és gyorsulásának leírására

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

(KOJHA 125) Kisfeladatok

Kémiai egyensúly. Fizikai kémia előadások 6. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. ν j sztöchiometriai együttható

Szuszpenziók tisztítása centrifugálással

Gépészmérnöki alapszak Mérnöki fizika ZH NÉV: október 18. Neptun kód:...

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

MTA TANTÁRGY-PEDAGÓGIAI KUTATÁSI PROGRAM

Egyéves Miniszterelnöki Ösztöndíjban részesül a évi nemzetközi diákolimpián elért

(1) Definiálja a mechanizmus fogalmát! Mechanizmuson gépek, berendezések mechanikai elven működő részeinek együttesét értjük.

A mérés célkitűzései: A matematikai inga lengésidejének kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás meghatározása.

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

1. TRANSZPORTFOLYAMATOK

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

5. házi feladat. AB, CD kitér élpárra történ tükrözések: Az ered transzformáció: mivel az origó xpont, így nincs szükség homogénkoordinátás

Elektrokémia 03. (Biologia BSc )

Mérés: Millikan olajcsepp-kísérlete

FIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015

Elektromos polarizáció: Szokás bevezetni a tömegközéppont analógiájára a töltésközéppontot. Ennek definíciója: Qr. i i

Elméleti összefoglaló a IV. éves vegyészhallgatók Poláris molekula dipólusmomentumának meghatározása című méréséhez

Zaj és rezgésvédelem

Bé ni. Barna 5. Benc e. Boton d

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

Mechanika. Kinematika

1 2. Az anyagi pont kinematikája

Gruber József, a hidrodinamikai szingularitások művelője

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

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika 2. ZH, december 05. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

1. Elektrosztatika A megdörzsölt üvegrudat a fémpohárhoz érintve az elektromos állapot átadódik

A diákok végezzenek optikai méréseket, amelyek alapján a tárgytávolság, a képtávolság és a fókusztávolság közötti összefüggés igazolható.

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

Kinematikai alapfogalmak

1. Elektrosztatika A megdörzsölt üvegrudat a fémpohárhoz érintve az elektromos állapot átadódik

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

Alapvető mechanikai elvek

= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

A ÉVI EÖTVÖS-VERSENY ÜNNEPÉLYES EREDMÉNYHIRDETÉSE

6. Kérdés A kormányzati kiadások növelése hosszú távon az alábbi folyamaton keresztül vezet a kamat változásához: (a)

1.9. Feladatok megoldásai

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

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

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

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

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

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Átírás:

