Fórum: Érdekes fizika feladatok

Kedves Lazar, Effer és Fórumosok!

Effernek igaza van, az elektronsugár valóban így pásztázza végig a képernyőt. Mikor végigér, egy rövid időre kioltják, visszatér a felső sarokba és kezdődik előlről az egész. Ha csak erre a kis időre sötétítjük el az LCD szűrős szemüveget, akkor a külső fény ereje csak nagyon kis mértékben fog csökkenni.

Én egy mechanikus, forgó szerkentyűre gondoltam. Egy hengerről lenne szó ami a fejünk körül forog és ezen keresztül nézünk a TV felé. A hengeren egy ferde, paralelogramma alakú nyílás fut körbe. A henger forgásának frekvenciáját össze kel hangolni a TV képfrissítési frekvenciájával. A konkrét technikai megvalósítást mindenki megtervezheti. A lényeg, hogy a TV felé nézve az egymás után felvillanó sorok fénye átjön a nyíláson, mig a szoba fényét a szürke és fehér területek arányában sötétíti.

Na akkor a következő lehet (polárszűrők a kukába :-) ): Egy szemüveg, amely tulajdonképpen egy vékony folyadékkristályos kijelző, amikor a TV-ben nem világít egyik képpontsor sem, akkor átlátszatlan, azaz a külső fények sem jönnek át, amikor világítanak, akkor átlátszó. Szinkronizálás: a TV-n csak van valami olyan kimenet, amin az a jel található, ami a képcsövet vezérli, na ezt "megcsapolva" vezérelhetjük a szemüveg LCD kijelzőjét. (Kár, hogy ezáltal pórázra lettünk kötve). Bár, ha a szemüvegben van egy szabályozható frekvenciájú jeladó, akkor csak a TV-nézés kezdetekor kell egyszer összeszinkronizálni, utána már kellően stabil oszcillátorok esetén ez nem feltétlenül szükséges. Na ez elég izzadságszagú lett...

Kedves Mate!

Néhány észrevétel az N tömegpontos feladatodhoz.

(1) Nem volt kikötve, hogy a tömegek egyformák vagy különbözőek, így elvileg általánossabban is lehet gondolkodni. (2) Mivel kezdetben nyugalmi helyzetben vannak a tömegpontok, így a kezdeti időponttól kezdve a végállapotig az össztömeg súlypontja ugyanazon a helyen található (3) Ugyanebből következik, hogy az össztömeg nyomatéka zérus. (4) Mivel a feladat kiírása szerint minden tömegpont csak egyenesen haladhat, még részterületen sem alakulhat ki forgás. (5) Gyakorlatilag olyan tömegpont kiosztásokat kell keresni, melyben minden pontra igaz, hogy a rá ható gravitációs erő az össztömeg súlypontja felé mutat.

Tehát jó gondolkodást mindenkinek, s lehet ezzel kapcsolatban még egyéb érdekes kérdéseket is feltenni.

HK

Kedves efer!

Valóban nagyon hasonlóan működik a TV, de annyi finomítással, hogy először a páratlan számú sorok, majd a páros számú sorok pontjai villannak meg. Ezzel a trükkel egyfajta kétszeres képfrissítést lehet elérni. Gyakorlatilag 1 másodperc alatt 48 "félkép" jelenik meg a képernyőn.

HK

Erre én is gondoltam, de az a villogás nem úgy történik, hogy az első pixeltől (pl. jobb felső) eggyesével végigfrissít az utolsó pixelig (pl. bal alsó)?

Kedves Lazar és Fórumosok!

Örülök, hogy nem merült feledésbe ez a feladat! Az eszköznek azt kell kihasználnia, hogy a TV villogó fényt ad, míg az ablak felöl "folyamatosan" érkeznek a fénysugarak.

Aha, szóval egyfajta szemüveg kellene.... Amúgy a polárszűrőt az ablakra gondoltam, akkor nem csökkentené a TV fényerejét. Akkor módosítok: Egy polárszűrő a TV-re (fólia), és egy vele párhuzamos állású polárszemüveg. Ez gondolom a nempolarizált külső fény erősségét lecsökkentené egy kicsit. Bár lehet, hogy ez a polárszűrős dolog mellékvágány :-)

Elnézést de bizony egy-két dolgot lehagytam, mégpedig: síkban N>2, N=2 spec eset, térben N>3 és egyenes vonalú mozgás csak akkor következik be, ha a tömegpontok egyenlő tömegűek.

