Cím: 1992-93. Beszámoló a fizika OKTV-ről
Szerző(k):  Holics László 
Füzet: 1993/november, 421 - 425. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): OKTV

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

A fizika OKTV-t három kategóriában rendeztük meg. Az I. kategóriában a szakközépiskolások versenyeztek. A II. kategóriába tartozott minden harmadik osztályos tanuló (kivéve a speciális fizika és az ún. komplex természettudományi tantervű osztályokat), továbbá azok a negyedik osztályos tanulók, akik fizikából nem vettek részt fakultáción. A III. kategóriába tartoznak a fizika fakultáción résztvevő negyedik osztályos tanulók, valamint a speciális és a komplex tantervű harmadik és negyedik osztályos tanulók.
A verseny első, iskolai fordulóját 1992. decemberében tartották, ezen összesen 4151 tanuló vett részt. Az 1993. februárjában megrendezett második írásbeli fordulóra 207 tanulót hívtak be. A harmadik, mérési fordulót áprilisban rendezték meg, a szakközépiskolások Szegeden, a József Attila Tudományegyetemen, a gimnazisták pedig Budapesten, az Eötvös Loránd Tudományegyetemen oldhatták meg a kísérleti feladatot. Az alábbiakban ismertetjük a verseny második fordulójának feladatait (ezek megoldása megtalálható a Fizikai Szemle 1993. évi 10. számában), valamint röviden utalunk a kísérleti fordulóban szereplő problémákra is.

 

Az I. kategória (szakközépiskolások) feladatai
 
 

1. feladat. Vízszintes síkon nyugvó M tömegű hasáb közepén álló vékony oszlop tetejéhez erősített l hosszúságú fonál végéhez m tömegű pontszerű golyót függesztettünk. Az így kapott fonálingát a vízszintesig kitérítjük, majd nyugalmi helyzetéből elengedjük. Mekkora szöget zár be a fonál a függőlegessel, amikor a hasáb megcsúszik, ha a hasáb és a talaj közötti súrlódás együtthatója μ0?(M=2  kg,m=1  kg,μ0=0,2.)
 
 

(Holics László)
 

2. feladat. Vízbontó készülék mindhárom szárának keresztmetszete A=4  cm2 területű. Kezdetben a szárakban egyenlő hosszú a vízoszlop, a két szélső csőben nincs a víz felett levegő. Mennyi idő múlva emelkedik a középső csőben Δh=1m-t a vízszint, ha a készülék percenként 0,6 mg hidrogént választ ki? Mekkora (átlag-)sebességgel kúszik fel a vízoszlop? A hőmérséklet 27C. (Számoljunk g=10  m/s2-tel, a külső légnyomás p0=105Pa, ϱ=103  kg/m3.)
 
 

(Holics László)
 
 

3. feladat. Áramforrás AB kapcsaira sorba kötünk egy L=2 H induktivitású tekercset és egy C=500μF kapacitású kondenzátort. Az ohmos ellenállás elhanyagolható. Egy adott időpillanatban I=1A-es áram folyik és UC=1 V feszültség van a kondenzátoron az ábrán látható irányban, ill. polaritással.
 
 

Mennyi idő múlva lesz az A és B pontok közötti feszültség zérus, ha az áramerősség
a) 50 Hz frekvenciával szinuszosan változik?
b) 0,8 A/s sebességgel egyenletesen csökken?
c) az a), ill. b) pont szerint változik, de az eddigivel ellentétes irányú?
 

(Jurisits József)
 

A II. és III. kategória (valamennyi gimnazista) feladatai
 

1. feladat. Vízszintes síkhoz törésmentesen csatlakozó lejtőről kisméretű, m=1 kg tömegű test csúszik le kezdősebesség nélkül egy M tömegű kocsira, amelyre középen R=0,36 m sugarú félhenger-palást van rögzítve az ábra szerint. A kis test ennek legfelső pontjáig jut el és ott megáll, majd függőleges pályán szabadeséssel folytatja útját, és éppen a kocsi szélére esik. A súrlódás mindenütt elhanyagolható.
 
