A biliárdgolyók fizikája

Hasonló dokumentumok
A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

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

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

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

Fizika Előadás

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

1. forduló (2010. február

Rugalmas megtámasztású merev test támaszreakcióinak meghatározása I. rész

Milyen erőtörvénnyel vehető figyelembe a folyadék belsejében a súrlódás?

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

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

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Mechanika FBL101E előadás. Dr. Geretovszky Zsolt október 1.

Az egyenes vonalú egyenletes mozgás

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

2. Rugalmas állandók mérése

Mechanikai munka, energia, teljesítmény (Vázlat)

MATEMATIKA C 12. évfolyam 3. modul A mi terünk

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

4. előadás: Egyenes tengelyű építmények irányító és ellenőrző mérésének módszerei

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

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

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

Mágneses momentum, mágneses szuszceptibilitás

Kényszerrezgések, rezonancia

Gimnázium 9. évfolyam

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

Rezgések. x(t) x(t) TÓTH A.: Rezgések/1 (kibővített óravázlat) 1

A rezgések dinamikai vizsgálata, a rezgések kialakulásának feltételei

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

Az egyenletes körmozgás

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Biliárd ötkor. Játék és fizika 60 percben. Sasvári László ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék. Az atomoktól a csillagokig 2014.

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1

ÜTKÖZÉSEK ELEMZÉSE ENERGIA-IMPULZUS DIAGRAMOKKAL

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

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

Szökőkút - feladat. 1. ábra. A fotók forrása:

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

7. osztály, minimum követelmények fizikából

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

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

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

Hidrosztatikai problémák

Feladatok a zárthelyi előtt

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

Hullámtan. A hullám fogalma. A hullámok osztályozása.

Testépítés. Kovács Zoltán (Nyíregyházi Főiskola Debreceni Egyetem) zeus.nyf.hu/ kovacsz július 7.

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

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Kinematikai alapfogalmak

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

Fluidizált halmaz jellemzőinek mérése

4. MECHANIKA-MECHANIZMUSOK ELŐADÁS (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.)

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

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

1 2. Az anyagi pont kinematikája

A mágneses kölcsönhatás

A szinuszosan váltakozó feszültség és áram

Mérnöki alapok 2. előadás

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

Kerék gördüléséről. A feladat

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

IDEÁLIS FOLYADÉKOK ÁRAMLÁSA

. 2 pont A 2 pont nem bontható. 3 Összesen: 2 pont. Összesen: 3 pont. A valós gyökök száma: 1. Összesen: 2 pont. Összesen: 2 pont

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

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

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

4. Hegesztési utókezelések

A JÓLÉTI ÁLLAM KÖZGAZDASÁGTANA

Klasszikus Fizika Laboratórium V.mérés. Fajhő mérése. Mérést végezte: Vanó Lilla VALTAAT.ELTE. Mérés időpontja:

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

A szállítócsigák néhány elméleti kérdése

Differenciaegyenletek

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

MUNKAANYAG. Szabó László. Áramlástani alaptörvények. A követelménymodul megnevezése:

VÉGREHAJTÁSI UTASÍTÁSA. Tárgy: Üzemanyag ellátás és gazdálkodás rendszerének

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

A testek mozgása. Név:... osztály:...

MateFIZIKA: Pörgés, forgás, csavarodás (Vektorok és axiálvektorok a fizikában)

Az éjszakai rovarok repüléséről

Inczeffy Szabolcs: Lissajoux görbék előállítása ferdeszögű rezgések egymásra tevődésével

Rönk mozgatása rámpán kötelekkel

Irányításelmélet és technika I.

Az enzimkinetika alapjai

Mérések állítható hajlásszögű lejtőn

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

1. ábra. 24B-19 feladat

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







Átírás:

