Szerk
G. 893. A folyosó padlójára leterített, \(\displaystyle 4~\mathrm{m}\) hosszúságú szőnyeget négyrét (négy egyforma rétegben) összehajtjuk úgy, hogy bal oldali szegélyét (B) megfogjuk, és folyamatosan \(\displaystyle 20~\mathrm{cm}/\mathrm{s}\) nagyságú, vízszintes irányú sebességgel először jobbra, azután balra, majd ismét jobbra visszük. (Lásd az ábrát!)
a) Mennyi időt vesz igénybe a szőnyeg összehajtása?
b) Az összehajtás megkezdésétől mért \(\displaystyle 5~\mathrm{s}\) elteltével a szőnyegnek milyen hosszú darabja rendelkezik jobbra irányuló sebességgel? A szőnyeg vékony, könnyen hajtható anyagból készült, és nem csúszik meg a padlón. Az irányváltoztatások pillanatszerűen következnek be.
(4 pont)
Tornyai Sándor fizikaverseny, Hódmezővásárhely
Megoldás. a) A szőnyeg B szélét állandó \(\displaystyle v=20~\mathrm{cm}/\mathrm{s}\) sebességgel húzzuk, míg a J széle végig egy helyben marad. Az összehajtás lépései az 1. ábrán láthatók.
1. ábra]
Az 1. ábráról leolvasható, hogy a szőnyeg B széle (és vele együtt a kezünk) összesen \(\displaystyle s=6+4+2=12~\mathrm{m}\) utat tett meg. Ezt \(\displaystyle v=20~\mathrm{cm}/\mathrm{s}=0{,}2~\mathrm{m}/\mathrm{s}\) sebességgel
\(\displaystyle t=\frac{s}{v}=\frac{12~\mathrm{m}}{0{,}2~\mathrm{m/s}}=60~\mathrm{s}=1~\mathrm{perc} \)
idő alatt lehetett megtenni. Tehát a szőnyeg összehajtása 1 percig tartott.
b) \(\displaystyle t_1=5~\mathrm{s}\) alatt a szőnyeg B széle \(\displaystyle s_1=vt_1=0{,}2~\mathrm{cm}/\mathrm{s}\cdot 5~\mathrm{s}=1~\mathrm{m}\) utat tesz meg. Azonban a hajtás feleakkora sebességgel mozog, így eközben csak \(\displaystyle \tfrac{s_1}{2}=0{,}5~\mathrm{m}\)-t tesz meg, ahogy ez a 2. ábrán is látszik.
2. ábra
Ebből következően a szőnyegnek \(\displaystyle \tfrac{s_1}{2}=0{,}5~\mathrm{m}\) hosszú darabja fog ebben a pillanatban jobbra irányuló sebességgel rendelkezni.
Csikós Attila (Budapest, Városmajori Gimn., 9. évf.)
70 dolgozat érkezett. Helyes 22 megoldás. Kicsit hiányos (3 pont) 27, hiányos(1–2 pont) 18, hibás 3 dolgozat.
P. 5680. Amikor a \(\displaystyle 30^\circ\)-os hajlásszögű, vízszintes síkban folytatódó domboldalt mindenütt hó borította, Peti szokatlan módját választotta a szánkózásnak: az emelkedő aljától számított \(\displaystyle 5~\mathrm{m}\) távolságból különböző kezdősebességgel indult el.
a) Mekkora kezdősebesség esetében áll meg leghamarabb a szánkó?
b) Milyen hosszú utat tett meg felfelé az emelkedőn ebben az esetben a szánkó?
A szánkó pályája egybeesett a domboldal esésvonalával. A lejtő töréspontmentesen csatlakozik a vízszintes felülethez. A szánkó és a hó között a súrlódás elhanyagolható.
P. 5674. Egy hőerőgép egy \(\displaystyle C\) hőkapacitású, kezdetben \(\displaystyle T\) hőmérsékletű test és egy állandó \(\displaystyle T_0\) hőmérsékletű, nagy méretű hőtartály között üzemel.
Vizsgáljuk a következő két esetet: \(\displaystyle T=T_0+\Delta T\) és \(\displaystyle T=T_0-\Delta T\). Melyik esetben nyerhetünk több munkát?
Példatári feladat nyomán
I. megoldás. A maximális, reverzibilis folyamatban működő gép (Carnot-gép) által végzett munka a hatásfok folyamatos változása miatt mindkét esetben integrálással fejezhető ki.
P. 5679. Vízszintes talajon súrlódásmentesen mozoghat egy \(\displaystyle M\) tömegű, lapos felületű, kezdetben álló kiskocsi, amelynek egyik végén egy \(\displaystyle m=M/2\) tömegű, kicsiny hasáb helyezkedik el. A kiskocsi \(\displaystyle \ell=24~\mathrm{cm}\) hosszú, a rajta lévő hasáb és a kiskocsi között a súrlódási együttható \(\displaystyle \mu=0{,}2\).
a) Legfeljebb mekkora \(\displaystyle v_0\) sebességgel lökhetjük meg a kicsiny hasábot, hogy ne essen le a kiskocsiról?
b) Mekkora lesz a kiskocsi és a hasáb sebessége abban a pillanatban, amikor a hasáb lerepül a kiskocsiról, ha \(\displaystyle v_1=2v_0\) sebességgel lökjük meg a hasábot?
Közli: Wiedemann László, Budapest
Azok is figyelmesen olvassák el a Versenykiírást, akik tavaly már részt vettek versenyünkben.
Idén is matematikából, fizikából és informatikából indítunk versenyeket. Egyénileg, illetve csapatban is lehet versenyezni, a versenyek 9 hónapon keresztül, 2025. szeptemberétől 2026. június elejéig tartanak. Minden hónapban új feladatokat tűzünk ki, és a megoldásokat a következő hónap elejéig küldheted be. A verseny végeredményét a 2026. szeptemberi számunkban hirdetjük ki. A díjakat jövő ősszel, a KöMaL Ifjúsági Ankéton adjuk át.
A KöMaL kiadásának, a versenyek teljes lebonyolításának, díjazásának és a díjkiosztóval egybekötött Ifjúsági Ankétok szervezésének költségeit 2007 óta a MATFUND Középiskolai Matematikai és Fizikai Alapítvány fizeti.
Kérjük, személyi jövedelemadója 1%-ának felajánlásával álljon a több, mint 125 éve alapított Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok mellé!
