Fizikából kitűzött gyakorlatok és feladatok 1998. szeptember

Beküldhető a mérési feladat és legfeljebb 5 (szabadon választható) elméleti feladat (lásd a versenykiírást).

Mérési feladat

m. 198. Étolajban egy kicsiny vízcsepp közelítőleg gömb alakot vesz fel és egyenletes sebességgel süllyed. Hogyan függ a süllyedés sebessége a csepp méretétől? (6 pont)

A soproni Fényes Imre verseny feladata nyomán

Az elméleti versenyben kitűzött gyakorlatok és feladatok

FGy. 3171. Újsághír: ,,1997. júliusában Oslóban az etióp Haile Gebrselassie a 10 000 méteres síkfutás világcsúcsát 26:31.32 percre javította.'' Ez az idő 6,76 másodperccel jobb a marokkói Salah Hissou korábbi világcsúcsánál. Tételezzük fel azt, hogy a két futó állandó sebességgel, csak egymással versenyezve futja az előbbi időket!

a) Milyen távol vannak egymástól 1 perccel a start után?

b) Hány méteres előnnyel ér célba az etióp futó? (Á) (3 pont)

Hatvani István verseny, Debrecen

FGy. 3172. ,,Mérlegre tettünk egy csukott üvegszekrényt, amelyben egy kismadár van. Ha a madárka az üvegszekrény alján ül, kétségtelen, hogy a mérleg jelzi az ő súlyát is. Ha azonban a madár a levegőben egy helyben lebeg, - mit gondolsz - változik-e a mérlegen feltüntetett súly?'' (Á) (3 pont)

Ifjúsági kalendárium, 1914.

Dischka Győző verseny, Pécs

Változik-e a mérési eredmény, ha zárt üvegszekrény helyett rácsos kalitkát használunk? (+2 pont)

FGy. 3173. Legfeljebb hány embert képes fenntartani egy 10 kg tömegű parafa mentőöv a tengervízben, ha egy ember átlagos tömege 60 kg és teste térfogatának 95%-a van a víz alatt? Az emberi test átlagos sűrűsége 1,06 g/cm³, a tengervíz sűrűsége 1030 kg/m³, a parafa sűrűsége 240 kg/m³. (Á) (4 pont)

Frank János verseny, Szeged

FGy. 3174. Munkánk kezdetén egy 40 literes palackban 6 MPa nyomású, 18 ^oC-os He gáz volt. A munka végén a palackban a nyomás 30%-kal kisebb, a hőmérséklet pedig 20 ^oC lett. Mennyi gázt használtunk el? Mennyibe került az elhasznált gáz, ha a frissen töltött palack ára 20 000 Ft és töltőtömege 1,3 kg? (4 pont)

Budó Ágoston verseny, Szeged

FGy. 3175. Munkavégzés mérésére is alkalmas szobakerékpár kerekének átmérője 60 cm. Erre a kerékre a peremén két fékpofa hat, a súrlódási erő fékpofánként 5 N. A vizsgált személy 10 percen keresztül egyenletesen hajtja a kereket, amely percenként 48 fordulatot tesz meg. Ez alatt a vizsgált személy 2,2 liter többlet oxigént használ fel. Egy liter többlet oxigén felhasználásával 20 kJ-lal csökken a szervezet kémiai energiája. Milyen hatásfokú a szervezet munkavégzése? (4 pont)

,,Keresd a megoldást!'' verseny, Szeged

FGy. 3176. Sűrű erdőbe is besüt néhol a nap. Ha párás a levegő, sugaras jellegű fénylő páracsíkok láthatók, amelyek nem látszanak párhuzamosnak. Vajon párhuzamosak-e? (4 pont)

Lánczos Kornél verseny, Székesfehérvár

FF. 3177. Játékpisztolyból kirepülő 3,5 g tömegű műanyag tapadókorong nekiütközik egy 50 cm hosszúságú, 230 g tömegű, felső végén vízszintes tengellyel ellátott homogén lécnek. Az ütközés a léc legalsó pontján történik, majd ezt követően az inga a függőleges helyzethez képest 15^o-kal kilendül. Mennyi volt a becsapódó ,,lövedék'' sebessége? (5 pont)

Izsák Imre verseny, Zalaegerszeg

FF. 3178. Egy 20 cm hosszú, 0,05 kg tömegű vonalzó fekszik egy légpárnás asztalon. Adott pillanatban a nyugalomban levő vonalzó egyik végére 0,01 N erő hat, a vonalzó hosszára merőlegesen, vízszintes síkban. Mekkora ebben a pillanatban a másik végpont gyorsulása? (5 pont)

Nagy László verseny, Kazincbarcika
(A feladat a verseny névadójától származik.)

