Fizikai Szemle honlap

Tartalomjegyzék

Fizikai Szemle 2008/5. 189.o.

MIKOLA-DÖNTŐ GYÖNGYÖSÖN

Kissné Császár Erzsébet, Kiss Miklós Berze Nagy János Gimnázium, Gyöngyös

fotóHuszonhetedik alkalommal került megrendezésre a Mikola Sándor Országos Tehetségkutató Fizikaverseny. A verseny tizedik évfolyamú döntője május 2-4-ig Sopronban, a kilencedik évfolyamú döntő május 4-6-ig Gyöngyösön volt. A versenyt a Vermes Miklós Országos Fizikus Tehetségápoló Alapítvány hirdette meg, az Oktatási Minisztérium, a gyöngyösi Berze Nagy János Gimnázium, a GYÖNGYÖK Mátra Művelődési Központ és Gyöngyös város támogatásával. A döntőt a Berze Nagy János Gimnázium és a GYÖNGYÖK Mátra Művelődési Központ szervezte.

Sajnos már eggyel több verseny volt a gyöngyösi, kilencedik évfolyamú döntő megálmodója, Kiss Lajos tanár úr nélkül, mint vele.

Az első fordulóban induló mintegy 3000 tanuló közel tizede írhatta meg a második fordulós dolgozatot, és ennek alapján ötvenen jutottak a gyöngyösi döntőbe. A döntősök 16 település 22 iskolájából érkeztek.

A korábban megszokott menetrendtől eltérően a döntő résztvevői vasárnapdélben érkeztek Gyöngyösre.

A verseny kezdetét egy rézfúvós trió jelezte, amelynek tagjai két diákunk, Pintér Ábel és Nagy Ádám, valamint a gyöngyösi Pátzay János Zeneiskola igazgatója, Jakkel Mihály Zsolt voltak.

A versenyt Czinder Péter, iskolánk igazgatója nyitotta meg. A zsűri elnöke Simon Péter, a pécsi Leőwey Klára Gimnázium tanára, tagjai Holics László, az ELTE Apáczai Csere János Gyakorló Gimnázium, Suhajda János, a kiskőrösi Petőfi Sándor Gimnázium és Farkas Béláné, a gyöngyösi Berze Nagy János Gimnázium tanára.

A megnyitót a 200 perces írásbeli forduló követte. Közben a kísérő tanárok Magyarország második leggazdagabb katolikus egyházi gyűjteményét nézték meg a Szent Bertalan- templom Kincstárában Juhász Ferenc esperes úr segítségével, Benyovszky Péter kalauzolásával. Utána Gyöngyös történelmével ismerkedhettek Gruber Csilla tanárnő vezetésével, most már együtt a versenyzők és az őket elkísérő tanárok.

A hétfő a mérés és a megoldások ismertetésének napja volt.

A verseny izgalmait az esti táncház segített feloldani, amelyet iskolánk tanárai, Ombódiné Madai Judit és Ombódi András vezettek. A versenyzők itt is bizonyították lelkesedésüket és rátermettségüket.

A keddi eredményhirdetés előtt Várkonyi Péter kutató, a gömböc egyik feltalálója, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszékéről - aki 1994-ben első lett a soproni Mikola-döntőben - tartott előadást A gömböc története címmel.

A zsűri úgy ítélte meg, hogy a diákok jó munkát végeztek. Volt egy hibátlan elméleti munka, és néhány szinte hibátlan mérés.

A Gimnázium kategória legjobb versenyzői:

Simon Péter, a zsűri elnöke átadja az oklevelet Varga Ádámnak, aki a Szilárd Leó Verseny után a Mikola-versenyt is megnyerte Várkonyi Péter előadás közben Gömböc-próba az előadás után
  1. Varga Ádám, a szegedi SZTE Ságvári Endre Gyakorló Gimnázium tanulója, tanára Tóth Károly, 100%- os elméleti és 90%-os mérési teljesítménnyel,
  2. Tamás Bence (kalocsai Szent István Gimnázium, Szőke Imre, 84% és 90%),
  3. Maknics András (szentendrei Móricz Zsigmond Gimnázium, Maknics Gábor és Rózsa Sándor, 84% és 74%).

