Fórum: Fizikások válaszoljanak

Én azt találgatnám, hogy a ketchupban levő ecet és víz párolog, és ez okozhat a flakonban túlnyomást.

De ez csak légből kapott találgatás.

Lehetne kisérletezni tele és félig üres flakonnal, rövidebb és hosszabb állva hagyással, szagolgatni, melegíteni, hűteni ...

Talán azért spriccel kinyitáskor a ketchupos flakon, mert a kinyitás érdekében a flakont egyik kezünkkel le kell szorítanunk, vagy meg kell szorítanunk, ami miatt a műanyagból készült flakon összenyomódik, benne a ketchup nyomása megnövekszik, s ez a megnövekedett nyomású ketchup a flakon kinyitásakor kispriccel a flakonból. Ha a flakon merev anyagból, pl. igen vastag acélból volna, akkor mindez nem fordulna elő.

Érdekes, nekem nem szokott spriccelni.

Sziasztok!

Mihalecz Éva vagyok, tanár egy vidéki középiskolában. 6. osztályos nagyfiamhoz a természetismereti tanárnő olyan kérdést intézett, amit nem sikerült megoldani.

A kérdés a következő: Miért spriccel a ketchupos flakon ha kinyitjuk?

Támpontnak a nyomást jelölte meg, de így se tudom továbbgondolni. Gázok zárt térben való mozgásáról lehet esetleg szó?

Köszönöm a válaszokat előre is! Évi

A kapcsoló zárása után sok idővel a tekercs olyan mint egy 0 Ohm ellenállású áramköri elem. Így ekkor az áramkör tekinthető egy olyan egyenáramú áramkörnek, amelyben az \(\displaystyle R_2\) és \(\displaystyle R_3\) ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, és az \(\displaystyle R_{23}\) ellenállásokkal sorosan van kapcsolva az \(\displaystyle R_1\) és \(\displaystyle R_4\) ellenállás. Az áramkör eredő ellenállása 740 Ohm, a főágban folyó áram 2/37 Amper, az \(\displaystyle R_2\) ellenálláson átfolyó áram 6/185 Amper, és ez az áram folyik a tekercsen keresztül is. A kapcsoló nyitása után közvetlenül ez az áram folyik az áramkörnek a tekercset és az \(\displaystyle R_2\), \(\displaystyle R_3\) ellenállásokat tartalmazó hurokjában. Ebben a hurokban az időállandó értéke: \(\displaystyle L\)/\(\displaystyle (R_2+R_3)\), ennek ismeretében a keresett áramerősséget ki tudom számolni.

Ez két részes feladat. A könnyebb rész az, amíg a kapcsoló hosszú ideig zárva van. Ezt meg tudod oldani? Mit csinál akkor a tekercs, és mennyi lesz a feszültség az \(\displaystyle R_3\) ellenálláson?

Az ábrán látható áramforrás állandó feszültsége: \(\displaystyle U\)=40 Volt, az ellenállások: \(\displaystyle R_1\)=100 Ohm, \(\displaystyle R_2\)=200 Ohm, \(\displaystyle R_3\)=300 Ohm, \(\displaystyle R_4\)=400 Ohm, \(\displaystyle L\)=0,5 Henry. Miután a kapcsoló nagyon hosszú ideig zárva volt, a kapcsoló nyitott állapotba került. Mekkora a tekercsen átfolyó áram erőssége a kapcsoló nyitása után 4 sec múlva?

Ami tény: A Hold kering a Föld körül. A keringés során a Hold nagyon lassan, de egyre távolabb kerül a Földtől, ugyanakkor a Föld egyre lassabban forog a tengelye körül. Így elmondhatjuk, hogy a Holdnak a Föld körüli keringése során a Hold összenergiája növekszik, míg a Föld összenergiája csökken, tehát a Föld energiát ad át a Holdnak. De vajon hogyan történik ez az energiaátadás?

Erről nem is tudtam.

Köszönöm!

A LED-ek nem egyszerre világítanak, hanem soronként kapcsolja őket be egy-egy rövid időre a rendszer.

https://www.hobbielektronika.hu/cikkek/msgeq7_equalizer_ic_hasznalata_arduino-val.html?pg=3

Lehet, hogy túlegyszerűsítem a dolgot, de szerintem a LED-ek vezérlésének véges időigénye miatt. A pontok kigyújtása nem egyetlen "pillanat" alatt megy végbe, és adott LED-oszlop pontjai adott esetben emberi szemmel is érzékelhetően nem egyszerre jelennek meg. A megjelenítendő ábra adott pont-oszlopának megjelenítése a kijelző adott LED-oszlopának alján (tetején?) kezdődik, de ha az ábra vízszintesen mozog, akkor már egy másik (jó esetben szomszédos) LED-oszlop tetején (alján?) fejeződhet be.