9. Óiás huikánok felfedezése a bolygó mindkét pólusa könyékén, és az északi poláis hexagon teljes feltéképezése. Szokatlan jelenség a hosszú idõ óta jelen levõ és majdnem pontosan hatszög alakú képzõdmény (valójában elképesztõen eõs övényzóna) a bolygó északi pólusánál (12. ába). A Nagy Finálé soán a hexagon további vizsgálatával talán sikeül kideíteni e jelenség okát. A Nagy Finálé idõszakában a pályamódosítások hatásáa a Cassini minden keingése soán a gyûûk belsõ peeme és a Szatunusz között halad át, tehát az utolsó 22 keingés alkalmával egészen közelõl tudja tanulmányozni a bolygót és a legbelsõ gyûûket is. De az igazi közeli vizsgálat majd az lesz, amiko a szeptembei becsapódásko a szonda a bolygó atmoszféáján áthatolva néhány másodpec alatt feltéképezi az óiásbolygó atmoszfeikus szekezetét, az ott ualkodó viszonyokat is. 12. ába. Hexagon alakú óiáshuikán a Szatunusz északi pólusán (foás: NASA/JPL-Caltech/SSI). Ajánlott iodalom A Cassini-misszió ameikai weblapja: https://satun.jpl.nasa.gov/ A Cassini-misszió euópai weblapja: www.esa.int/ou_activities/ Space_Science/Cassini-Huygens A FIZIKA TANÍTÁSA BESZÁMOLÓ A 2016. ÉVI EÖTVÖS-VERSENYRÕL Tichy Géza ELTE Anyagfizikai tanszék Vankó Péte BME Fizika tanszék Vigh Máté ELTE Komplex Rendszeek Fizikája tanszék Az Eötvös Loánd Fizikai Tásulat 2016. évi Eötvös-vesenye októbe 14-én délután 3 óai kezdettel tizennégy magyaoszági helyszínen 1 keült megendezése. Külön köszönettel tatozunk mindazoknak, akik ebben szevezéssel, felügyelettel a segítségünke voltak. A vesenyen a háom feladat megoldásáa 300 pec állt endelkezése, bámely íott vagy nyomtatott segédeszköz használható, de zsebszámológépen kívül minden elektonikus eszköz használata tilos volt. Az Eötvös-vesenyen azok vehetnek észt, akik vagy középiskolai tanulók, vagy a veseny évében fejezték be középiskolai tanulmányaikat. Összesen 77 vesenyzõ adott be dolgozatot, 18 egyetemista és 59 középiskolás. Az ünnepélyes eedményhidetése és díjkiosztása 2016. novembe 18-án délután keült so az ELTE TTK Konfeenciateemben. A mostani díjazottakon kívül meghívást kaptak az 50 és a 25 évvel ezelõtti Eötvösveseny nyetesei is. Elõszö az akkoi feladatokat mutattuk be. 1 Részletek: http://mono.eik.bme.hu/~vanko/fizika/eotvos.htm Az 1966. évi Eötvös-veseny feladatai 1. feladat Vízszintes asztallapon álló, 5 cm ádiuszú, m 100 gamm tömegû golyónak nekiguítunk v 0 280 cm/s sebességgel egy ugyanilyen golyót. Hogyan folyik le a mozgás? A golyók és az asztallap között a csúszó súlódási együttható a sebességtõl függetlenül μ 0,02. Az ütközés ugalmatlan, centális; a golyók közötti súlódás és a gödülési ellenállás elhanyagolható. g 1000 cm/s 2. Vizsgáljuk meg az enegiaviszonyokat! 2. feladat kitûzte: Káolyházi Figyes Vákuumban elhelyezett hengees, egyenes dótot állandó étékû feszültségfoása kapcsolunk. Ekko a dót izzó állapotban fényt sugáoz ki. Hogyan lehet a dót méeteit úgy megváltoztatni, hogy változatlan felvett teljesítmény mellett az összes kisugázott látható fény mennyisége minél több legyen? A fajlagos ellenállás nem függ a hõméséklettõl. A FIZIKA TANÍTÁSA 269