A Szakközépiskola kategória legjobb versenyzője:

1. Béres Bertold (budapesti Puskás Tivadar Távközlési Technikum, Beregszászi Zoltán, 76% és 94%)

Különdíjasok:

Különdíjat kapott elméleti munkája alapján Varga Ádám, és mérési munkája alapján Balási Szabolcs (budapesti Fazekas Mihály Fővárosi Gyakorló Gimnázium, Szokolai Tibor).

Minden döntős oklevelet és ajándékot vehetett át, a legjobbak értékes díjakat, amelyeket a Mátrai Erőmű Zrt., a B. Braun Medical Kft., a Xella Magyarország Kft., a DEVON Kft., a Digiterm Kft., a Proftec Számítástechnikai és Kereskedelmi Kft., az Ecoplan, a GYÖNGYÖK Mátra Művelődési Központ és Gyöngyös Városa ajánlott fel.

A döntő nem jöhetett volna létre egy volt Mikola-döntős berzés (aki évek óta nagy segítséget nyújt), és egy 2004-ben Mikola-döntős budapesti versenyző édesapja anyagi támogatása nélkül. Ezúton is köszönjük!

További eredmények és részletek a verseny honlapján
( http://www.berze-nagy.sulinet.hu/mikola) találhatók.

Elméleti feladatok

Szakközépiskola

1. Egyik végén rögzített l hosszúságú fonálból és a másik végére akasztott m tömegű testből álló rendszer kúpingaként mozog úgy, hogy a fonál a függőlegessel 30°-os szöget alkot. Mennyi munka árán lehet a rendszert olyan helyzetbe hozni, hogy ez a szög 45°-os legyen? (Legyen l = 90 cm és m = 300 g!)

(Dudics Pál)

2. Egy kis méretű gumilabdát 30°-os hajlásszögű sima, rögzített lejtő felett, kezdősebesség nélkül elengedve az a lejtő aljától 80 cm távolságban, vízszintes irányban pattan vissza a felületről.
  1. ) Hány százalékos az ütközéskor fellépő mechanikai energiaveszteség?
  2. ) Milyen magasról ejtsük a labdát, hogy az ne ütközzön még egyszer a lejtővel?

(A közegellenállás és a súrlódás elhanyagolható. Számoljunk g = 10 m/s2-tel!)

(Szkladányi András)

3. feladat (szakközép)3. α = 30°-os hajlásszögű lejtő alján L = 1,8 m hosszú, D = 12 N/m direkciós erejű csavarrugó van kitámasztva az ábra szerint. A rugó felső végétől d = 1 m-re elhelyezett, kisméretű, m = 1,6 kg tömegű test kezdősebesség nélkül lecsúszik, és a rugónak ütközik. Mekkora lesz mozgása során a test legnagyobb sebessége, ha
  1. ) a súrlódás elhanyagolhatóan kicsiny,
  2. ) ha a súrlódás együtthatója µ = 0,2?

(Holics László)

4. feladat (szakközép)4. Kis méretű test súrlódásmentesen mozog, az ábrán látható módon, két csatlakozó körívből kialakított jeges pályán.
  1. ) Mekkora h magasságból kell elindítani a testet, hogy α = 30°-nál váljon el a kör alakú lejtőtől?
  2. ) Hol érkezik a vízszintes talajra az elválás helyéhez viszonyítva?
A két körív sugara: 15 · 31/2  m ≈ 26 m (g = 10 m/s).
A súrlódás és közegellenállás elhanyagolható. (

Kiss Miklós

) Gimnázium

1. feladat (gimn.)1. Egy nagy tömegű dugattyú lefelé mozog állandó, 2 m/s sebességgel, amelyet elhanyagolható idő alatt, hirtelen vett fel. A dugattyún kezdetben egy kis tömegű golyó nyugodott, amely a dugattyú indulása után szabadon kezdett esni. Amikor utolérte a dugattyút, azzal rugalmasan ütközött.
  1. ) Mennyi idő alatt ütközött a golyó tízszer?
  2. ) Mekkora utat tett meg a golyó az indulástól a tizedik ütközésig?