nincs lyan nap, hgy ne eelnén fel alait/alait, elyne srán súlyun indig áltzni fg N és persze gyaran le is gugglun, ar pedig éppen frdíta, súlycsöenés öetezi be rdal Matlap, Klzsár, 3 szepteber, 5 F 6 feladat Dr Czédli Gábr: A Béla Gináziutól az egyszerű zsnglőrintá átlagtételéig, Szeged, január 6 http://wwwathu-szegedhu/~czedli/publpdf/3belapdf Varga Jáns, Széesfehérár A biliárdglyó fiziája A biliárd ne ás, int a terezés agasislája Necsa játé, hane sat ígérő sprtűészet, elyhez egy sajátés eléje és egy ncertzngrista eze szüséges Albert instein Maga a biliárd szó összefglaló sprtné zeet a játéat egy négyszögletes asztaln, eghatárztt száú glyóal és egy dáóna neezett hsszú bttal játsszá zene a játéna b 36 fajtáját lehet egülönböztetni, legisertebb áltzatai: Karabl agy Francia biliárd, Angl biliárd, Sner és l biliárd A Francia biliárdt lyu nélüli asztaln játsszá, íg az Angl biliárdt az ábrán látható 6 lyual elláttt asztaln Az asztalt és a ipárnáztt szegélyű eretet, ait ldalfalna neezün, feszülő psztó brítja ábra A hsszú és a röid ldala aránya inden esetben : A játétérérete 8x9 c (6 és 356x8 c ( özött a szássa A biliárdglyó anyaga régebben fa, réz, elefántcsnt agy belga anyag lt Ma általában b g/c 3 sűrűségű űanyagból (fenlgyanta észülne és átérőjü 5,c és 6,5 c özött áltzhat A szabánys pl-biliárd dáó b 48 c hsszú A biliárd bárely áltzatában indig ét játés játszi egyás ellen A biliárdjáté űészei báulats ügyességgel ütözteti a dáóal eglöött glyót egy nyugóhz úgy, hgy a glyó sszr,,arablzzana illete a iálaszttt lyuba hulljana bele A biliárdasztal psztója nagy súrlódási felület, ezért a glyó zgását tiszta gördülésne teinthetjü, iée a glyóna özetlenül az ütözés utáni zgását, air is röid időre egcsúszna A eény biliárd glyó egyással töéletesen rugalasan ütözne, ezért az ütözés flyaatára alalazható az ipulzus egaradásána törénye ellett a echaniai energia egaradásána az ele is lőször izsgálju eg ét glyó centrális ütözését, air az ütöző glyó alaint az asztal felülete özötti súrlódás elhanyaglható Centrális ütözésr az ütözés a teste súlypntjait összeötő egyenes entén történi Legyen a ét, centrálisan és töéletesen rugalasan ütöző glyó töege A csa haladó zgást égző első glyó sebessége ütözés előtt és a ásdié ( ábra 34 5-6/

5-6/ 35 ábra Alalazzu az elített ét egaradási elet az adtt ütözésre: ( ( Figyelebe ée, hgy, és, apju: ( ( ( ( Megállapíthatju, hgy a rugalas glyó sebességet cserélne a centrális ütözés öeteztében Tanulányzzu tábbá az előbbi esetet azzal a ülönbséggel, hgy a ét glyó ne centrálisan ütözi A 3 ábra ezt az ütözést felülnézetből szelélteti 3 ábra A ét glyó rugalas ütözésére ez alalal is alalazzu az ipulzusegaradás és energia-egaradás törényét: ( ( cs ( ( Az egyszerűsítése elégzése után arad: ( ( ( ( cs Az első egyenletből inju a ásdiat és apju:, 9 cs cs ai azt jelenti, hgy a ét glyó ütözés utáni sebességeine az iránya 9 -s szöget alt (a ét glyó erőlegesen pattan el egyástól ze után tábblépün, és egizsgálju, hgy hgyan történi a ét biliárdglyó ütözése a biliárdasztal felületén A biliárdasztal psztója léén nagy súrlódási felület,

azt eredényezi, hgy az ütözés előtt sebességgel haladó zgásban leő glyó frgózgást is fg égezni ω /r szögsebességgel Válasszun egy rdinátarendszert úgy, hgy az ütözés pillanatában az O Y tengely épp a glyó centrálisán feüdjön (4 ábra A glyó özötti súrlódásentesség azt eredényezi, hgy a glyó özött csa a centrálisu irányába utató erő léphet fel, ezért az -es glyóna a centrális irányára erőleges x x csθ sebesség-összeteője áltzatlan arad A centrális irányában isznt a ét glyó sebességet cserél: y alaint y y sinθ A -es glyó az O X tengely irányában sebességet ne ap, ert a glyó özötti súrlódási erő elhanyaglható, ezért sinθ y y 4 ábra Köessü először a -es glyó zgásána az alaulását, ert ez egyszerűbb eset A glyó y y sinθ ezdősebességgel és szögsebesség nélül indul ( ω Az F sμ N súrlódási erő (5 ábra öeteztében a -es glyó haladó zgásána a μ N μ g gyrsulása a μg és frgó zgásána a szögsebessége, F r μ N r μ g r s ε lesz, ahl a glyó tehetetlenségi nyatéa Köetezésépp a -es glyó sebessége a a t μ g t ( és szögsebessége pedig az μ g r ω ε t t ( 5 ábra 36 5-6/

