Fizika 7 Osztály Témazáró Feladatok Mozaik Megoldások – Fizika Felmérő Megoldás Ofi – 7. | Fizika, Hatodik Osztály, Óravázlatok

Egyébiránt pedig kérdezd meg a tanárodat, ha mered, hogy szerinte csalás-e az, amit te csinálsz.

Mozaik – Fizika 7

Hundidac ’97 Arany-díj V Budapesti Nemzetközi Könyvfesztivál Könyvdija Szép Magyar Könyv ’97. ’98 Oklevél Szép Magyar Könyv ’98 Különdij Hundidac ’99 Arany-díj Hundidac 2001 Arany-díj Szép Magyar Könyv 2001 Díj Hundidac 2003 Arany-díj

Szerzők: Bonifert Domonkosné dr. Dr. Halász Tibor Dr. Kövesdi Katalin Dr. Miskolczi Józsefné ü* Molnár Györgyné dr. Dr. Sós Katalin (PhD)

A TERMESZETROL TIZENÉVESEKNEK

FIZIKA Mechanika Hőtan Alkotószerkesztő: dn Halász Tibor

K IL E N C E D IK , V Á L T O Z A T L A N KIADAS M O Z A IK K IA D Ó – S Z E G E D , 2012

Szerzők: B üN IFE R T DOMONKOSNÉ DR, főiskoUii JfH’ens

DR. HALÁSZ TIBOR c. főiskolai lanár

DR, KÖVESDI KATALIN f ő i s k o í n i ől? Vj = 50cm^

V ‘ Hmágneses me/ővcl kölcsa kerül.

B á r m ily e n a n y a g ú te s t e le k tro m o s á lla p o tb a h o z ­ h a tó , h a a s a já tjá tó l k ü lö n b ö z ő a n y a g ú te s tte l szo ­ ro s a n é r in tk e z ik . M ivel az a p ró tárg y ak m á r az e le k tro m o s állap o tb an levő te st kö zelítések o r m eg m o zd u ln ak , arra lehet k ö ­ v e tk e z te tn i, h o g y a z e le k tr o m o s á l la p o t b a n lev ő te s te k n e k s a já to s k ö rn y e z e tü k v a n , a m e ly e t e le k t­ ro m o s m ezőnek nevezünk.

21.4. Az egym áshoz dörzsölődő ruhák elektromos állapotba kerülnek. Az elektnnt – görög szó. jelentése: boros­ tyán (megkövesedett fenyőgyanta). Már az ókori görögök is észrevették, hog)’ a bo­ rostyánkő megdörzsölés után elektromos állapotú lesz.

AZ ANYAG NÉHÁNY TULAJDONSÁGA. KOLCSÖNHATÁSOK

A z e lek tro m o s m ezó h o z zá ta rto z ik az e lek tro m o s á l­ lapotú testh ez, létezése k ísérlettel m u tath ató m eg. Az olajba kevert búz o tú te s te k (+, + ; -) k ö z ö tt ta s z ítá s , a k ü lö n b ö z ő e k (+, – ) k ö z ö tt p e d ig vonzás van.

22.x A megegyező elektromos állapotú műanyng rudak között taszítás, különböző­ ek közölt vonzás van. A gravTtas – latin szó. jelentése: súly. teher.

A z e le k tr o m o s k ö l c s ö n h a tá s v a g y t a s z í t á s b a n , v a g y v o n z á s b a n n y ilv á n u l m e g . E z e k e t a z e r ő h a ­ tá s o k a t k ö z v e tle n ü l a z e le k tr o m o s m e z ó fe jti k i. A GRAVITÁCIÓS KÖLCSÖNHATÁS

A z e lejtett vagy e ld o b o tt te st leesik a fö ld re. E sés k ö zb en sebessége v áltozik. e z é il feltételezhető, hogy valam i e ró h a tásl fejt ki rá. A F ö ld n e k o ly a n s a já to s k ö r n y e z e te v a n , a m e ly a b e n n e le v ó te s t e k e t a F ö ld k ö z é p p o n t j a felé v o n z z a . A z ily en s a já to s k ö rn y e z e te t g ra v itá c ió s m e z ő n e k n e v e z z ü k . A g ra v itá c ió s m ezó létezésére a h atásáb ó l k ö v etk ezteth etü n k .

22.4. M i gyorsítja a leeső almát?

A g ra v itá c ió s m e z ó m in d e n b e n n e le v ó te s tte l k ö l­ c s ö n h a tá s b a n v a n , fü g g e tle n ü l a te s t a n y a g á tó l. A g r a v it á c i ó s k ö lc s ö n h a tá s m in d ig v o n z á s b a n n y ilv á n u l m eg .