FF. 3179. Egy m tömegű, L hosszúságú, vékony, homogén pálca egyik végén átmenő rögzített tengely körül függőleges síkban foroghat. A pálca másik végéhez m tömegű, Q töltésű, kisméretű golyót rögzítünk. Az egész rendszer homogén elektromos mezőben van, az E=mg/Q nagyságú térerősségvektor párhuzamos a vízszintesen kitérítve tartott pálcával.

a) Mekkora az m tömegű golyó gyorsulása az elengedés pillanatában?

b) Mennyi a pálca végének sebessége és gyorsulása abban a pillanatban, amikor a pálca áthalad a függőleges helyzeten? Milyen irányú a gyorsulás ekkor? (5 pont)

Párkányi László verseny, Pécs

FF. 3181. Az ábrán látható függőleges rúd és talapzatának együttes tömege M, az l₀=16 cm nyújtatlan hosszúságú húzó-nyomó rugó alsó vége a talapzathoz van rögzítve. A rúdon az m=0,1 kg tömegű átfúrt golyó súrlódásmentesen csúszhat. Ha a golyót óvatosan a rugóra helyezzük, akkor az összenyomódás x₀=2 cm lesz.

a) Mekkora a rugóállandó?

b) Milyen h magasságból kell elengedni a golyót, hogy a rugó maximális összenyomódása x₁=8 cm legyen?

c) Tegyük fel, hogy a b) esetben a golyó és a rugó összekapcsolódik! Legalább mekkora az M tömeg értéke, ha a talapzat nem emelkedik meg? (5 pont)

Bay Zoltán verseny, Gyula

FF. 3180. Egy 2 nF kapacitású síkkondenzátort 100 V feszültségre töltünk fel, majd lekapcsoljuk a töltő áramkörről. A lemezek közötti teret \(\displaystyle epsilon" ALIGN=ABSCENTE\)_r=5 relatív dielektromos állandójú csillámlemez tölti ki.

a) Mekkora munkával tudjuk a csillámlemezt a kondenzátorlemezek közül kihúzni?

b) Mekkora lesz utána a kondenzátor feszültsége? (5 pont)

Jedlik Ányos verseny, Győr

FF. 3182. Pajzsmirigy vizsgálatához 8^.10^-11 gramm radioaktív \(\displaystyle ^{131}_{53}I" ALIGN=ABSCENTE\) izotópot tartalmazó készítményt használnak, amelynek 50%-a a pajzsmirigybe épül be, és ott is marad. A többi 24 óra alatt kiürül a szervezetből. Az izotóp felezési ideje 8 nap.

a) Mekkora a készítmény felhasználás előtti aktivitása?

b) Mennyi lesz a pajzsmirigyben a jód aktivitása 4 nap elteltével?

c) Mennyi idő múlva lesz a pajzsmirigyben az aktivitás értéke biztosan kisebb a pajzsmirigyben felhalmozódó jód kezdeti aktivitásának 1%-ánál?

d) Becsüljük meg, hogy maximálisan hány mSv egésztest sugárterhelést (dózisegyenértéket) kaphat a 60 kg tömegű vizsgált személy a pajzsmirigybe beépült radioaktív jód sugárzásától, ha elhanyagoljuk a \(\displaystyle ^{131}_{53}I" ALIGN=ABSCENTE\) \(\displaystyle gamma" ALIGN=ABSCENTE\)-sugárzását, és minden bomláshoz egy \(\displaystyle beta" ALIGN=ABSCENTE\)-részecskét rendelünk, melynek átlagos energiája 0,1 pJ. (A \(\displaystyle beta" ALIGN=ABSCENTE\)-sugárzás minőségi tényezője 1.) (5 pont)

Országos Szilárd Leó Fizikaverseny

FN. 3183. Egy iongyorsítóban azonos nagyságú, de ellentétes irányú sebességgel ütköztetnek A=10 tömegszámú bóratomokat és ismeretlen részecskéket. Megfigyelték, hogy a bóratomok legnagyobb szóródási szöge 30^o volt. (A részecskék mozgása nemrelativisztikus.)

Milyen elem atomjaiból áll a másik részecskenyaláb? (6 pont)

Olimpiai válogatóverseny, Békéscsaba

---

A fizika feladatok megoldásai a következő címekre küldhetők:

Eötvös Loránd Fizikai Társulat, KöMaL feladatok; Budapest, Pf. 433. 1371
illetve
megoldas@komal.elte.hu (Az interneten keresztül történő beküldésről olvassa el tájékoztatónkat)

A beküldési határidő: 1998. október 11.