Fizikai Szemle honlap

Tartalomjegyzék

Fizikai Szemle 2001/10. 328.o.

ÖVEGES JÓZSEF FIZIKAVERSENY, 2001

Ebben az évben, 2001. május 18-20. első alkalommal Budapesten, a Csillebérci Ifjúsági Központban gyűltek össze a hazai, illetve a határon túlról érkező kisfizikusok. A választás azért esett Csillebércre, mert Magyar Úttörők Szövetsége kezdettől fogva támogatója a versenynek.

A korábbi feladatkitűző bizottság lemondott tagjai helyébe újak léptek: Farkas László (Keszthely, Vajda János Gimnázium), Ferencz János (Szolnok, Kodály Zoltán Általános Iskola), Tóth Pál (Budapest, Szemere Utcai Általános Iskola), Wöller László (Győr; Szabadhegyi Közoktatási Központ), valamint Berkes József (Pécsi Tudományegyetem). A zsűri elnöke Hadházy Tibor (Nyíregyházi Főiskola).

A versenyzők a feladatok megoldását indigós munkalapra készítették, a másolatokat magukkal vihették. A feladatkitűzők a megoldásokat, illetve a pontozást kifüggesztették. A versenyzők elkérhették a versenybizottságtól a kapott, akkor még nem hivatalos pontszámot. Így kísérőtanár és tanítványa írásban kérhette a zsűritől a példamegoldás ismételt elbírálását.

A versenyzők és az érdeklődő kísérőtanárok péntek este a Csodák Palotájába mentek, szombati délután utazhattak a Gyermekvasúton. Ez alatt Czirókné Tényi Klára tanárnő vezetésével Petrovits Balázs és Toldy Árpád megkoszorúzta Öveges József emléktábláját a Varsányi udvarban. Szombat este a Csillagászati Kutatóintézetben Kolláth Zoltán csillagász előadását hallgathatták meg. A vasárnapi eredményhirdetés után találkoztak Farkas Bertalannal, az egyetlen magyar űrhajóssal.

Kitűzött feladatok

Kísérleti ("K") feladat

Az asztalon található eszközök segítségével határozd meg a kő sűrűségét! A mérésekhez az ott található eszközökön kívül semmilyen más eszközt nem vehetsz igénybe. Az acélgolyó sűrűsége 7,8 g/cm3. Az asztalon található tárgyak: Tálca, Bunsen-állvány, állítható magasságú konzol (tartókar), vékony gumiszál, műanyagpohár, csapágygolyók, kődarab, gumiszálra akasztható serpenyő, kancsóban víz.

Tóth Pál

Kísérletelemző ("E") feladat

Adott két egyenlő hosszúságú, függőleges helyzetű rézcső, melyek közül az egyiket a hossztengelyével párhuzamosan a feléig bevágtunk, valamint 2 db azonos térfogatú, különböző anyagi minőségű, tömör henger.

A kis hengereket egyenként beleejtjük a nem bevágott rézcsőbe. A mért esési idő az 1. henger esetén t1, a 2. henger esetén t2, és a közöttük fennálló reláció: t2 = 7 • t1.

Ha ezután ugyanebbe a csőbe együtt ejtjük bele a hengereket, akkor az esési idejük azonos lesz (t3), és t3 > t1.

a) Milyen anyagból vannak a hengerek?

b) Ugyanezeket a méréseket végezzük el a másik, félig bevágott rézcsővel is! Az esési idők rendre: .
Milyen relációs kapcsolat van: t1 és , t2 és , valamint t3 és között?

A hengerek esés közben egyik esetben sem érnek a rézcső falához. A válaszodat mindkét esetben indokold!

Farkas László

Fizikatörténeti ("T") feladat

A következő fizikatörténeti feladat Eötvös Loránd életével és munkásságával kapcsolatos. Mindegyik kérdés esetén a négy megadott válasz közül csak egy a helyes.