A MÁGNESeS. AZ ELEKTROMOS ÉS A GRAVITÁCIÓS KÖLCSÖNHATÁS

Éi’zékeny műszerrel az is kimutatható, hogy nemcsak a Földnek, hanem minden tesinek van gravitáciÁs me­ zője. Caveiuli.sh [ejtsd: kevendis] (1731-1810) angol fizikus mutatta ki először, hogy bi’ymely két test között víin gra­ vitációs vonziís. A Holdat a Föld és a Hold közötti gravitációs mező kény­ szeríti körpályára. A Föld is a gravitációs mező hatásá­ ra marad a Nap körüli pályáján. Az égitestek gravitáci­ ós mezője óriási távolságokra hat.

2.V1. Cavendish torziós ingájáníik a vázlatrajza.

1. M it n e v ezü n k m ág n eses m e ző n e k ? H o g y an m u tath ató ki a m á g n e se s m ező ? 2 . M ily e n h atást fejt ki a m ág n eses m e z ő a vasból k é sz ü lt testek re? 3 . M agytirázd m eg. m it je le n t az, h o g y a m ág n eses m ező é s a v a s h a tá sa k ölcsönös! 4 . M o n d j p é ld át a rra . h o g y m ik o r n y ilv á n u l m e g a m á g n ese s k ö lc sö n h a tá s v o n zásb an , illetv e taszításb an ! 5 . Ism e rte sd az iránytű m űködési elv ét! 6 . H o g y a n h o z h ató e g y test e le k tro m o s á lla p o tb a? M it n e v ezü n k e le k tro m o s m e ző n e k ? 7. N e v e z d m eg a k ü lö n féle e le k tro m o s állap o to k at! 8 . M o n d j p éldái a n a . hogy m ik o r n y ilv á n u l m eg az e lek tro m o s k ö lc sö n h a lá s vo n zásb an , illetv e taszításb an ! 9 . M it n e v ezü n k g ra v itá ció s m e z ő n e k ? M ib en n y ilv án u l m eg a g ra v itá c ió s k ö lc sö n h a tá s? 10. M ily e n a n y ag ú testekkel lé p h et k ö lc sö n h a tá sb a a g ra v itá ció s m e zó ?

CÍONDOLKOZZ ES V A L A SZ O U ! 1. E g y m ág n esrú d o n nincs je lö lv e , h o g y m ely ik a d é li, é s m ely ik az é sz a k i pó lu sa. H ogyan tu d n á d m e g h atáro zn i? K eress tö b b fé le m egoldást! 2 . A iiiág n esrú d m ely ik p ó lu sáv al k ö z e líte ttü n k e g y irá n y tű déli p ó lu sáh o z , h a a z a m á g ­ n e s felé fordul e l? M erre m o z d u ln a az irán y tű déli pó lu sa, ha a m á g n e sn id m ásik v ég é­ v el k ö zelíten én k felé?

*^’SERLETEZZ! 1. V é g e z z k ísérletet m ág n essel! M á g n e se z z m eg e g y varrónlt! H o g y a n á lla p íth ato d m eg, m e ly ik végén van a z északi p ó lu s ? 2 . M ű a n y a g v o n alzó t d ö rz sö lj m eg sely e m p a p írra l v ag y g y ap jú v al! K özelítsd az e le k tro ­ m o s álla p o tb an le v ő v o n alzó t v é k o n y a n c so rd o g áló v ízsu g árh o z! M it tap asz talsz ? M i­ v el van k ö lc sö n h a tá sb a n e k k o r a v íz su g á r?

AZ ANYAG NÉHÁNY TULAJDONSÁGA. KÓLCSÖNHATÁSOK

KERESD A MEGOLDÁST! A te rm é sz e te t sokféle m ódszeirel ig y e k sz ü n k m egism erni. L e g g y a k ra b b an k érd ések et fo g al­ m a z u n k m eg eg y -e g y pro b lém áv al k a p cso la tb an , s a m ár elsa já títo tt ism e re te in k a lk a lm a ­ zásá v al k eressü k a m eg felelő v álasz o k at. M eg fig y elé sek , k ísérletek , fiz ik a i- v ag y m a te m a ­ tikai ö ssz e fü g g é se k seg ítség év el b iz o n y ítju k v ag y cáfo lju k felte v ése in k et. H a fe ltev ésü n k h e ly te le n v o lt, új m eg o ld ást kell k e re sn ü n k . E te v é k e n y sé g során seg ítség et je le n th e t, h a a lk alm az z u k a p r o b lé m a m e g o ld á s lé p é se it, m e ly e k a k ö vetkezők:

Ismerkedj meg a problémával! Értelmezd és értsd meg a problémát! Fogalmazd meg világosan a kérdést, és próbáld íTiegjósolni, milyen válaszra, eredményre számítasz! (Feltevés, hipotézis)

Keress ötleteket a megoldásra! Keress kapcsolatot, összefüggést a korábban szerzett Ismereteiddel! Gondolj arra, hogy hasonló kérdések megválaszolásakor mi volt segítségedre! Vizsgáld meg az ötleteidet, és az alapján, amelyik a leginkább célravezetőnek látszik, tervezd meg a megoldást!

Hajtsd végre a tervedet! Végezd el a kiválasztott kísérletet vagy számolást, oldd meg a feladatot!