Kedves Mate ! Ha a teret végtelen nagynak képzeljük, akkor síkban úgy kell elhelyezni a tömegpontokat, hogy egy szabályos sokszög csúcsai legyenek, ekkor ezen pontok pályái a sokszög szimmetriatengelyei lesznek, mivel a szimmetria miatt a tömegpontokra ható gravitációs erők megfelelő komponensei kiegyenlítik egymást, így a szimmetria tengely mentén mozognak a sokszög középpontja felé. Ha pedig térben helyezzük el a pontokat akkor szabályos térbeli alakzatok csúcspontjai lesznek. Itt is a szimmetria miatt a tömegpontokra ható grav.erők megfelelő komponensei kiegyenlítik egymást és a tömegpontok a test középpntja felé gyorsulva mozognak ütközésig, így N-nek nincs max értéke, ui. N tetszőleges pozitív egész lehet de N>2, N=2 eset már volt tárgyalva.

Kedves Degu! Igazad van, de mi a helyzet a triviálistól különböző esetekben? A feladat tehát úgy módosul, hogy a tömegpontok nem eshetnek egy egyenesbe. (már persze, ha kettőnél több van belőlük)

Kedves Canup!

A honlapon, ahol a leírást találtam azt írtják, hogy 30 másodperc rázás után 5 percig világít. Itt a link: http://www.thinkgeek.com/gadgets/lights/5a9f/

Kedves László!

Felénk a 4-esen találkoztam már az aszfaltba épített indukciós hurokkal és egy kis sárga dobozkával az út szélén. Gondolom ez automatikus forgalomszámláló és pontosabban tudja különválasztani a nehéz és könnyebb gépjárműveket is, mely lényeges eleme egy út terheltségének. Másrészről egy 10 méteres szakaszon már változhat a gépjármű sebessége, ill. nem feltétlen pontosan merőlegesen haladnak át rajta (előzés, részeg sofőr :o), nem biztos, hogy pont 10 méter (pl. 10,1 m), így nem kellőképpen precíz a mérés.

Anno a '70-es években, mikor a család a bulgár ezüstparton nyaralt találkoztam stopperes rendőrrel, ki az egymástól 100 méterre felfestett fehér csík közötti útszakasz megtételéhez szükséges időt mérte. De hát mit kezdene egy mai csúcsforgalommal pl. az M7-esen?

De visszatérve az eredeti feladathoz: (1) a mérésünk során nagyfrekvenciás elektromágneses hullám visszaverődését alkalmazzuk, (2) képesek vagyunk mérni nagyon rövid időintervallumokat is,(3) mobil, egypontos és integrált mérőeszközt alkalmazunk (mérőműszer, csip, kamera egyben) és (4) a sebességmérés független a jármű-műszer távolságtól és annak haladási irányától. (haladhat 10°-kal jobbra is, akkor is a pontos sebességet adja az eljárás.)

HK

Kedves Károly és Fórumosok!

Az 5-ös főúton régebben alkalmaztak egy egyszerű forgalomszámlálási módszert. Az út felszinén keresztben egy gumikötelet feszítettek ki. Áthaladáskor a jármüvek kereke kicsit megrántotta a gumikötelet és ez egy számlálót működtetett.

Két gumikötéllel, mondjuk egymástól 10 m távolságban megvalósítható a sebesség mérése csak az első rándulások közötti időkülönbséget kell mérni.

Modernizálva kicsit a módszert: Az út melletti két adott távolságú bokorban elhelyezett infrás mozgásérzékelő is mérhetné az időkülönbséget rádiójellel küldené egy célszámítógépnek, ami rögtön mutatná a sebességet és működtetné a fényképezőgépet. Igy aztán minden bokornál lassítani kéne szegény autósnak.

Kedves Máté!

Aki már vezetett gépkocsit, annak szembe kellett nézni azzal a ténnyel, hogy esetleg a rendőrők trafipax-szal titokban megmérik a gépkocsi sebességét. A nagyvárosi forgatagban gyalogosan meg is lehetett e kis műszert szemlélni, hol a kocsi orrában, hol az első ablakban van elhelyezve, nem is beszélve az országúti közlekedés rémétől a lézeres műszerről, de mindenképpen egy pontból kiinduló és visszaverődő jellel működik.

Tehát adott egy valós probléma: Dolgozzunk ki egy módszert, s ez a 13. feladat , mely függetlenül az elhaladó (vagy szembe jövő) gépjármű pontos haladási irányától, precízen és hitelesen mérni tudja annak sebességét.

HK

Végtelen darabot is elhelyezhetünk, ha egy egyenesbe esnek nincs probléma, csak az egyenes vonalába eső erők hatnak.

