A XVIII. ÖVEGES JÓZSEF FIZIKAVERSENY ORSZÁGOS DÖNTŐJE

Juhász Nándor
Szeged, Rókusi Általános Iskola
Ősz György
Ács, Jókai Mór Általános Iskola
Vida József
Eger, Eszterházy Károly Főiskola

A verseny krónikája

Eredmények, díjazottak

A verseny feladatsora

1. A szoba asztalára két egyforma, vízzel félig telt üvegpoharat tettünk. Az egyik pohár kívülről, a másik belülről párásodik be. Hogyan lehetséges ez?
   1. ) Az egyik pohárban forró, a másikban jéghideg víz van. A meleg vizet tartalmazó pohár belülről, a hideg vizet tartalmazó pedig kívülről párásodik be.
   2. ) A tapasztalatok oka az, hogy mindkét pohárban szobahőmérsékletű víz van, de a két pohár falvastagsága különböző.
   3. ) Az egyik poharat a hideg erkélyről, a másikat a meleg sütőből hoztuk be. Ez utóbbi párásodik be kívülről.
   4. ) A két pohár különböző méretű. A nagyobb méretű pohár belülről, a kisebbik kívülről párásodik be.

2. Egy cipőjavító műhelyben a cipész munkaasztalát megvilágító lámpatestet két csigából álló szerkezettel lehet lejjebb engedni, vagy feljebb emelni. A rendszer bármely helyzetben egyensúlyban van. Minősítsd az állításokat, ha a mozgócsiga tömege elhanyagolható az ellensúly tömegéhez képest!
   1. ) Mindhárom zsinórt ugyanakkora erő feszíti, így az ellensúly kétszer nehezebb a lámpatestnél.
   2. ) A mozgócsiga mindkét zsinórját ugyanakkora erő feszíti, ezért a lámpatest fele akkora súlyú, mint az ellensúly.
   3. ) Az 1-es és a 3-as zsinórt ugyanakkora erő feszíti. Ugyanez mondható el a 2-es és a 3-as zsinórról is. Ennek értelmében az ellensúly és a lámpatest tömegaránya 2:1.
   4. ) Az ellensúlyt két zsinór tartja, a lámpát csak egy. Emiatt lehet a lámpatest harmad annyi súlyú, mint az ellensúly.

     

     

3. Egy ház előszobájában és a házhoz közeli melléképületben lévő műhelyben is elhelyeztek egy-egy elektromos csengőt. Az alábbi kapcsolási rajzok közül melyik mutatja helyesen azt, hogy a kapunál levő nyomógombbal egyidejűleg működtethető mindkét csengő?

   

4. Egy lombikot 10 °C hőmérsékletű vízzel teletöltöttünk, majd lezártuk egy olyan dugóval, amelynek a közepét átfúrtuk. A furaton keresztüldugtunk egy szorosan beleilleszkedő, vékony üvegcsövet. Az üvegcsőben a víz szintje - az ábrának megfelelően - felemelkedett.
   Mi történik a csőben levő víz szintjével, ha a lombikot egy nagy kád jeges vízbe tesszük, és megvárjuk, míg a lombikban levő víz hőmérséklete közel 0 °C-sá válik?
   1. ) Az üvegcsőben rövid ideig emelkedik a víz szintje, majd süllyed, és megállapodik a kezdeti szint alatti magasságban.
   2. ) Az üvegcsőben folyamatosan csökken a víz szintje mindaddig, amíg a lombikban is közel 0 °C lesz a vízhőmérséklet.
   3. ) Az üvegcsőben először nő a víz szintje, majd csökkenni kezd. Egy idő múlva ismét nő a vízszint, mindaddig, amíg a lombikban lévő víz hőmérséklete el nem éri a közel 0 °C-ot.
   4. ) Az üvegcsőben folyamatosan emelkedik a vízszint.

        

        

   
5. Egy nagy ellenállású króm-nikkel vezetődarabból gyűrűt formálunk az alábbi rajzon látható módon, majd az A és C pontjával áramkörbe kapcsoljuk.
   Ezt követően az eredetileg C ponthoz kapcsolódó érintkezőt áthelyezzük a D pontba, a szaggatott vonallal jelzettnek megfelelően.
   Az érintkező áthelyezése után:
   1. ) Az izzó nagyobb fényerővel világít.
   2. ) A voltmérő nagyobb feszültséget mutat.
   3. ) A B és C pontok közti gyűrűrészen a teljesítmény kisebb lesz.
   4. ) A CD gyűrűrész magasabb hőmérsékletű lesz, mint az AD gyűrűrész.