Adj választ a kérdésre! Ellenőrizd a megoldásodat! Fogalmazd meg a válaszodat, és hasonlítsd össze a kezdeti feltevéseddel! Ismereteid alapján adj magyarázatot a tapasztaltakra!

Azt kaptad, amire számítottál?

Indulj ki egy újabb feltevésből!

E g y -e g y k érd és m e g v álaszo lása u tán é rd e m es m e g v iz sg á ln i, h o g y v a n -e e g y sz e rű b b út, a m ely szin tén jó m e g o ld ásh o z vezet. A k ap o tt e re d m é n y e k alap ján p e d ig ú ja b b k érd ések et é s p ro b lé m á k a t v eth etü n k fel. M in d ez e k fig y elem b ev ételév el p é ld a k é n t v álaszo lju k m eg a k ö v e tk e z ő kérdést!

Tudjuk, hogy a mágnes vonna a vasat. Lehet-e olyan körülmény, am ely esetén nem észlelhető ez a vonzó hatás?

A vas o ly a n szerk ezetű , h o g y a b e n n e lévő, á l­ la n d ó a n re z g ő elem i m á g n e se c sk é k re n d e ze tle ­ nül h e ly ezk ed n ek e l. így lero n tják eg y m ás m ág ­ n e se s h atását. E lég e rő s k ü lső m á g n e se s m ező h a tá sá ra a zo n b a n a vasb an a kis m á g n e se c sk é k e g y irán y b a á llnak be, re n d e ző d n e k . A vasdarab ily e n k o r m ágneses tu la jd o n ság ú v á v á h k , e zé rt a m á g n es vonzza. T u d ju k a z t is , h o g y az a n y a g o k m e le g íté s e k o r a ré s z e c s k é k re n d e z e tle n m o z g á sa fo k o zó d ik .

Kérdés: L e h e tsé g e s-e, h o g y a m á g n e s a fe lm e le g ített v asat nem v o n z za ? Feltevés: L eh etség es, h o g y a fe lm e le g ített vas részecsk éi o ly an é lé n k e n re z eg n e k , hogy a z o k a t a k ü lső m ágneses m ező m á r nem k ép es ren d ezn i. E llen ő rizzü k feltev ésü n k et kísérlettel! M eleg ítsü n k e g y állv án y ra felfü g g e szte tt v asd ró ­ to t, é s v izsg álju k m eg , h o g y a fe lm e le g íté s u tán v o n zza-e a mágrkes!

A kísérlettiez szükséges eszközök: v a sd ró t, állv án y , m ágnes, g y e rty a , gyufa. E g y 2 0 – 3 0 cm h o sszú v asd ró to t fü g g e ssz ü n k fel, é s k ö zelítsü k h o z z á e g y rú d m ág n es e g y ik végét! A zt látju k , ho g y a v a sd ró t a h o zzá k ö z elített m á g n es h atására kilendül. E z u tá n tartsuk g y e rty a lán g b a a va,sdrót v ég ét, m íg felfo rró so d ik ! T á v o lítsu k el a lángot, é s ism ét k ö zelítsü n k m ág n essel a forró d ró t felé!

Tapasztalat: A fo rró vasat a m á g n es nem v onzza. V árju n k , m íg a d rótdarab h ő m é rsék le te csö k k en , és k ö zb en k ö z elítsü k h o zzá a m ágnest! M eg á lla p íth a tó , h o g y m inél in k á b b hűl a vasd ró t, a m ág n es a n n á l in k áb b vonzza. A z e rő sen felm e le g ített v asat te h á t a m ág n es nem vo n zo tta. E z m eg erő síti a z t a felte­ v é sü n k e t, h o g y a m eleg ítés h a tá sá ra e g y re élén k e b b e n m o zg ó e le m i m ág n esecsk ék et a k ü lső m ág n eses m e ző m ár nem tu d ta re n d ezn i. É rd em e s a k ísé rle te t e rő se b b m á g n e ­ sek k e l is k ip ró b áln i, ellen ő rizn i.

FELADATOK L E g y k em én y re fú jt g u m im a tra c o t k in t fe le jte ttek a tű z ő napon. H o g y a n le h et g y o rsan m e g ak a d á ly o zn i azt, hogy k ip u k k a d jo n ? Találj ki tö b b féle m ó d o t! 2 . H o g y a n tu d n á d k erék p áro d seg ítsé g év e l m eg h atáro zn i a n n a k a te le k n e k a n ag y ság át, a m e ly re az isk o lá to k é p ü lt? S z e rv e z d m eg , h o g y tö b b e n is v é g e z z é te k el a m érést, ism e rte sd a m érési e ljá rá so to k m en etét! H aso n lítsá to k ö ssz e a k a p o tt ered m én y ek et! A v aló sz ín ű elté rése k o k á ra k e re sse te k m ag y arázato t!

AZ ANYAG NÉHÁNY TULAJDONSÁGA. KÖLCSÖNHATÁSOK

ÖSSZEFOGLALÁS AZ ANYAG FAJTAI RÉSZECSKESZERKEZETÚ

A részecskék helyívcz kttive rezegnek.

