A P. 4952. feladat (2017. szeptember)

P. 4952. Egy fizikaórán a tanár a következő feladat kiszámított eredményét szeretné kísérletileg is ellenőrizni (lásd a G. 587. gyakorlat megoldását a 371. oldalon és a honlapunkon):

"Egy kezdetben nyugalomban lévő, \(\displaystyle m=1{,}6\) kg tömegű, könnyen gördülő kiskocsira 0,5 s ideig 2 N nagyságú húzóerő hat, majd az erő megszűnte után szabadon gördül vízszintes pályán. Mekkora utat tett meg a kocsi az indulástól számított 1 másodperc alatt?"

Mekkorának válassza az ábrán látható nehezék \(\displaystyle M\) tömegét és a \(\displaystyle h\) távolságot? (A kocsikerekek, a csiga és a fonál tömege elhanyagolható.)

Közli: Gnädig Péter, Vácduka

(4 pont)

A beküldési határidő 2017. október 10-én LEJÁRT.

Megoldás. Az \(\displaystyle m\) tömegű kiskocsi és a súly gyorsulásának nagysága:

\(\displaystyle a=\frac{Mg}{m+M}.\)

A fonalat feszítő \(\displaystyle F\) erő a nehezék mozgásegyenletéből számítható:

\(\displaystyle Mg-F=Ma,\qquad F=\frac{mM}{m+M}g.\)

Ez akkor egyezik meg a megadott 2 newtonnal, ha \(\displaystyle M\approx 0{,}23~\)kg.

Ha \(\displaystyle h=s_1\approx 15,6~\)cm, akkor a fonál az indulástól számított 0,5 másodperc múlva meglazul, a továbbiakban nem fejt ki húzóerőt a kiskocsira. Ilyen adatok mellett a tanár (ha megméri, hogy hol lesz a kiskocsi az indítás után 1 másodperccel) kísérletileg ellenőrizheti az elméleti számítás helyességét.

Statisztika:

125 dolgozat érkezett.
4 pontot kapott:	82 versenyző.
3 pontot kapott:	4 versenyző.
2 pontot kapott:	11 versenyző.
1 pontot kapott:	20 versenyző.
0 pontot kapott:	5 versenyző.
Nem versenyszerű:	3 dolgozat.

A KöMaL 2017. szeptemberi fizika feladatai