3. feladat Messziõl nézzük a Hold vízben tüközõdõ képét és azt látjuk, hogy eedetileg 0,5 -os látószöge függõleges iányban megkétszeezõdött. A víz felszínén 12 cm hullámhosszúságú hullámok futnak felénk. Mekkoa ezek amplitúdója? Az 1966-os vesenyen még csak éettségizett tanulók indulhattak (gimnazisták csak vesenyen kívül). Ebben az évben csak egy I. díjat osztottak ki (II. és III. díjat pedig egyet sem), a díjazott: Rácz Miklós, éettségizett a Veszpémi Vegyipai Technikumban, tanáai: Buge László és Pulai István. Az 1991. évi Eötvös-veseny feladatai 1. feladat Egy ögzített T tengely köül könnyen fogó R sugaú mókuskeékbe R hosszúságú létát szeeltünk. Egy olyan pillanatban, amiko a keék éppen T nyugalomban van és a léta vízszintes, a mókus R R elindul az A pontból, R és úgy fut át a létán a B A pontba, hogy közben a 1. ába keék mozdulatlan maad B (1. ába). Hogyan kell a mókusnak mozognia? Mennyi idõ alatt futott át a létán? 2. feladat Egy zát henget könnyen mozgó, jól záó dugattyú oszt két észe. Kezdetben a dugattyú középen áll. Mindkét oldalon 1 dm 3 téfogatú, 10 5 Pa nyomású, 0 C hõmésékletû levegõ van, a bal oldali észben ezen kívül egy 2 g tömegû jégdaabka is található. A endszet lassan 100 C-a melegítjük. Hol fog elhelyezkedni a dugattyú? 3. feladat Fémbõl készült, igen vékony falú, zát gömbhéj belsejében fonálon egy kétét hajtott alufóliacsík függ. A gömb két átellenes pontjáa kívülõl a 2. ábán látható módon feszültséget kapcsolunk. Megmozdul-e az alufóliacsík, és ha igen, hogyan? 2. ába Az 1991-es veseny díjazottjai: I. díjat kapott Bodo Andás, az ELTE fizikus hallgatója, éettségizett az ELTE Apáczai Csee János Gyakoló Gimnáziumban, tanáa: Zsigi Feenc és Káli Szabolcs, az ELTE fizikus hallgatója, éettségizett a budapesti Fazekas Mihály Gimnáziumban, tanáa: Hováth Gábo. Összevont II III. díjat kapott Egyedi Péte, a BME villamosménök hallgatója, éettségizett a pécsi Leõwey Kláa Gimnáziumban, tanáai: Csikós Istvánné és Kotek László; Geffeth Andás, a budapesti Fazekas Mihály Gimnázium III. osztályos tanulója, tanáai: Tóth László és Hováth Gábo; Katz Sándo, a bonyhádi Petõfi Sándo Gimnázium III. osztályos tanulója, tanáa: Edélyesi János; Kõszegi Botond, a budapesti Fazekas Mihály Gimnázium IV. osztályos tanulója, tanáa: Hováth Gábo; Miklós Gyögy, a BME villamosménök hallgatója, éettségizett a budapesti Szent István Gimnáziumban, tanáa: Kovács István; Nagy Benedek, a KLTE fizikus hallgatója, éettségizett a KLTE Gyakoló Gimnáziumban, tanáa: Dudics Pál; Rózsa Balázs, a budapesti Fazekas Mihály Gimnázium IV. osztályos tanulója, tanáa: Hováthné Dvoák Cecília és Szendõi Balázs, a budapesti Fazekas Mihály Gimnázium IV. osztályos tanulója, tanáa: Hováth Gábo. Az eedményhidetésen jelen volt az 50 évvel ezelõtti gyõztes Rácz Miklós és a 25 évvel ezelõtti díjazottak közül Geffeth Andás, Miklós Gyögy és Rózsa Balázs, utóbbi az akkoi feladatok ismetetése után öviden beszélt a vesennyel kapcsolatos emlékeiõl és pályájáól. Ezután következett a 2016. évi veseny feladatainak és megoldásainak bemutatása. Az 1. és 3. feladat megoldását Tichy Géza, a 2. feladatét Vankó Péte ismetette. A 2016. évi Eötvös-veseny feladatai 1. feladat kitûzte: Vigh Máté Vízszintes helyzetû, elegendõen nagy méetû, téglalap alakú ajztáblán egy begafitozott kicsiny pénzéme fekszik. A ajztáblát saját síkjában mozgatni kezdjük úgy, hogy középpontja R sugaú köön haladjon ω szögsebességgel, miközben oldalai az eedeti helyzetükkel mindvégig páhuzamosak maadnak. Az éme és a ajztábla közötti súlódási együttható μ, amelynek étéke elég kicsi ahhoz, hogy az éme folyamatosan csússzon. Hogyan mozog az éme hosszabb idõ után? Milyen nyomot hagy eközben a ajztáblán? Megoldás Ha a ajztábla és a pénzéme között a súlódási tényezõ elegendõen nagy lenne (μ > R ω 2 /g), akko a pénzéme nem csúszna meg, hanem a táblához tapadva követné annak mozgását. A feladat szövege szeint nem ez a helyzet, így a ajztábla indításako a pénzéme azonnal megcsúszik. Sejthetõ, hogy néhány peiódusidõnyi átmeneti (tanziens) szakasz után az éme mozgása állandósul. Megmutatjuk, hogy az egyenletes kömozgást végzõ pénzéme kielégíti a Newton-féle mozgásegyenletet. Az m tömegû pénzémée vízszintes iányban egyetlen eõ hat: a μ mg nagyságú, de állandóan változó iányú csúszási súlódási eõ. Stacionáius kö- 270 FIZIKAI SZEMLE 2017 / 7 8

