Cím: 1993. Ifjú Fizikusok Nemzetközi Versenye
Szerző(k):  Rajkovits Zsuzsa ,  Skrapits Lajos 
Füzet: 1993/január, 33 - 36. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Egyéb (KöMaL pontverseny is)

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Az Ifjú Fizikusok V. Nemzetközi Versenyét (Young Physicists' Tournament) 1992. június 24 és július 1 között a Moszkva melletti Protvinóban rendezték meg. A Szerpuhovi Részecskegyorsító szomszédságában zajló versenyen 12 csapat 5-5 ifjú fizikusa vett részt. Magyarországot ‐ amely már negyedszer szerepel ilyen versenyen ‐ a következő csapat képviselte:

 

Hódossy Balázs (Bp.,Babits M. Gimn.,tanára: Annár Gyula),
Lutz Géza (Kaposvár, Táncsics M. Gimn., tanára: Terlaky Edit),
Sallai László (Túrkeve, Ványai A. Gimn., tanára: Simon László),
Tóth Mihály (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn., tanára: Dvorák Cecília),
Zala Gábor (Bp., Berzsenyi D. Gimn., tanára: Baranyai Klára).
 

A csapat felkészítése az ELTE Általános Fizika Tanszékén történt, ahol diákjaink az előre megadott témákhoz kapcsolódó előadásokat hallgathattak meg és kísérleti munkát is végeztek. A felkészülést az MTA Műszerügyi Szolgálata termovíziós felvételekkel, az MTV pedig a lepkékről készült ismeretterjesztő film rendelkezésre bocsátásával segítette.
A korábbi évek gyakorlatát követő versenyen (részletesebben lásd a KöMaL 1991. évi 10. számát) csapatunk harmadik helyezési ért el. Külön érdekességet jelentett, hogy a résztvevők ellátogathattak a szerpuhovi óriásgyorsítóba, amely hosszú ideig a világ legnagyobb protonszinkrotronja volt.
A versenyen való részvétel költségeit az Eötvös Loránd Fizikai Társulat, az utazás költségeit a Művelődési és Közoktatási Minisztérium fedezte, amiért ezúton is köszönetet mondunk.
*

Az Ifjú Fizikusok VI. Nemzetközi Versenyének feladatai

 

Az 1993. évi versenyre az alábbi feladatok (vagy azok egy részének) megoldásával lehet benevezni. A pályázatok 1993. április 20-ig küldhetők be a KöMaL címére (Budapest, 114, Pf 68. 1525). Minden feladat külön lapon szerepeljen. A borítékra írjátok rá: ,,ifjú Fizikusok Nemzetközi Vetélkedője, 1993''.
 

1. TALÁLD KI MAGAD! Találjatok ki olyan feladatot, amelyben valamely tárgy kezdetben valahogyan mozog, majd bizonyos kölcsönhatás eredményeképpen hirtelen megváltoztatja a mozgásállapotát. Ennek keretében magyarázzatok el valamilyen érdekes jelenséget, majd számítással és kísérlettel igazoljátok az állításaitokat. A további részleteket dolgozzátok ki önállóan!
 

2-5. GRAVITÁCIÓ. Tegyük föl, hogy az univerzális gravitációs állandó (γ) értéke 1993. április 1. és május 1. között 10  százalékkal lecsökken! Milyen hatást gyakorol ez a folyamat ezen időtartam alatt, illetve később ‐ nevezetesen a Vl. IFNV megnyitásának pillanatában ‐ a világra általában, illetve konkrétan:
2. a Napra,
3. a Földre,
4. a légi közlekedésre és az űrhajózásra,
5. arra, ami neked személyesen fontos?
 

6. GAGARIN REKORDJA. Jurij Gagarin 1961. áprilisában sebességi világrekordot ért el, amikor kozmikus pályán körülrepülte a Földet. Javasoljatok olyan megoldást, amely a leggazdaságosabb ennek a rekordnak a felállításához. (Ne feledjük, hogy nem minden rekord hitelesíthető!)
 

7. NYOMÁS ÉS HŐMÉRSÉKLET. Magyarázzuk meg, mi az oka annak, hogy a lakásban levő, illetve a kinti légnyomás gyakorlatilag mindig egymással megegyező nagyságú, illetve gyorsan kiegyenlítődik, ugyanakkor a megfelelő belső és külső hőmérsékletek lényegesen különbözhetnek egymástól. Becsüljük meg a belső és külső nyomások, illetve hőmérsékletek kiegyenlítődéséhez szükséges időtartamokat! Mi a válasz ugyanezekre a kérdésekre egy űrhajó esetében?
 

8. DOMINÓ. Függőlegesen felállított, egymáshoz közel álló dominó-elemekből hosszú sort raktunk ki az asztalon. Ha az első elemet a másodikra döntjük, akkor a ,,borulási hullám'' végigszalad az egész soron. Számítsátok ki és kísérletileg is határozzátok meg a ,,borulási hullám'' maximális terjedési sebességét!
 

9 ‐ 10. ÁGYÚ. Az ábrán egy olyan elektromágneses ágyú elvi vázlata látható, amellyel fémgyűrűket lehet fellőni.
 