(Vegyük a nehézségi gyorsulás nagyságát 10 m/s2-nek, az ütközéseket tekintsük pillanatszerűnek!)

(Kiss Miklós)

2. feladat (gimn.)2. m = 2 g tömegű kicsiny testet v = 5 m/s kezdősebességgel felfelé lökünk egy α = 30°-os hajlásszögű lejtő síkjában. A sebességvektor a lejtő oldalával β = 60°-os szöget zár be.
  1. ) Mennyi idő alatt éri el a kis test a minimális mozgási energiájú állapotát?
  2. ) Adjuk meg és ábrázoljuk a test mozgási energiáját az idő függvényében addig, ameddig a sebességének iránya 60°-kal tér el az eredeti irányától! (Minden súrlódás, közegellenállás elhanyagolható. Számoljunk g = 10 m/s2-tel!)

    (Horváth Gábor)

3. Vízszintes, érdes síkon nyugvó kisméretű, m = 0,5 kg tömegű korong L = 2,5 m hosszú fonállal van kikötve egy cövekhez. Az egyenes fonálra merőleges pályán egy 2m tömegű korong v = 6 m/s sebességgel érkezik, és abszolút rugalmasan ütközik a fonál végéhez kötött koronggal.
  1. ) Mekkora a fonálban ható erő akkor, amikor a fonál φ = 120°-kal elfordult? A talaj és a korongok közötti súrlódási együttható µ = 0,4. Az ütközés pillanatszerű.
  2. ) Mekkora ebben a pillanatban a korongra ható eredő erő?
  3. ) Milyen távol lesz egymástól ekkor a két korong?

(Holics László)

4. feladat (gimn.)4. Vízszintes, súrlódásmentes felületen egy L = 35 cm hosszú, elhanyagolható tömegű rudat tartunk labilis egyensúlyi helyzetben. A rúd végeihez kis méretű, m = 0,2 kg tömegű golyókat erősítettünk. Egy adott pillanatban a rudat elengedjük.
  1. ) Mekkora a golyók mozgási energiája akkor, amikor a felső golyó a talajba csapódik?
  2. ) Mekkora a golyók sebessége abban a pillanatban, amikor a rúd α = 60°-os szöget zár be a függőleges iránnyal?

(Kotek László)

Mérési feladat

Csúszási súrlódás vizsgálata

Eszközök
Bunsen-állvány, rögzítő dióval és kémcsőfogóval; léc (favonalzó) befogatva; cérna nehezékkel; pénzérme (100 Ft-os); indigópapír; 30 cm-es műanyagvonalzó; papír és mm-papír; rajztábla.

A mérés menete

mérési feladat (gimn.) A léc 45°-os szögben rögzítve van a kémcsőfogó és a szorítódió segítségével. Helyezd el az érmét a lécen, és engedd lecsúszni! Mérd meg az ábrán bejelölt értékeket, és ezek segítségével határozd meg a fa és az érme közötti csúszási súrlódási együtthatót. (A berendezést nem célszerű szétszedni, elállítani, az adott elrendezésből hozd ki a legtöbbet!)

A mérésben segítségedre van az indigópapír, amelyre az érme, ha ráesik, megjelöli az alatta lévő papíron a becsapódás helyét. A papírt a rajztáblához tudod rögzíteni.

Feladatok

  1. Mérd meg a szükséges adatokat: a lejtő l hosszát, a lejtő aljának a vízszintes feletti y magasságát, majd a lecsúszó és utána repülő érme becsapódásának x helyét!
  2. Tervezd meg, hogy ezekből az adatokból hogyan határozható meg a csúszási súrlódási együttható!
  3. Számold ki mérési adataid alapján a ? értékét!
  4. Mekkora az érme v sebessége a léctől való elválás pillanatában?
  5. Mennyi idő alatt csúszik az érme végig a lécen?

A becsapódásokat rögzítő lapot is mellékeld a mérési jegyzőkönyvedhez!

A mérést a feladatban megadott módon kell elvégezned! Nem értékeljük a µ értékének bármilyen más módon való meghatározását!

(Kiss Miklós)