mozgás esetén az éme sebességének nagysága állandó, ezét a súlódási eõ mindig meõleges a sebességvektoa. A pénzéme kömozgásának szögsebessége nem lehet más, mint a ajztábla mozgásának ω köfekvenciája. A köpálya sugaát a mozgásegyenletbõl hatáozhatjuk meg: μ mg mω 2, ebbõl μ g ω 2. (1) Édekes, hogy nem függ a ajztábla pályájának R sugaától. Most téjünk á aa a kédése, hogy milyen nyomot hagy az éme a ajztáblán! Ehhez a két test elatív mozgását kell elemezni. A 3. ábán látható sugaú k 1 kö a pénzéme pályáját mutatja az álló vonatkozta- k 3 ρ R 2 2 μ g. ω 2 Az éme megcsúszásának μ < R ω 2 /g feltétele miatt ez mindig valós. Megjegyzés Az ábáól leolvasható, hogy az éme mozgása nincs szinkonban a ajztábla mozgásával, hanem ahhoz képest folyamatosan késik. A fáziskésés ϕ szögét is a sebességvektook által kifeszített deékszögû háomszög segítségével hatáozhatjuk meg: cosϕ v V R μ g R ω, 2 amely csúszó éme esetén biztosan kisebb 1-nél. k 2 O 2 v el v el O 1 v V O 3 2. feladat kitûzték: Tichy Géza, Vankó Péte Két egyfoma, fekete lapon kilenc-kilenc kicsi fehé pötty van. A szomszédos pöttyök középpontjának távolsága 5,8 mm. A lapokól egy fényképezõgéppel képet készítettünk: a fényképezõgép a távolabbi, a lencsétõl 25 cm távolsága lévõ lapól éles képet adott, a közelebbiõl viszont elmosódott a kép. A 4. ábán fölül a teljes kép látható, alul pedig a kép tete- R k 1 4. ába 3. ába tási endszeben, az R sugaú k 2 kö a ajztábla éppen az émével éintkezõ pontjának késõbbi pályáját jelzi, végül pedig a ρ sugaú k 3 kö a táblán hagyott gafitnyomnak felel meg. Az émée ható csúszási súlódási eõ az O 1 pont felé mutat, tehát az éme ajztáblához viszonyított v el sebessége ezzel ellentétes. Az éme álló vonatkoztatási endszehez viszonyított v sebessége viszont ee meõleges, így a ajztábla émével éppen éintkezõ pontjának V v v el sebességée fennáll a Pitagoasz-tétel: V 2 v 2 v 2 el. (2) Mivel az állandósult mozgásszakaszban mindháom sebességvekto ω szögsebességgel foog az idõben, a nagyságukat kifejezhetjük a köpályák sugaával: V R ω, v ω, v el ρω, amit a (2) egyenletbe íva a sugaak között kapunk összefüggést: R 2 2 ρ 2. Ezt és az (1) eedményt felhasználva megkapjuk a pénzéme által a ajztáblán hagyott kö alakú gafitnyomok ρ sugaát: A FIZIKA TANÍTÁSA 271

jének kinagyított észlete. A fényképezõgép lencséjének fókusztávolsága 18 mm. Becsüljük meg a megadott és a képekõl lemét adatokból a közelebbi lap távolságát a lencsétõl, valamint a fényképezõgép lencséjének átméõjét! Megoldás A feladat megoldásának lényege, hogy megétsük, miét lesz a közelebbi tágy képe elmosódott. Az 5. ábán két pontszeû tágy képe látható. A távolabbiól a lencse pontosan a CCD ézékelõ síkjában hoz lencse D CCD 2 a 7,6 mm 2 b 33 mm t k 5. ába léte éles, pontszeû képet. A közelebbiõl viszont távolabb keletkezne éles kép, így a CCD-n egy elmosódott, δ átméõjû folt keletkezik. Az ába alapján: D δ k k, 7. ába A felsõ ábáól leolvasható a szélsõ pöttyök középpontjának távolsága (a szomszédos pöttyök távolságának duplája) mindkét képen (7. ába). Ebbõl: λ K K 0 2 b 2 a t λ 25 cm 4,34 Az alsó (nagyított) ábáól leolvasható a pöttyök átméõjének és távolságának aánya (8. ába). 2 a 7,6 mm 33 mm 7,6 mm 5,8 cm. 4,34 és a leképzési tövény alapján pedig: 1 1 1 f és 1 t 1 k 1 f. A 6. ába alapján a közelebbi tágy távolsága a két kép nagyításának aányából hatáozható meg: 2 c 5,8 mm K 0 T, K T t, T λ K K 0 t. 6. ába T lencse CCD Ebbõl: ρ c a 2 c 2 a 8. ába 2 5,8 mm 24 mm 0,48. Ez alapján kiszámíthatjuk, hogy mekkoa lenne a felsõ ábán a közelebbi pöttyök átméõje, ha nem lennének elmosódva: K 0 d ρ b ρ 2 b 2 0,48 33 mm 2 8,0 mm. t K A 9. ábáól leolvasható az elmosódott kép átmé- õje: d 15,5 mm. A két átméõ különbsége a kép elmosódottsága (ekkoa lenne egy pontszeû tágy elmosódott képe ezen a képen): 272 FIZIKAI SZEMLE 2017 / 7 8