Születésének és halálának évében a magyar történelem jelentős eseményei is lejátszódtak. Melyek voltak ezek? a) Az 1848-as forradalom és szabadságharc és a Versailles környéki béke. b) Az 1848-as forradalom és szabadságharc és az első világháború befejezése. c) Az 1848-as forradalom és szabadságharc és az Őszirózsás Forradalom. d) Az 1848-as forradalom és szabadságharc és a Tanácsköztársaság kikiáltása és bukása.

Hová utazik a Kiegyezés évében természettudományos tárgyakat tanulni? a) Párizsba b) Heidelbergbe c) Berlinbe d) Prágába

Kitől veszi át a fizika tanszék irányítását a pesti egyetemen? a) Jedlik Ányostól b) Pázmány Pétertől c) Puskás Tivadartól d) Eötvös Józseftől

Tudományos eredményeinek elismeréséül melyik kitüntetésben nem részesült? a) Nobel-díj b) Becsületrend c) Szent Száva rend d) Ferenc József rend

Hol található az "Eötvös-csúcs"? a) A Holdon b) Olaszországban c) Franciaországban d) Ausztriában

Miről szól az Eötvös-törvény? a) Az ingamozgásról b) A tömegvonzásról c) A kapillaritásról (hajszálcsövesség) d) A talajmechanikáról

Kinek az eszközét fejlesztette tovább a róla elnevezett "Eötvös-inga" elkészítésekor? a) Newton b) Kirchhoff c) Kepler d) Cavendish

Mi volt az ingával végzett kísérleteiből levont első, a gyakorlatban felhasználható következtetése? a) A Mecsekben jelentős szénvagyon található. b) A Balaton alatt tektonikai (a földkéreg mozgásával kapcsolatos) árok húzódik. c) Az algyői gázmező felfedezése. d) Az aggteleki cseppkőbarlang "Óriások termének" felfedezése.

Az alábbi eszközök közül melyik nem Eötvös találmánya? a) Gravitációs kompenzátor b) Gravimeter c) Kézi gravírozó d) Torziós inga

Milyen eszközök segítségével szerzett információkat a Föld korábbi mágneses teréről? a) Térképek b) Téglák, cserepek c) Vasedények, kardok d) Iránytűk

Melyik társulatnak lett az elnöke 1891-ben? a) Matematikai Társulat b) Fizikai Társulat c) Geofizikai Társulat d) Matematikai és Fizikai Társulat

Igaz-e, hogy Eötvös Loránd, és apja, Eötvös József is volt vallás és közoktatási miniszter? a) Nem, mert csak Eötvös Loránd volt az. b) Nem; mert csak apja, Eötvös József volt az. c) Nem, mert egyikük sem volt az. d) Igen, mindketten voltak miniszterek is.

Van-e köze Eötvös Lorándnak az Eötvös Kollégiumhoz? a) Igen, ő alapította, és apjáról nevezte el. b) Igen, róla nevezték el. c) Nem, csak véletlen névazonosság. d) Nem, ezt még apja alapította.

Ki kérte ki Eötvös véleményét a potsdami Geodéziai Intézet igazgatójának kinevezésekor? a) Kirchhoff b) Niels Bohr c) Einstein d) Bunsen

Tóth Pál

Gondolkodtató ("A") feladatok

"A1" feladat

A víz párolgáshője sokkal nagyobb, mint az éteré. Mégis, ha mutatóujjainkat egyszerre vízbe és éterbe dugjuk, majd onnét kivesszük, akkor az éterrel benedvesített ujjunkon erőteljesebb a hidegérzetünk, mint a vízzel benedvesített ujjunkon.

Mi lehet a magyarázata?

Wöller László

"A2" feladat

ábra

Hogyan változik az eredő ellenállás (Re) és az áramerősség (I), ha az ábrán látható kapcsolásban az egyes kapcsolókat a táblázatban feltüntetett módon működtetjük? Mindegyik fogyasztó ellenállása 24 , illetve az áramforrások feszültsége 24 V.