A részecskék egym áson elgördülve nw zognak.

A részecskék m ozgásuk közben Útköznek.

A részecskék kö zö tt erV’

28.2. Biírinely test lehet vonatkoztatási rendszer.

A z t a t e s t e t , a m e l y h e z v is z o n y ítv a m e g a d j u k a tö b b i t e s t h e ly é t é s m o z g á s á t, v o n a tk o z t a tá s i re n d sz e rn e k nevezzük. A te ste k h e ly é n e k , h e ly z e té n e k és m o z g á sá n a k le ­ írá sá h o z m e g kell a d n i, h o g y m it v á lasz to ttu n k v o ­ n a tk o z ta tá s i r e n d s z e rn e k . A g y a k o rla ti é le tb e n a k ö rn y e z e tü n k h ö z , e se tle g s a já t m a g u n k h o z sz o k ­ tu n k v iszo n y ítan i. A m ik o r n e m n e v ez z ü k m eg a v o ­ n a tk o ztatá si re n d sz e rt, a k k o r a F ö ld e l te k in tjü k a n ­ nak.

28^í. A vonatkoztatási rendszerhez tetszés szerint röazíthető koordináta-rendszer.

A v o n a tk o ztatá si re n d s z e re k h e z g o n d o la tb a n k o o r­ d in á ta -re n d sz e re k e t .^rö g zíth etü n k ” . E z e k b e n egye g y térb eli p o n t h ely e b á rm e ly p illa n a tb a n h áro m ad attal e g y é rte lm ű e n m e g a d h a tó . íg y a te stek helye és e lm o z d u lá sa a k o o rd in á ta -re n d sz e rb e n p o n to san leírható.

AHELYÉS AMOZGÁS VISZONYLAGOS

29.1. Ugyanannak a pontnak a helyét különböző koordináta-rendszerben különböző adatokkal írhatjuk le.

1. A v o n a tk o ztatá si re n d sze rt eg y v a g y tö b b létező te st alk o tja. A k o o rd in á ta -re n d sz e r e g y k ig o ndolt é s rajzban m egvalósított seg éd eszk ö z a testek h elyének és m ozgásának szám o k ­ k al tö rté n ő leírásához. 2 . A m ik o r a Föld felszínét tekintjük v o n atk o ztatási rendszernek, a k k o r a földrajzi szélességi é s h o sszú ság i k ö rö k is a v iszo n y ítást, tá jé k o z ó d á st szo lg álják . A tn a g a ssá g é s m élység m e g h a tá ro z á sa k o r a te n g e rsz in th e z szo k tak v iszo n y ítan i, pl. a M o u n t E v erest 8848 m, a M arian a -á ro k m élysége 11 0 3 4 m .

ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. M it je le n t az, hogy a test h ely e, ille tv e m o z g ása v iszo n y lag o s? 2 . M it n ev ez ü n k v o n atk o ztatási re n d sz e rn e k ? 3 . M ié rt alk alm azu n k k o o rd in á ta -re n d sze rt? 4 . H o g y a n a d h ató m eg eg y p o n tsz e rű test h ely e k o o rd in á ta -re n d sz e r seg ítség év el?

CÍONDOLKOZZ ES V A L A SZ O U !

1. N e v e z d m eg a z t a v o n atk o ztatási re n d sze rt, m ely b en a „felkel a N a p ” és a „len y u g szik a N a p ” k ijelen tés igaz! 2 . M ih e z v iszo n y ítv a igaz a h ajó k o rm á n y o sá n a k az a k ijelen tése: „ K ö z e le d ik a k ik ö tő ” ? 3 . L e h e t-e n y u g alo m b an a F ö ld h ö z k é p e st a m ű k ö d ő m o zg ó lép cső n levő u tas, ha a m o z ­ g ó lé p c ső h ö z k ép est áll, illetv e ha m o z o g ? 4 . R ad n ó ti M ik ló s Tájképek c ím ű v e rséb e n a k ö v e tk ez ő k e t írja:

„Fekete fá k whannak el sűriín az (ihlak előtt. a váiwsfeté. ” M i leh et az a v o n atk o ztatási re n d sze r, am ely b ő l R ad n ó ti a fákat n é z te ? 5 . S o ro lj fel p é ld ák at h ely -, illetv e h e ly zetv álto záso k ra!

A TESTEK MOZGÁSA

2 . AZ EGYENES VONALÚ EGYENLETES MOZGÁS PÁLYA, ÚT, ELMOZDULÁS iá t,

r AO.I. Haladó mozgásnál h test minden pont­ ja azonos módon mozog. (Stroboszkópfelvétel)

E g y testtő l ak k o r m ondjuk, h o g y m o zo g , ha helye v ag y h e ly ze te m eg v álto zik . A te stek m o zg ása leh et h a la d ó m o z g á s , fo rg ó m o z ­ g á s, v ag y a kettőből ö sszetett m ozgás. Pl. az a u tó h a­ ladó m ozgást végez, benne a k o n n á n y k erék foit)ghat. az a u tó kereke p e d ig az ú th o z k é p e s t fo ro g v a halad. H a la d ó m o z g á s n á l a te s t m in d e n p o n tja a z o n o s m ó d o n m o z o g . E zért a h a lad ó m o zg ásn ál e leg e n d ő a test eg y etlen p o n tján ak m o z g ásá t leírni. Ilyen e se t­ b e n a te s te t p o n ts z e rű n e k te k in th e tjü k é s a n y a g i p o n tn a k nevezzük.