d d 15,5 mm szinte senki nem tudott mit kezdeni. Néhányan helytelenül a fény elhajlásával póbálták magyaázni az elmosódottságot. 3. feladat kitûzte: Vigh Máté Egy sugaú, d vastagságú (d << ), ρ fajlagos ellenállású fémkoong A pontjába I eõsségû áamot vezetünk, B pontjából pedig elvezetjük azt. 2 b 33 mm I A C D B I 9. ába e d d 7,5 mm. Ezután má csak néhány számítás van háta. Az 5. ábán jelölt képtávolságok: k f f 19,4mm, tf t f 26,2mm. Két pötty távolsága a fényképezõgép CCD ézékelõjén (e távolság a valóságban a 0 5,8 mm, meg van adva): amibõl a felsõ kép nagyítása a CCD-n kialakuló kép- hez viszonyítva: a CCD a 0 19,4 mm 250 mm 5,8 mm 0,45 mm, 10. ába Mekkoa feszültség méhetõ a 10. ábán látható C és D pontok között? Megoldás A fémkoong vizsgálata elõtt édemes egy végtelen fémlemez esetébõl kiindulni. Képzeljük el, hogy egy végtelen fémlap A pontjába áamot vezetünk, a B pontból pedig elvezetjük azt. Ha csak az A jelû elektóda lenne jelen, a fémlemezben a bevezetett áam izotóp módon tejedne szét, így az A ponttól 1 távolsága az áamsûûség nagysága j 1 2 I 2 π 1 d N a a CCD 2 a 2 a CCD 7,6 mm 2 0,45 mm 8,4. Ebbõl az elmosódottság a CCD ézékelõn: δ e N 7,5 mm 8,4 0,9 mm, amibõl a keesett lencseátméõ az 5. ába alapján: lenne. A diffeenciális Ohm-tövény ételmében ezt az áamsûûséget a lemezben megjelenõ E 1 ρ j 1 téeõsségû elektomos mezõ tatja fenn, így az A elektóda hatásáa a végtelen fémlemezben az 1 távolsággal fodítottan aányos eõsségû, az A ponttal ellentétes iányba mutató, sugaas elektomos mezõ alakul ki. Hasonlóan, ha csak a B jelû csatlakozó lenne jelen, akko 2 távolságban D δ k k 3,5 mm. E 2 2 ρ I 2 π 2 d Megjegyzések 1. A kédezett mennyiségek hibájáa csak becslést adunk. A lehetõ legpontosabb (tized mm-es) leolvasás és egy kicsit nagyvonalúbb (fél mm pontos) leolvasás adataival is végigszámolva azt kapjuk, hogy a közelebbi tágy távolságáa kapott eedmény hibája 1-2%, a lencseátméõ hibája pedig 10-15%. 2. A közelebbi tágy távolságát azét kédeztük, hogy segítsük a gondolatmenetet. Ezt több vesenyzõ is meghatáozta, de nem tudtak továbblépni. A kép elmosódottságával az egy helyes megoldón kívül téeõsségû, a B pont felé mutató elektomos té jönne léte. Mivel mindkét elektóda jelen van, így a lemezben kialakuló elektomos té (és áamsûûség) az elõbbi két eset szupepozíciójaként (vektoi összegeként) számolható. Tekintsük most a végtelen fémlemez tetszõleges P pontját (lásd a 11. ábát)! Itt az A és B elektódák hatásáa külön-külön E 1 és E 2 téeõsség alakul ki, amelyek nagyságáa az eddigiek szeint fennáll az E 1 E 2 2 1 A FIZIKA TANÍTÁSA 273