Minden esetben rajzold le az áramkört, és a válaszaidat számítással is igazold!

 

Kapcsoló

Re ()

I(A)

K1

K2

 

 

NY

NY

 

 

Z

NY

 

 

NY

Z

 

 

Z

Z

 

 

Ferencz János

"A3" feladat

Az 50 kg tömegű János a fürdőszoba-mérlegen hirtelen leguggol, majd feláll. Mindkét esetben gyorsulásának nagysága 2 m/s2.

Melyik esetben nagyobb a súlya és hányszor? A g értéke 10 m/s2.

Berkes József

"A4" feladat

A 100 W elektromos teljesítményű hagyományos izzólámpa fényerejével egyenértékű energiatakarékos izzólámpa elektromos teljesítménye csupán 23 W. A hagyományos izzólámpa bolti ára 80 Ft, élettartama 1000 óra. Az energiatakarékos izzólámpa ára 2100 Ft, élettartama pedig 8000 óra. Az 1 kWh elektromos energia ára 23,50 Ft.

Számítással igazold; hogy 8000 óra világítás esetén a boltban drágábban vásárolt izzólámpa használata olcsóbb! Mennyivel?

Ferencz János

"A5" feladat

Laci otthon főzőlapra tett pohárban vizet melegített.

Azt tapasztalta, hogy a 20 °C hőmérsékletűt víz éppen 8 perc alatt forrt fel.

Mennyi ideig kellett ettől kezdve forralni még a vizet ahhoz; hogy a pohárban az eredeti víz tömegének csak az 58%-a maradjon? Mindennemű veszteségtől eltekintünk.

A víz fajhője 4,2 kJ/kg •°C, a forráshője 2260 kJ/kg.

Berkes József

Számításos ("B") feladatok

"B1 " feladat

A 40 méter magas toronyból 20 m/s sebességgel függőlegesen lefelé hajítjuk az 1 kg tömegű testet. Ugyanabban a pillanatban, az eső test irányába, a talajról függőlegesen felfelé indítjuk a 3 kg tömegű testet, szintén 20 m/s kezdősebességgel. A két test a találkozásukkor rugalmatlanul ütközik, és összetapadva a talajra esik. A g értéke 10 m/s2.

a) A hajítás pillanatától számítva mennyi idő múlva esnek a talajra?

b) Mekkora a mozgási energiájuk a földet érés pillanatában?

Farkas László

"B2" feladat

Egy személygépkocsi üzemi hőmérsékleten 1 óra alatt átlagosan 5 liter benzint fogyaszt. A benzin égése során felszabaduló hő 30%-a hasznosítható, mintegy 30% biztosítja az üzemi hőmérsékletet és távozik a légárammal, a többi hőt el kell vezetni. Ezt a gépkocsi hűtőrendszere végzi úgy, hogy a motorblokkban a hengerek körül egy szivattyú vizet áramoltat. A hűtővíz a motorblokkban felveszi a hőt, majd a hűtőben leadja, és a cirkuláció során visszajut a motorblokkba. A hengerekhez érkező víz 85 °C hőmérsékletű, az onnan távozó víz hőmérséklete nem magasabb 100 °C-nál.

Mekkora sebességgel kell a szivattyúnak a vizet áramoltatni a 12 cm2 keresztmetszetű hűtőcsőben ahhoz, hogy a hűtés optimális legyen?

A benzin sűrűsége 700 kg/m3, vízé 1000 kg/m3, víz fajhője 4,2 kJ/kg-°C, benzin égéshője pedig 46000 kJ/kg.

Wöller László

"B3" feladat

ábra

Egy transzformátorról két izzólámpát működtetünk az alábbi ábra szerint. A primer tekercs menetszáma Np = 800, a szekunderé Nsz = 100. Az 1. izzólámpa teljesítménye P1 = 52 W, a 2. izzólámpáé P2 = 24 W, és erre az izzólámpára U2 = 12 V feszültség jut. A szekunder körben folyó áram erőssége éppen Isz, = 4 A. Az áramforrás és az ampermérők belső ellenállása valamint a transzformátor veszteségei elhanyagolhatók.