összefüggés szerint áltzi A súrlódási erő aznban csa addig hat, íg a glyó zgása az r ω (3 feltételne eleget teő tiszta gördüléssé ne áli r a súrlódási erő zérussá áli, s a glyó egyenletesen zg tább Az töegű és r tehetetlenségi nyatéú -es glyó sebességét és szögsebességét a tiszta grdülés elezdéser, az (-es, 5 (-es és (3-as összefüggéseből alttt egyenletredszerből apju eg: r 5 sinθ illete 5 ω sinθ r r Az eredetileg nyugalban leő -es glyó egyenesnalú zgást fg égezni az O Y tengely (centrális entén sebességgel, és özben frgni is fg ω szögsebességgel Lássu st, hgy hgyan alaul az -es glyó zgása ütözés után? z a centrálisra erőleges sebességgel és a sebesség irányára erőleges tengely örül ω szögsebességgel frga, csúsza indul Az ω -na az O Y tengely enti ω ω csθ y pnense éppen a tisztán gördülés feltételét biztsítaná a x x csθ sebességhez Az ω szögsebességne az O X tengelyre eső ωx ω sinθ összeteője iatt aznban a glyó egcsúszi, és a 6 ábrána egfelelő súrlódási erő iatt szögsebessége csöenni, a centrálisba eső (eredetileg zérus sebessége pedig nöeedni ezd az alábbi összefüggésene egfelelően: Fs r μ g r ωx ωx t ω sinθ - t, (4 Fs y t μ g t (5 Az -es glyó O X tengely enti szögsebessége és az O Y enti sebessége addig áltzi, íg a tiszta gördülés ω x r y (6 feltétele ne teljesül A (4-es, (5-ös és (6-s összefüggéseből alttt egyenletrendszerből arra az eredényre juthatun, hgy az -es glyóna a centrálisra 6 ábra erőleges szögsebesség pnense az ωx ω sinθ ω sinθ sinθ r r értére csöen, a centrálisba eső sebesség összeteője pedig 5-6/ 3

r y ω sinθ sinθ r nagyságúra nő Így az -es glyó a ábrán felülnézetből látható pályát futja be és az eredeti irányhz (az O X tengely irányáhz épest δ szögben eltérő irányba zg, ahl y tg δ tg θ x A aptt eredény azt utatja, hgy a töéletesen rugalas biliárdglyó habár az ütözés után egyásra erőleges irány szerint indulna el, de a biliárdasztal psztójáal aló súrlódás iatt égül a ét glyó zgásiránya 9 -nál isebb szöget fg altni, a ét irány özötti szög α9 -δ lesz Érdees felfigyelni arra, hgy a δ értée csa a θ szögtől függ, és a súrlódás jellegétől független A súrlódás nagysága csa a ábrán látható pálya görbe szaaszána a hsszát beflyáslja A 8 ábrán a δ szög eléletileg árható értéét láthatju a d csθ r függényében ábra 8 ábra Frrásanyag: Hráth Gábr, Juhász András, Tasnádi éter: Mindennap fiziája, LT TTK Tábbépzési Csprtjána iadánya, Budapest, 989 huwiipediarg/wii/biliárd Ferenczi Jáns Nagybánya Kéiatörténeti éfrduló rész A Kéiatörténeti éfrduló cíű ratban tisztelettel eléezün az elúlt idő iagasló terészettudós és egyészegyéniségeire, aine szerepe lt a éia tudány alaptörényeine feliserésében, a egyésztatás színnalas egszerezésében ilágszerte, a terészetes anyag inél jbb egiserésében, agy esterséges előállításában lyan céllal, hgy az az eberiség hasznára álhassana, életinőségét jaíthassá Átlasa ezeet a röid, ázlats egeléezéseet, szás, az előző éeben tanult terészettudánys fgal, törényszerűség egaltásána, a éiai elee felfedezésé- 38 5-6/