30.2. A mozgás pályája lehel egyenes vagy görbe vonalú.

A re p ü lő g é p kondenzcsi’kja v a g y a csig a n y o m a azt je lz i, h o g y ezek a lestek m erre já rta k . A z a v o n a l, a m e ly e n a te s t m o z g á s k ö z b e n v é g ig h a la d , a te s t p á ly á ja . A pály a leh et e g y e n e s v ag y g ö rb e vonallá. M ag y aro rszág te rü le té t b e h á ló z z a a v asu tak és a u tó ­ u tak ren d szere. A já rm ű v e k n e k e z a p ály ája, ezen te ­ h etn ek m eg h o sszab b vagy rö v id e b b utat. A p á ly a a z o n r é s z é n e k h o s s z á t , a m e l y e t a te s t a d o tt id ő ta r ta m a l a t t m e g te s z , ú tn a k n e v e z z ü k . A z ú t je le : s, m é tlé k eg y sé g e a m éter (m ). A gyakorlatban használatos m érték eg y ség m ég a c en ­ tim é te r (cm ) és a k ilo m é te r (k m ).

AOJ. Magyarországi autóutak térképe. A spatiwn (spácium) – latin szó, jelentése: távolság, teijedelem. Ebből sz . . s h H a a seb e ssé g n a g y sá g a á lla n d ó , a k k o r a m o z g ás eg y en letes. E g y e n le te s m o zg ásn ál a seb esség m egm utatja, hogy m ek k o ra a test által a z id ő e g y sé g alatt m eg telt út: v = – j – . E g y e n e s v o n a lú e g y e n le te s m o z g á s ese té n a g y o rsu lá s nulla.

H a a m ozgás során a seb esség iránya, n ag y ­ ság a v álto zik , v á lto z ó m o z g á s ró l b e sz é ­ lünk. A v álto zó m o z g á st átla g se b esség g e l és pillanatnyi seb esség g el jellem ezh etjü k . A g y o rs u lá s a seb esség v álto zás gyorsaságát je lle m z ő m en n y iség . H a a g y o rsu lá s n a g y ­ sága állan d ó , a m ozgás e g y e n le te se n v á lto ­ zó m o z g á s . E g y e n le te se n v álto zó m o zg ás­ nál a g y o rsu lá s m e g m u ta tja , h o g y m ek k o ra a test e g y sé g n y i id ő a la tt b e k ö v e tk e z ő se­ b esség v álto zása. A s z a b a d e s é s eg y en es v o n alú eg y en letesen v á lto z ó m o zg ás, m ely n él a te st seb esség e m áso d p ercen k én t 9.81 ^^-cel nő.

Az úl-idő grafikon meredekségéből a test sebességére, a sebesség-idő grafikon meredekségéből a lest gyorsulására tudunk következtetni.

• , ‘ ■’ • ‘ . *■ J ‘M ” ‘- ■ -K’– ■ ‘ t I ^ . ■’ ■ •%’. . V -V ■• ^ 4 •’ ” V”í • ‘• ^- « – ” ítfv

A DINAMIKA ALAPJAI

A TEHETETLENSÉG TÖRVÉNYE. A TÖMEG A n y ílv essző t az íj in d ítja e l, g y o rs ítja fel. A sza b a ­ d o n e ső te st a g ra v itá ció s m ező h atására g y o rsu l. T a­ p a sz ta latain k a z t ig azo lják , h o g y : A te s te k m o z g á s á llH p o tá n a k v á lto z á s á t m in d ig m á s – v e lü k k ö lc s ö n h a tá s b a n lev ő – te s t v a g y m e ­ ző okozza. E z azt je le n ti, h o g y e g y etlen te s t sem k é p es m o zg ás­ á lla p o tát ö n m a g a m e g v álto zta tn i. A te stek n e k ezt a tu la jd o n ság á t te h e te tle n s é g n e k nev ezzü k . M ásk én t fo g alm azv a: 44.1. „Feszes az (!• sehes a nyű. ” Nézz urátut. honnan származik az idézet! M in d e n t e s t n y u g a lo m b a n m a r a d v a g y egye* n e s p á ly á n e g y e n le te s e n m o z o g m i n d a d d ig , m íg k ö rn y e z e te m e g n e m v á lto z ta tja a m o z g á s ­ á lla p o tá t. E z a te h e te tle n s é g tö r v é n y e , m e ly e t N e w to n I. tö r v é n y é n e k is s z o k á s n e v e z n i.