 

 

Jelmagyarázat:
 

V,K,C ‐ energiaforrás egység
V ‐ egyenfeszültségű telep, melynek feszültsége 10  V és 30  V között változtatható,
C ‐ kondenzátor, kapacitása C=1000μF,
K ‐ billenőkapcsoló,
L ‐ önindukciós tekercs,
M ‐ ferromágneses vasmag.
Á ‐ átalakító (valamilyen berendezés, amely az igényelteknek megfelelően átalakítja a C kondenzátorról az L önindukciós tekercsre érkező energiát). Ennek az elemnek nem szabad belső energiaforrást tartalmaznia! (Esetleg ki is hagyható az ágyúból.)
 

Gy ‐ fémgyűrű lövedék, amelynek tömege 1g és 100g közé esik.
 


Tervezzetek, készítsetek és mutassatok be ilyen elektromágneses ágyút! A Nemzetközi Verseny Szervezőbizottsága a V‐K‐C elemekből álló energiaforrást rendelkezésre fogja bocsátani.
Az ágyút kétféle változatban tervezzétek meg:
 

9. MESSZEHORDÓ ÁGYÚ. Ez a berendezés arra szolgál, hogy segítségével a fémgyűrűt a lehető legmagasabbra lehessen fellőni. Az ágyú hatékonyságát a H=Kh/U2 mennyiséggel fogjuk jellemezni, ahol h a lövedék emelkedési magassága, U az a feszültség, amelyre a kondenzátort feltöltöttük, K pedig egy arányossági tényező, számértéke 10000  V2.
 

10. SÚLYEMELŐ ÁGYÚ. A berendezés ezen változatánál a lövedék (fémgyűrű) emelése során végzett munkát szeretnénk maximalizálni. A hatékonyságra jellemző paraméter most: W=mgh, ahol m a ,,lövedék'' tömege, g=10  m/s2.
 

11. ÁTTÖLTÉS. Rendelkezésetekre áll egy C=1000μF-os, 10  V feszültségre feltöltött kondenzátor és egy töltetlen, Cx=1μF kapacitású kondenzátor. Tervezzetek meg és készítsetek el egy olyan (energiaforrást nem tartalmazó) berendezést, melynek segítségével a Cx kondenzátor a lehető legnagyobb feszültségre tölthető fel.
 

12. ENERGIAÁTADÁS. Rendelkezésetekre áll egy C=1000μF kapacitású, 300V feszültségre feltöltött kondenzátor. ,,Juttassátok el'' - vezeték felhasználása nélkül - a kondenzátor energiájának minél nagyobb hányadát 5m távolságra, és mérjétek is meg az átadott energiát. A felhasznált berendezés nem tartalmazhat energiaforrást.
 

13. MIKROHULLÁMÚ SÜTŐ. Miért nem tanácsos a tojást héjában főzni a mikrohullámú sütőben?
 

14. FORRÁS. Folyékony nitrogénnel töltött termoszba szobahőmérsékletű fémgolyót merítünk. Írjátok le a nitrogén ,,viharos'' párolgásának folyamatát, és határozzátok meg a párolgás g/s-ban mérhető q intenzitását az idő függvényében. A kísérletekben 2-4  cm átmérőjű golyókat használjatok.
 

15. LÉCKERÍTÉS. A mozgó kerékpár kerekét léckerítésen keresztül nézve az erősen deformáltnak látszik. Mennyire torzul el a kerék és miért?
 

16. A NAGY EGYESÍTÉS. A legújabb ismereteink szerint a részecskefizikai ,,Nagy Egyesítés'' 1024 eV nagyságrendű energiatartományban következik be. Becsüljük meg annak a részecskegyorsítónak a paramétereit, amellyel ekkora energiák érhetők el!
 

17. KARATE. A karate képesség, gyorsaság, erő és szépség! Dolgozzatok ki olyan objektív mennyiségi kritériumokat, amelyek teljesítésével a karate versenyző kiérdemli a ,,fekete övet''. Lehet, hogy Ti lesztek a FÖ ,,fekete öv'' nevű eszköz feltalálói is, amely hasznos lenne a bíráknak; illetve feltalálói egy komplett KRM (karatemérő) berendezésnek, amely még fontosabb a karatézóknak mesterségük továbbfejlesztéséhez.
 

*

Egy-egy versenyzőtől minél több megoldást kérünk, de nem szükséges valamennyi feladatot megoldani. (Néhány feladat igen gondos kidolgozása többet érhet, mint az összes feladatra beküldött igénytelen ,,megoldás''.) A kísérleti feladatoknál dolgozzatok ki eljárást (esetleg többet is) a kérdéses mennyiségek közötti kapcsolat mérésére, és a
mérést ténylegesen végezzétek is el! A nemzetközi verseny egyik legfontosabb része ugyanis a kísérletek bemutatása.
A legsikeresebb megoldók közül választjuk ki az 5 fős csapatot a Nemzetközi Versenyre, amelynek időpontjáról és helyéről az érdekelteket időben értesítjük. A verseny angol, illetve orosz nyelven zajlik. Kérjük, a pályázatban írjátok meg, hogy e két nyelv közül melyiket és milyen szinten értitek, beszélitek.
Kellemes és eredményes búvárkodást kívánunk valamennyi pályázónak!