Itt egy digitális kamerával készült fotó egy kb. 80 km/h sebességgel haladó vonatból hátrafelé fényképezve. A talpfákat látva talán érthető, miért jutott eszembe. :)

Gyakran van úgynevezett led-kijelzős fényújság például üzletek vagy vendéglátók kirakataiban vagy bejáratánál, amelyen a led-kijelzők által szöveg van megjelenítve. A fényújságon a led-kijelzők vízszintes sorokban és függőleges oszlopokban vannak elrendezve. Ha egy ilyen fényújságon a megjelenített szöveg nyugalomban van, tehát nem mozog semerre, akkor a szöveg is rendesen látszik. De ha a fényújságon a szöveg például jobbról balra halad, akkor a szöveg megdőlve látszik. Vajon miért?

Sziasztok!

Ha valakinek meglenne a P. 3740. feladat megoldása, megköszönném :)

"Ha az ajtó puhább és jobban deformálódik, akkor talán kevésbé számít."

Ez egészen pontosan így van. Ezért használnak pl. csavarkötéseknél rugós alátéteket is: a csavar terhelés okozta hosszváltozását egy sima alátét gyakorlatilag nem követi, emiatt a csavaranya szorítása megszűnik és az kilazul, de a rugós alátét – kisebb merevsége révén – sokkal nagyobb deformációk közepette is kontaktusban marad az anyával és nem engedi azt elforogni.

A "századmilli"-t a deformálatlan méretekre értettem.

Ha az ajtó a felső tartóra nehezedik először (mert az ő pántjai közt kisebb a távolság, mint a félfa pántjai közt), akkor az egyensúly beállta után a felső tartón lesz nagyobb az erő, az alsón kisebb, és az ajtó csak "rálóg" az alsóra. Ha elképzeljük, hogy az ajtón lényegesen kisebb a pánttávolság, mint a félfán, akkor az alsó pánt teljesen tehermentes marad, mert az ajtó nem nyúlik annyit, hogy alul is feltámaszkodjon.

Ha az ajtó az alsó tartóra nehezedik először (mert az ő pántjai közt nagyobb a távolság, mint a félfa pántjai közt), akkor az egyensúly beállta után az alsó tartón lesz nagyobb az erő, a felsőn kisebb, és az ajtó csak "rákönyököl" a felsőre. Ha elképzeljük, hogy az ajtón lényegesen nagyobb a pánttávolság, mint a félfán, akkor a felső pánt teljesen tehermentes marad, mert az ajtó nem nyomódik össze annyit, hogy felül is feltámaszkodjon.

Összefoglalva: az erőeloszlás jelentősen függ az ajtón ill. a félfán mérhető (terheletlen) pánttávolságok különbségétől.

> Hozzátartozik (bár ez már nem a fizika, hanem a gyakorlati alkalmazhatóság problémája), hogy az erőeloszlás brutálisan változik akkor, ha a tartók közti távolság akár pár századmilliméteres változtatásával a (mondjuk) eredetleg alsó tartón álló és a felsőre csak ráereszkedő ajtó átmegy a felső tartón lógó és az alsóra ráereszkedő ajtóba, vagy fordítva.

Ez a „századmilli” a deformáció méretétől függ, nem? Ha az ajtó puhább és jobban deformálódik, akkor talán kevésbé számít. (?)

Persze végig kéne számolni, hogy ajtó helyett mondjuk rugót akasztunk fel két ponton.

Azért gondolom a közelítést nehezen kiszámíthatónak, mert egy (mondjuk) két ponton megtámasztott, akár egyenletes tömegeloszlású (mondjuk) téglatest deformált alakja nem egyszerű geometriájú. Ha csak a nagy (2x1 méteres) téglalap síkbeli deformációját feltételezem, akkor sem egyszerű.

Ha olyan közelítést alkalmazok, hogy az ajtó mondjuk "megereszkedik" és a téglalap alakja (változatlan oldalhosszakkal) paralelogrammává torzul, akkor a tartókon az erőeloszlás ugyanúgy határozatlan marad, tehát a modell csak bonyolultabb, de nem visz közelebb a megoldáshoz.