6. Hogyan érhető el 2 síktükör segítségével, hogy a másodikról visszaverődő fénysugár párhuzamos legyen az első tükörre beeső fénysugárral?
   1. ) A két síktükröt - tükröző felületükkel befelé - egymásra merőlegesen úgy helyezzük el, hogy az első tükörre eső fénysugár az első tükör síkjával 45°-os szöget zárjon be.
   2. ) Tükröző felületükkel befelé, egymásra merőlegesen elhelyezett két síktükör esetében a második tükörről visszavert fénysugár mindig a beeső fénysugárral párhuzamosan verődik vissza.
   3. ) A két síktükröt - tükröző felületükkel befelé - egymással tetszőleges nagyságú tompaszöget bezáróan helyezzük el. Ha a fénysugár az első tükörre 45°-os beesési szögben érkezik, akkor a másodikról visszavert fénysugár párhuzamos lesz az első tükörre érkezővel.
   4. ) Ha két síktükröt tükröző felületükkel egymással párhuzamosan szembefordítunk, úgy, hogy az egyikre tetszés szerinti szögben érkező fénysugár a visszaverődést követően ráeshessen a másik tükörre, akkor a második tükörről visszavert fénysugár párhuzamos lesz az elsőre beesővel.

7. Írd be az állítások előtti pontsorba az általad megfelelőnek tartott ábra sorszámát!
   .... Holdfogyatkozást észlelünk a Földön, Európában nyár van.
   .... Ausztráliában nyár van, a Föld bizonyos részein teljes napfogyatkozást figyelhetnek meg.
   .... A Föld a Nap és a Hold közé kerül, a déli féltekén tél van.
   .... Magyarországon, januári éjszakán holdfogyatkozásban gyönyörködhetnek az emberek.

1. Párhuzamosan kapcsolt 10 Ω és 20 Ω nagyságú ellenállások áramkörében két 6 V feszültségű áramforrás két különböző módon van bekötve (lásd az 1. és a 2. ábrát).

   

   Határozd meg a négy mérőműszer által jelzett értéket!
   Értékelés
   Ezzel a feladattal 8 pontot lehetett szerezni. Megoldásában 4,7 átlagpontot értek el a versenyzők, ami kerekítve 59%-os teljesítménynek felel meg. Hibátlanul csak a tanulók 13%-a oldotta meg a feladatot. Kevesen jöttek rá, hogy logikai következtetésekkel is el lehet jutni a megoldáshoz.

   

   Ez a feladat azért is okozott sokaknál problémát, mert szembe kapcsolt telepekkel kapcsolatos feladatot keveset oldottak meg. (Ilyen jellegű feladatot - legalábbis a döntőig eljutottak - kellett, hogy lássanak.)

2. Három azonos alapterületű, különböző anyagú hengerről az alábbiakat tudjuk:
   • térfogataik aránya: 1 : 2 : 3;
   • a három henger átlagos sűrűsége 2566,67 kg/m³;
   • az egyik henger rézből van, sűrűsége 8,9 kg/dm³;
   • a legnagyobb térfogatú hengernek a legkisebb a súlya;
   • a három henger együtt, ha mindhárman teljesen víz alatt vannak, 54 dm³ térfogatú vizet szorít ki egy vízzel teli medencéből;
   • a középmagas henger súlya 450 N;
   Mekkora a legnagyobb térfogatú henger anyagának a sűrűsége?

1. ) Határozd meg a jég olvadáshőjét a rendelkezésedre álló eszközök, anyagok segítségével!
2. ) A jég olvadáshője: L₀ = 334 kJ/kg. Mi lehet az oka annak, ha az általad kapott érték ettől eltér? Részletes indoklást adj!

• 150 ml-es műanyag mérőhenger;
• 0 °C-os jégkockák;
• 0,5 literes pohár vízzel;
• vízhőmérő.

Fizikatörténeti feladat 1