44.2. M ié n esnek ie a testek a hirtelen fé ­ kező v = ?

/’ÍMHl IM = 2 0 0 0 0 0 P a = 2 0 0 kP a

A 2 0 0 0 N súlyú kocsi 200 k P a n y o m á st fejt ki. ha a k erek ek 100 cn i^-es felü letén é rin t­ k e z n e k a talajjal. 2 . E g y té g la rak á s n y o m á sa a ta la jra 2 0 kPa. A n y o m o tt fe lü le t 6 0 0 0 cm ^. M en n y i a té g la ­ ra k á s sú ly a?

A NYOMÁS FOGALMA

A = 6 0 0 0 cm-^ = 0 .6111^

p = 2 0 k P a = 20 0 0 0 Pa F„y = 20 0 0 0 P a ■0 -6 Pa ■

H a e g y tég larak ás 6 0 0 0 cm ^-es fe lü le te n é rin tk e zik a talajjal és 2 0 kP a a n y o m ása, ak ­ k o r a tég lák e g y ü tte s súlya 12 0 0 0 N. 3 . E g y szeget 10 N erővel n yom unk e g y falap h o z úgy. hogy a h eg y e a la tt 10 0 0 0 kP a a nyo­ m á s. M ek k o ra a n y o m o tt felü let?

F„y = ION /> = 10 0 0 0 kP a = 10 0 0 0 0 0 0 Pa A=?

10 0 0 0 0 0 0 P a

m’ H a a IO N erő v el nyo m o tt szeg h e g y e 10 0 0 0 kP a n y o m ást fejt k i, ak k o r a szeg hegye I m m ^-es felü leten é rin tk e z ik a fáv al. SZÁM ÍTSD KJ! 1. E g y 2 0 0 0 0 N súlyú té g la rak á s 2 ni^ te rü le te n n y o m ja a földet. M e k k o ra a té g la rak á s á l­ tal a talajra kifejtett n yom ás? 2. M e k k o ra n y o m ást fejt ki e g y g y e re k a jé g re , ha eg y lábon e g y e n le te se n sik lik , a súlya 4 0 0 N . és a k o rcso ly ája 10 c m ^-es fe lü le te n é rin tk e zik a jé g g e l? H o g y a n v álto zik a n y o ­ m á s, ha e g y helyett két é len sik lik ? (A két k o rcso ly a e g y fo rm a .) 3 . E g y e m b e r sítalpon áll a hóban. A sú ly a 7 0 0 N , eg y síléc talp án ak 0 ,2 m^ a felülete. M e k ­ k o ra a sítalp ak a la tt a nyom ás, h a a z e m b e r két sílécen sik lik ? 4 . E g y v ízszin tes úton h alad ó v o n ta tó kerekei alatt 6 0 0 0 0 Pa a n y o m á s, a n y o m o tt felület 0 .5 m^. Mennyi a vontató súlya? 5. M en n y i an n ak a g y e re k n ek a sú ly a , aki 3 0 0 cm ^-nyi felü leten n y o m ja a talajt, é s a n y o ­ m á sa 15 0 0 0 Pa? 6 . E g y 3 0 m^ te ilile tű jiírdát le b eto n o zta k . A b eto n réteg n y o m á sa a ta la jra 3 0 0 0 Pa. H án y ­ sz o r fordult az a 3 to n n áv al te rh e lh e tő teh erau tó , am ely ik a betont szállíto tta? 7. A z e g y m á sra rak o tt v a sle m e ze k e g y ü tte s sú ly a 4 0 0 0 N. A v a sle m e ze k n y o m ása a p a d ­ ló ra 2 0 0 0 Pa. M ek k o ra a le g alsó le m e z terü lete? 8 . E g y szekrény súlya 800 N . n y o m á sa a p ad ló ra 20 0 0 0 Pa. M e k k o ra a szek rén y láb ain ak p a d ló v al é rin tk e ző e g y ü tte s fe lü le te ? 9 . E g y g é p súlya 2 0 0 0 0 N. M e k k o ra leg y en a g é p talp fe lü le te, ha a p ad ló ra k ifejtett leg ­ n a g y o b b n y o m ás 30 0 0 0 P a lehet?

2 . A FOLYADÉKOK NYOMÁSA A Im im – görög eredetű szó, szóösszetéte­ lek előtagjaként a vízzel való kapcsolatot fejezi ki: vízi, víz-. A statika – görög-lalin eredetű szó. je le n ­ tése; nyugalm i állapot.

A n y o m ó e rő s o k fé le e re d e tű le h e l. Ig e n g y a k ra n a testek súlyából szárm azik , fü g g etlen ü l attó l, hogy szilárd test v ag y fo ly ad ék n e h e z e d ik -e az a latta lévő lest felü letére. A fo ly a d é k súlyából szá rm a z ó n y o m á st h id r o s z ta ti­ k a i n y o m á s n a k nevezzük. A hidrosztatikai nyom ásnak az a z o k a. h ogy a nyugvó fo ly ad ék m in d en réteg e n y o m ja az a latta lé v ő fo ly a ­ d ék réteg et. H a egy búvár egyre m élyebbre m erül a tengerbe, eg y ­ re n ag y o b b h id ro sztatik ai n y o m á st észlel.