Ha feltételezem, hogy a két tartó pontjaiban ható pontszerű erők változó hosszúságúra és/vagy S-alakra fogják deformálni a tartókon átmenő eredetileg függőleges egyenes élt, akkor pedig jön az igen bonyolult számítás.

Hozzátartozik (bár ez már nem a fizika, hanem a gyakorlati alkalmazhatóság problémája), hogy az erőeloszlás brutálisan változik akkor, ha a tartók közti távolság akár pár századmilliméteres változtatásával a (mondjuk) eredetleg alsó tartón álló és a felsőre csak ráereszkedő ajtó átmegy a felső tartón lógó és az alsóra ráereszkedő ajtóba, vagy fordítva.

Az erők függőleges komponense nem adódik ebből a modellből (a feladatban megadhatják). A vízszintes komponensek viszont meghatározhatók, mint ahogy SmallPotato meg is tette [1312]-ben. Nem is nehéz.

Nem tudom, hogy miért lenne "öngyilkosság" kiszámolni az ajtó adataiból. Simán lehet, hogy tök egyszerűen adódik egy épeszű becslés. (Mondjuk az jön ki, hogy viszonylag tág határok között, vagy, valami adatnak a végtelenben vett határértékében 0.5-0.5 arányú a függőleges terhelés eloszlása.)

> Ezt a feladatot egy távoli fizika könyvben találtam.

Távoli?

Hogy a megoszlás fele-fele legyen, azt semmi nem indokolja. Merev testeket feltételezve ezt konkrétan lehetetlen megoldani (vagy a hasraütés bármely más arányt is megenged); rugalmas testeknél pedig igencsak el kellene mélyedni a számításokban - ez esetben egy kis méretpontatlanágot még elvisel a rendszer úgy, hogy a deformáció miatt utóbb a ráakasztás pillanatában nem használt tartóra is ráereszkedik az ajtó és végül mindkét tartóra nullától különbőző függőeges erő fog hatni. De hogy ezek mely esetben lesznek egyenlők ... az egyáltalán nem magától értetődő.

Köszi, hogy foglalkozol a feladattal. Az 1. feladatban a korong forgástengelye függőleges. A korong a vízszintes és súrlódásmentes asztalon mozog, a korong egyenletes tömegeloszlású.

Akkor mégsem vagyok annyira tájékozatlan, ami a 2. feladatot illeti. Ezt a feladatot egy távoli fizika könyvben találtam. Ott a megoldás során fel volt tételezve, hogy a tartó erők függőleges komponense egyformán oszlik meg a tartókon, de ezt különösebben nem indokolták. Szerintem igazából az van, hogy az ajtót vagy az egyik tartó tartja, vagy a másik tartó.

(Másik kérdés, hogy a szilárdságtani paraméterek birtokában is öngyilkosság lenne a dologgal manuálisan próbálkozni :))

Mármint ha a tartókra ható erőket akarjuk mérni? Attól függ.

A számításhoz szükség lenne a szóban forgó anyagok szilárdságtani jellemzőire (leginkább a rugalmassági modulusra), mert a két támaszerő függőleges komponensét (azok megoszlását az ajtó súlyán belül) az ajtó és a tartók rugalmas deformációja fogja meghatározni.

Pontosítva az eredeti mondatomat a feladat statikailag határozatlan (szilárdságtanilag pedig adathiányos).

> Ha mindkét tartó kifejt függőleges erőt is, akkor a feladat határozatlan,

Mit mutat a mérőműszer?

1. A korong geometriai tengelye vízszintes vagy függőleges?

2. Ha mindkét tartó kifejt függőleges erőt is, akkor a feladat határozatlan, mert az ajtó súlyát ellensúlyozó erőt a két tartó között nincs mi alapján felosztani.

Ha csak az egyik fejt ki függőleges erőt, akkor erre a tartópontra fel kell írni az ajtóra ható forgatónyomatékok egyensúlyát (a súlypontban ható nehézségi erő vs. a másik tartó által kifejtett vízszintes erő nyomatékainak egyensúlya), és ebből megkapjuk a tartók által kifejtett erők vízszintes komponensét (e komponensek nagysága egyenlő, csak irányuk ellentétes, hiszen több vízszintes erő nem hat), az egyszem függőleges összetevő pedig az ajtó súlya.