p E 1 e E 1 E 2 A C D B A O 11. ába 2 B egyenlõség. Ebbõl és a váltószögek egyenlõségébõl látszik, hogy az ABP háomszög hasonló a téeõsségvektook által meghatáozott háomszöghöz, ezét az eedõ téeõsségvekto a PB szakasszal ugyanakkoa szöget zá be, mint a PAB szög. Ez viszont azt jelenti, hogy az ABP háomszög (O középpontú) köé ít köét a P pontbeli eedõ téeõsség éinti, hiszen van két szögünk (PAB, illetve az E és E 2 vektook által bezát szög), amelyek egyenlõségük miatt a kö ugyanazon PB ívéhez tatozó keületi szögek. A fentiekbõl következik, hogy az eedõ téeõsségvekto a fémsík tetszõleges pontjában éintõje az A, B és a kiszemelt ponta illeszkedõ köívnek, a lemezben kialakuló elektomos eõvonalak (és így az áamvonalak is) tehát köív alakúak, amelyek átmennek az A és B pontokon. Most gondolatban vágjuk ki a végtelen fémlapból a 12. ábán látható, koong alakú észt! A koong peeme mentén az áamok a kivágás elõtt is éintõ iányban folytak, így az áamoka kiótt hatáfeltétel automatikusan teljesül. A koong kivágása tehát nem változtatja meg sem a külsõ, sem a belsõ áameloszlást, és így a feszültségviszonyokat sem. A végtelen fémlapban az áam be- és kivezetési pontjának közvetlen közelében az áameloszlás izotóp volt (itt a távolabbi elektóda hatása má nem ézõdik), így a koong kivágása elõtt a fémlemezbe vezetett eõsségû áamnak pontosan a fele jutott be a koongba (lásd az ábát). A feladatbeli kédés tehát egyenétékû azzal, hogy mekkoa volt a feszültség a végtelen fémlap C és D pontjai között a koong kivágása elõtt? Az A pontban bevezetett áam hatásáa az elektódától távolsága a fémlap potenciálja (az A és B pontok között félúton, a koong középpontjában elhelyezkedõ efeenciaponthoz képest) a téeõsség integálásával kapható meg: 0 Φ( 1 ) 12. ába 2 π d 0 1 E 1 ( )d 2 ρ I ahol 0. Ennek felhasználásával az A pontbeli elektóda által a C és D pontok között létehozott feszültség nagysága U (A) CD ρ I π d ln Régi és új díjazottak, valamint tanáaik. d ρ I π d ln 1, 0 1 1 ln 3 2 0 ρ I 2 0 π d ln3. Ugyanekkoa potenciálkülönbséget hoz léte a B jelû elektóda is, így a szupepozíció ételmében a C és D pontok között esõ feszültség U CD U (A) CD U (B) CD (A) 2U 2 ρ I CD π d ln3. Ekkoa tehát a kivágott fémkoong C és D pontjai közötti feszültség is. 274 FIZIKAI SZEMLE 2017 / 7 8