78.1. M e ly ik vízosztop alatt n yú iik me^ jo b ­ ban a gum ihártya? M ié rt?

Ü vegcső egyik végét zíiijuk le gum ihártyával. Töltsünk a csőbe egyre több vizet. M egfigyelhető, hogy a vízosz­ lop m agasságának növelésével a gum ihártya m egnyúlá­ sa egyre nagyobb.

U g y a n a z o n fo ly a d é k h id r o s z ta tik a i n y o m á s a a n ­ n ál n a g y o b b , m in é l n a g y o b b a fo ly a d é k o sz lo p m a ­ g a ss á g a . T öltsünk az előbbi üvegcsőbe egym ást követően azonos m agasságig különböző sűrűségű folyadékokat. H asonlít­ suk össze az egyes esetekben a g u m ih á n y a alakváltozá­ sát. A zt tapasztaljuk, hogy a n ag y o b b sűrűségű folya­ dék esetén nagyobb a gum ihártya m egnyúlása.

A z o n o s m a g a s s á g ú , k ü lö n b ö z ő s ű r ű s é g ű f o ly a ­ d é k o s z lo p o k h i d r o s z ta t ik a i n y o m á s a a n n á l n a ­ g y o b b , m in é l n a g y o b b a fo ly a d é k s ű rű s é g e . 78.2. H a /íj = I í 2 , akkor a higany nyonulsa nagyobb, m int a vízé.

A te n g erb e lem erült b ú v á r azt is é rz ék e li, h o g y a víz n e m c sa k le fe lé , h a n e m m in d e n irá n y b ó l n y o m ja . A v é d ő g ála k , z silip ek o ld a lá t is a zé rt e rő sítik m eg, h o g y a nagy m en n y iség ű víz o ld a lirá n y ú n y o m ását kibírja. A hidrosztatikai nyom ás g u m ih á r ty á s n y o m ásm é rő v e l (ún. nuinom éterrel) m érhető.

7 8J. A legegyszerűbb m anom éter.

A legegyszerűbb m anom éter e g y U alakü cső, am elynek egyik vége gum icsővel csatlakozik egy rugalm as g u m i­ hártyával leziirt tölcsérhez. H a a tölcsért a folyadékba m erítjük, az U alakú csőben lév ő folyadék szintkülönb­ sége alapján a hidrosztatikai n y om ások összehasonlít­ hatók.

A FOLYADÉKOK NYOMÁSA

Hii a m anom éter vízbe m erített gum üiiártyáját u g yan­ a b b a n a m élységbőn k ü lö n b ö ző irá n y o k b a fo rd ítju k , ineghatározliatjuk pl. az olcUUnyoimís. a fenéknyoinás és a felfelé ható nyom ás nagysíígát.

K ísérlettel m e g állap íth ató , hogy: A h id r o s z ta tik a i nyom á.s eg y a d o t t f o ly a d é k b a n u g y a n o ly a n m ély.séghen m in d e n i r á n y b a n e g y e n ­ lő n a g y s á g ú . A h id ro sz ta tik a i n y o m ás n a g y sá g a n e m c sa k m é ré s­ sel. h a n em szám olással is m eg h atáro zh ató , h a ism er­ jü k a z e g y sé g n y i fe lü le tre n e h ez e d ő fo ly a d é k n y o ­ m ását. V ízibuzogány dugattyúját befelé nw zgatva íiz edény m in­ den nyílásán egyenlő erősséggel lövell ki a víz. A dugatytyú nyom ó hatását a víz részecskéi továbbítjiík. A folya­ d é k belsejében tehát külső erőhatással is létrehozhatunk nyom ást. Ez a külső nyom ás a folyadék belsejében m in­ denhol ugyanolyan m értékben észlelhető.

N y u g v ó folyadék ad o tt p o n tjáb an a n y o m á s n a g y sá ­ ga a k ü ls ő nyo m ástó l és a h id ro sz tatik ai n y om ástól függ. N y u g v ó fo ly ad ék b an a k ü ls ő n y o m á s a fo ly a ­ d é k b e ls e jé b e n m in d e n h o l u g y a n a n n y iv a l n ö v eli m e g a z o tt lev ő h id r o s z ta tik a i n y o m á s t. E z P a sc a l tö r v é n y e . E zen a la p u l pl. a h id ra u lik u s e m e lő é s a g ép k o csik fé k b e ren d e z ésé n ek m ű k ö d ése is. A hidraulikus em elő két különböző átm érőjű, folyadék­ kal töltött hengerből áll, íuiielyeket egy-egy dugattyú zár le. A kisebb henger dugattyújára kifejtett erő által a fo ­ lyadékban létrehozott nyom ás a m ásik h e n g er nagyobb fe lü le tű d u g attyúján u g y anakkora n y o m ást, tehát n a­ gy o b b erőhatást fejt ki. H asonló elven alapul a gépkocsik fékrendszerének m ű­ ködése is. ahol a fékpedál nyomásiU a fékfolyadék a négy fékfárcsiíhoz továbbítja. Ennek hatására a féktárcsák ne­ kiszorulnak a kerekeknek, és lassítják itzok mozgásait.