Feladat: Adott N darab különböző tömegpont. Mekkora lehet N legnagyobb értéke, hogy biztosan elhelyezhessük őket a térben úgy, hogy nyugalmi helyzetükből indítva az utolsó összeütközésig egyenes pályán mozogjanak? (Csak a gravitáció hat közöttük.)

Igazából ebben a rovatban még egyetlen új elméleti feladatot sem olvastam, mindegyik régi "furfangos fizikai feladat". Jó lenne, ha saját agyszülemények is megjelennének a fórumon, amin tudnánk gondolkodni, mert kinek van kedve ezeréves feladatokon töprengeni??! (Lásd: manós példa, vagy hengerből kifolyó víz, stb.)

12. feladat: A 10 m hosszú végtelenségig nyujtható gumikötél A végpontja ki van kötve egy fához B végét pedig egy gonosz manó húzza v = 1 m/s sebességgel. Egy bogár a B pontból állandó sebességgel mászik a kötélen az ellenkező irányba.

Mi az a legkisebb sebesség, amivel elérheti a gumikötél felét?

Köszönöm a "lovas-szekeres" példa megoldását. Van úgy az ember, hogy csak néz bambán, és nem jön rá hogy mit hagyott ki a rendszer összeállításakor. Persze beugrottam...

Ilyen "szovjet" csodalámpát valamikor én is láttam, de elég nehéz volt vele 1-2 percnél tovább világítani. Vajon ezt a modernebb változatot mennyire könnyű használni. A kérdésem valami olyasmi lenne, hogy a mostani technikai lehetőségeket ismerve (és nem űr-technológával, hanem hétköznapival számolva) vajon mennyit kellene "rázni", és meddig világítana a lámpa?

Esetleg ha a lámpát kocsiban tartanám (ami ugye gyakran zötyög), akkor mindíg feltöltve tudnám előkapni?

Kedves Zoltán!

Köszönet a magyarázatért és a képekért! Annyit tennék hozzá, hogy a tekercs árama gondolom egy kondenzátort tölt fel és bekapcsoláskor ez táplálja árammal a ledet. Annyira egyszerű, hogy bármelyik fizika iránt érdeklődő diák megalkothatta volna. Azért tartom fontosnak, mert nem kell hozzá elem, ami a pazarlás és környezetszennyezés egyik csúcsterméke.

Bemutatnám nektek a "csodalámpa" ősét is. A "szovjet technika" alkotása. Világítóeszköz és kézerősítő egyben. A kar húzogatásával egy lendkerekes szerkezet mini dinamót pörget és ez szolgáltatja az áramot az izzónak. Hidegben nagyon előnyös a használata, nem fázik a kezünk.

Visszatérve a csodalámpára: A képen a lámpa közepe felé látható egy vörös valami. Az egy tekercs, amiben áram fejlódik (a Lorenz-erő hatására) mert a közepén egy mágneses teret keltő mágnest mozgatunk, ha megrázzuk a lámpát. A tekercs tárolja (rövidtávon) az így keletkezett áramot, így nem kell folyamatosan ráznunk (, ami igen kényelmetlen egy zseblámpa esetén). Az ízzót egy nagy teljesítményű LED-re cserélték valószínüleg azért, mert az kevesebb áramot fogyaszt, így nem kell olyan sokat rázni, így nem éghet ki, és nem kell cserélni.

Kedves Canup!

Ebben az esetben nem tekinthetünk el a súrlódástól, hiszen a ló egy szupercsúszós jégpályán küzködhetne a szekérrel, de nem menne semmire. Mivel a ló patája (normális esetben) nem mozdul el, ha a talajon van, ezért a ló, és a föld közti kölcsönhatásban is fellép az erő-ellenerő dolog, és így előrenyomhatja magát a szekérrel együtt, és mivel a szekér kereke elég sokat javít a súrlódási együtthatóján, ezt meg is teszi.

Kedves Mate és Fórumosok!

Egy érdekesnek látszó fizikai problémával fordulnék hozzátok, a megoldást keresve: "Hogyha az erő=ellenerővel és a súrlódástól eltekintünk, akkor miért tudja elhúzni a ló a szekeret?"

Leírjam hogy működik a csodalámpa?

Ha azt a 20 W/m2-t átváltjuk W/cm2-be, és megszorozzuk 20 cm2-el, majd 0,2-vel, 0,8-al, és 0,6-al, kiderül, hogy a Napból 0,0192W teljesítményt tudunk hasznosítani. Ha ezzel elosztjuk a lámpa teljesítményét, kijön, hogy 4 óra 20 perc 25 másodpercig kell süttetnünk a napon, tehát ilyen kis lámpa esetén ez megoldhatatlan.