  1. Mekkora feszültség jut az 1. izzólámpára?
  2. Mekkora R értéke?
  3. Mekkora a primer feszültség?
  4. Mekkora a primer áramerősség?

Berkes József

Díjazott versenyzők

  1. NAGY RÓBERT (128 pont, Tápiószecső, Gróf Széchenyi István Általános Iskola, tanára: Almási János)
  2. BAZSÓ GÁBOR (127 p., Törökszentmiklós, Petőfi Sándor Általános Iskola, Sebestyén Ilona)
  3. STIPPINGER MARCELL (126 p., Sopron, Gárdonyi Géza Általános Iskola, Varga Alfréd)
  4. BÁNFI MIKLÓS (124 p., Szentgotthárd, Arany János Általános Iskola, Barankai Andrásné)
  5. TÓTH LÁSZLÓ RICHÁRD (123 p., Gyöngyös, Berze Nagy János Gimnázium és Szakiskola, Kiss Miklós)
  6. DOMJÁN DÁNIEL (121 p., Zalaegerszeg, Zrínyi Miklós Gimnázium, Pálovics Róbert)
  7. TIBORI TAMÁS TIBOLD (120 p., Debrecen, DE Kossuth Lajos Gyakorló Általános Iskola, Kotormán Mihály)
  8. KISS PÉTER (117 p., Salgótarján, Arany János Általános Iskola, Sztrémi Zsolt)
  9. VARJAS DÁNIEL (116 p., Dunaújváros, Petőfi Sándor Általános Iskola, Imre György)
    TÓTH JÓZSEF (116 p., Esztergom; Dobó Katalin Gimnázium, Mikolai Lászlóné)
    SZIJÁRTÓ ANDRÁS (116 p., Marcali, Noszlopy Gáspár Általános Iskola; Németh László, Bene József )

Ebben az évben második alkalommal került kiadásra a pénzjutalommal járó Öveges József Érem, melyet a verseny első helyezettje, NAGY RÓBERT és felkészítő tanára, ALMÁSI JÁNOS kapott. Az érmek végérvényes átadására a júniusban, Veszprémben, az Általános Iskolai Fizikatanári Ankéton és Eszközkiállításon került sor.

A zsűri a legjobb 18 versenyző teljesítményét (81% felett) díjazta. Ők az oktatási miniszter által aláírt oklevelet kaptak, valamint a Műszaki Könyvkiadó, a Nemzeti Tankönyvkiadó Rt. és SZŰV Nyírség Kft. támogatásából jelentős könyvjutalomban részesültek.

Ezen túlmenően a győztes versenyzőt a SZŰV Nyírség Kft. egy számológéppel, az Élet és Tudomány főszerkesztője, Herczeg János a lap egyéves előfizetésével jutalmazta. Bazsó Gábor, Stippinger Marcell, Bánfi Miklós, Tóth László Richárd és Domján Dániel a KöMaL egyéves, Tibori Tamás Tibold és Kiss Péter az Élet és Tudomány féléves előfizetésében részesültek.

A zsűri különdíjban, könyvjutalomban részesítette Bori Ágnest (Cegléd) az "A4"-es, Kiss Pétert a "B1"-es, Nagy Róbertet az "A3"-as és Varjas Dánielt a kísérleti ("K") feladat logikus, áttekinthető, szép megoldásáért, valamint Czibor Esztert (Zalaegerszeg), egyrészt, mint a legjobb eredményt (15. helyezés) elért lányversenyzőt, másrészt pedig az esztétikus, rendezett, szép kivitelű megoldásaiért. Hasonlóan egy-egy szép könyvet kapott minden határon túlról érkezett kisfizikus is.

Minden versenyző és felkészítő tanára emléklapot, valamint az Öveges József Fizikaverseny első öt évének feladatait és megoldásait tartalmazó könyvet vihetett haza.

Berkes József