7 9 .2 . H o g y a n m ű k ih lik a v íd ih u z jifg tm y ?

F K ÍY E L D M E (Í!

B ár a ,,hidro-” e lőtag a vízre utal, m in d en féle nyugvó fo ly a d é k súlyából szárm azó ny o m ást h id ro sztatik ai n y o m á sn a k szo k ás nevezni.

79.,’. A hidraulikus em elő m odellje. H a pl. is négyszer akkora, m int

A 2 négyszer akkora, m int A ,, akko r

ELLENŐRIZD TUDÁSOD! 1. M i a h id ro sztatik ai n yom ás? 2 . M itő l fü g g a h idrosztatikai n y o m á s? 3 . F ü g g -e a hidrosztatikai nyom ás az azo n o s m élységben lévő nyom ott felületek helyzetétől? 4 . M it m ond ki Pascal tö rv é n y e ? 5 . S o ro lj fel o lyan g y ak o rlati e sz k ö z ö k e t, am ely ek n él é rv én y esü l P ascal törvénye!

CÍONDOLKOZZ ES V A L A SZ O U ! 1. H asonlítsd össze a B alatonban, a fürd ő k ád b an és egy fazékban lévő víz hidrosztatikai nyo­ m á sá t a v íz felszínétől m ért 10 cm m élységben! 2 . M ié rt ép ítik a fo ly ó k g á tjá t alul so k k al széleseb b re, m in t felü l? 3 . A h ig a n y t vagy az alkoholt ta rtó lite re s e d én y n ek kell erő seb b n e k le n n ie ? M ily en fa lv a s­ ta g sá g ú n a k kell lennie a kisebb a lap terü letű eg y lite re s e d én y n ek a n a g y o b b alap terü letű h ö z v iszo n y ítv a, ha azt h ig an n y al a k a rju k m eg tö lten i? 4 . V an-e h id ro sztatik ai ny o m ás eg y sza b a d o n e ső e d é n y b e n lév ő fo ly a d é k b a n ?

OLDJUNK MECÍ FELADATOKAT! H a tá ro z z u k m eg k ö v etk eztetéssel, h o g y m ek k o ra a n y o m ás a 2 m m é ly ú szó m ed en ce fe ­ nekén! A z ú sz ó m e d e n ce a ljá n a k I m^ felü le té re n e h ez e d ő v ízo szlo p té rfo g a ta : V – I m^ • 2 m = 2 nv^, tö m e g e : m = 1000

nv sú ly a: F = 20 0 0 0 N.

■2 nv^ = 2 0 0 0 kg.

N n y o m á sa : /> = 20 0 0 0 — – . nr SZÁM ÍTSD KI! 1. M e k k o ra a h id ro sztatik ai n y o m ás a T isza v izéb en 5 m m é ly ség b e n ? 2. M e k k o ra a 7 0 cm m ag as h ig a n y o sz lo p h id ro sztatik ai n y o m ása?

cnr 3 . E g y ú szó m ed en ce m éretei: 25 m x 12 m x 2 m. M ek k o ra a m e d en c e alján a v íz n y o m á­ sa, h a a m ed en céb en 1,6 m m a g a sa n áll a v íz? 4 . M e k k o ra a víz n y o m ása a te n g e ra la ttjá ró ajta ján , ha 100 m m é ly e n van a felszín alatt, s a te n g erv íz sűrűsége 1030 ^ ^ ? 5. E g y 4 m m agas é s 2 m átm érő jű , h e n g e r alak ú tartá ly t h á ro m n e g y ed ré szé ig tö ltü n k m eg v íz ze l. M ek k o ra a n y o m ás é s a n y o m ó e rő a z e d é n y alján ?

A GÁZOK NYOMÁSA

3 . A GÁZOK NYOMÁSA A LÉGNYOMÁS

H a e g y felfújt fu ib all-lab d áb ó l k ie n g e d jü k a lev eg ő eg y ré sz é t, a labda tö m eg e k iseb b le sz . E z a z t b iz o ­ nyítja, h o g y a levegőnek van tö m eg e, é s így sú ly a is. E zért a le v eg ő a benne lev ő m inden te stre nyo m ást g y a k o ro l. E z a n y o m ás a lé g n y o m á s , a m ely a le v e ­ g ő sú ly áb ó l szárm azik. A h id ro sz tatik ai n y o m ásh o z h a so n ló a n a lég n y o m ás is m in d e n irán y b an tapasztalható. A le v e g ő n y o m á sá t T o m c e U i [ejtsd: to ricselli) o lasz tu d ó s m é rte m eg először. Egy I m hosszú, egyik végén z