Az esemény végén keült so az eedményhidetése. A díjakat Patkós Andás, az Eötvös Loánd Fizikai Tásulat elnöke adta át. Egyetlen vesenyzõ sem oldotta meg mindháom feladatot, így a vesenybizottság elsõ díjat nem adott ki. Két feladat helyes megoldásáét második díjat nyet Kovács Péte Tamás, a Zalaegeszegi Zínyi Miklós Gimnázium 12. osztályos tanulója, Juhász Tibo és Pálovics Róbet tanítványa, valamint Tompa Tamás Lajos, a miskolci Földes Feenc Gimnázium 12. osztályos tanulója, Zámboszky Feenc és Kovács Benedek tanítványa. Egy feladat helyes megoldásáét hamadik díjat nyet Foai Botond, a budapesti Baá-Madas Refomátus Gimnázium éettségizett tanulója, Hováth Nobet tanítványa a BME fizikus hallgatója; Lajkó Kálmán, a Szegedi Radnóti Miklós Kíséleti Gimnázium 12. osztályos tanulója, Mezõ Tamás tanítványa, valamint Simon Dániel Gábo, a Kecskeméti Bányai Júlia Gimnázium 11. osztályos tanulója, Bakk János tanítványa. A második díjjal Zimányi Gegely adományából nettó 40 eze, a hamadik díjjal nettó 25 eze foint pénzjutalom ját, a díjazottak tanáai pedig a Typotex Kiadó könyvutalványait kapták. A veseny megszevezését az Eötvös Loánd Fizikai Tásulat a MOL támogatásából fedezte. Mind a díjazottaknak, mind tanáaiknak gatulálunk a sikees vesenyzéshez. Köszönetünket fejezzük ki az összes vesenyzõnek, hogy észvételükkel, és tanáaiknak, hogy a felkészítéssel, tanításukkal emelték a veseny, és ezzel a magya oktatás színvonalát. A TAVI MOLNÁRPOLOSKA ÁRNYÉKPAPUCSAI ÉS A VÍZ FELÜLETI FESZÜLTSÉGE a felületaktív anyagok káos hatása a vízfelszíni ovaok viselkedésée Nagy-Cziok Lászlóné Kiszi Magdolna Fazekas Mihály Általános Iskola, Kiskunhalas Rizmaje Ezsébet Táncsics Mihály Gimnázium, Dabas Kiska Gyögy ELTE Biológiai Intézet és MTA ÖK Duna-kutató Intézet, Budapest Hováth Gábo ELTE Biológiai Fizika Tanszék, Budapest 1994 óta minden év mácius 22-én ünnepeljük a Víz Világnapját. Az ENSZ ezzel igyekszik felhívni a figyelmet édesvízkészleteink veszélyeztetettségée. Általános és középiskolai fizikaóákhoz kapcsolódva ez inspiált minket olyan kutatásoka, amelyek soán könyezetvédelmi szempontokkal egészítettük ki az iskolai fizikai ismeetek gyakolati alkalmazását. Diákok bevonásával azt vizsgáltuk, hogy a könyezetünkben található vizek felületi feszültsége mennyie befolyásolja a tavi molnápoloskák és más vízfelszíni ova- Nagy-Cziok Lászlóné Kiszi Magdolna mestepedagógus, a Kiskunhalasi Fazekas Mihály Általános Iskola matematika-fizika szakos tanáa és igazgatója. A hatásos tanulási-tanítási eljáások alkalmazása mellett azok fejlesztésével és kutatásával is foglalkozik. A tudástéképek tanulás- és gondolkodásfejlesztô módszeéôl könyvet és folyóiatcikkeket ít. Tapasztalatait pedagógus szakvizsgát adó képzésben a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem oktatójaként is továbbadja. Kiska Gyögy, PhD (ELTE, 2000), egyetemi adjunktus, tudományos fõmunkatás. Az ELTE-n több mint 20 éve tanít biológia tantágypedagógiát és édesvízi geinctelen állatismeetet. Számos publikációja jelent meg a vizuális ökológia tágyköében, a Spinge gondozásában kiadott Feshwate Invetebates in Cental Euope címû monogáfia tásszezõje. Tudományos édeklõdése elsõsoban a poláos fényszennyezés és a poláos ökológiai csapdák vizsgálatáa iányul. Rizmaje Ezsébet 2003-ban végzett az ELTE TTK biológia-könyezettan szakán. Szakdolgozatát a vízi élõvilágot éintõ szennyezések hatásait vizsgáló témában íta. 2008-ban a Pécsi Tudományegyetemen szezett kémia tanái diplomát. Jelenleg kémia-biológia taná a Dabasi Táncsics Mihály Gimnáziumban, ahol az Öveges Laboatóiumban laboáns munkaköét is betölti. Hováth Gábo fizikus, az MTA doktoa, az ELTE Biológiai Fizika Tanszék Könyezetoptika Labotóiumának vezetôje. A vizuális könyezet optikai sajátságait és az állatok látását tanulmányozza, továbbá biomechanikai kutatásokat folytat. Számos szakmai díj és kitüntetés tulajdonosa. A FIZIKA TANÍTÁSA 275