 

a) Legalább milyen hosszú a kocsi?
b) Mekkora a kocsi tömege?
c) Milyen h magasságból csúszott le a test?
 

(Holics László)
 

2. feladat. Azonos az I. kategória 2. feladatával.
 

3. feladat. Rézből készült tömör, négyzetes keresztmetszetű gyűrű belső sugara Rb=5 cm, külső sugara Rk=7 cm. A gyűrű szimmetriatengelyével párhuzamos, homogén mágneses mezőben van, amelynek B=0,2 T indukciója Δt=2 s alatt egyenletesen ellenkezőjére változik.
 
 
 
a)      b)
 

Mekkora a gyűrűben a vezetési elektronok rendezett mozgásának v (ún. drift-)sebessége és ω szögsebessége a tengelytől mért r távolság függvényében, ha a homogén mező
a) a gyűrű teljes Rb sugarú belsejét tölti ki?
b) a teljes gyűrű benne van a mágneses mezőben?
 

(Holics László)
 

*
 

A kísérleti forduló feladatai
 

A szakközépiskolások két mérési feladatot kaptak, mindkettőnél 2 órányi idő állt rendelkezésre. Az egyik kísérletben néhány, különböző faanyagból készített, az egyik végén fonallal felfüggesztett rudat fokozatosan vízbe merítettek és mérték a bemerülő rész hosszát a felfüggesztési magasság függvényében. A mérési adatokból ‐ némi számolás után ‐ meg lehetett határozni a faanyagok sűrűségét, majd ezek ismeretében egy másik folyadék (rézszulfát-oldat) sűrűségét és a koncentrációját is meg tudták mérni a versenyzők. A másik kísérletben He ‐ Ne lézer fényének hullámhosszát mérték ismert szélességű résen való fényelhajlás tanulmányozásával. A hullámhossz ismeretében különböző tárgyakkal létrehozott elhajlási képeket vizsgáltak a versenyzők, s ezekből a tárgyak adataira következtethettek.
A gimnazisták versenyében egyetlen mérési feladat szerepelt: a tanulók glicerinoldat itatóspapírba törénő beszívódását tanulmányozták. A méréseket 10, 20 és 40 százalékos oldattal végezték. Két üveglemez közé helyezett vízszintes papírcsíknál mérték a beszívódási front helyzetét az idő függvényében. Az adatokat ábrázolták, közöttük függvénykapcsolatokat kerestek, illetve értelmezték a jelenséget és megvizsgálták, hogyan függ a beszívódás sebessége (az egyéb módszerrel mérendő) viszkózitástól.
 

A verseny végeredménye
 

A verseny elbírálása a 2. (írásbeli) és a 3. (kísérleti) fordulón mutatott teljesítmény alapján történt. Az I. kategóriában 5, a II. és III. kategóriában pedig 10 - 10 versenyző ért el helyezést. A többi, döntőbe jutott tanuló miniszteri dicséretet, további 18 tanuló pedig megyei, illetve fővárosi dicséretet kapott.
 

A fizika I. kategória eredménye:
 

I. díj: Mészáros Levente (Bp., Egressy G. Ipari Szki. IV o. t., tanára: Zentai Magda), II. díj: Kopros Tibor (Paks, Energetikai Szak. Int. IV. o. t., tanára: Csajági Sándor), III. díj: Benkó Tibor (Bp., Egressy G. Ipari Szki. III. o. t., tanára: Füredi András), 4. hely: Andrell Tamás (Pécs, Zipernovszky K. Ipari Szki. IV. o. t., tanárai: Kiss Jenő, Papp László), 5. hely: Dombi László (Debrecen, Gábor D. Elektronikai Műszaki Középisk. IV. o. t., tanára: Kopcsa József).
 

További helyezettek: 6. Horváth Szilárd (Vác, Boronkay Gy. Műszaki Szki. IV. o. t., tanára: Arany Tóth László), 7 - 8. Bukta Csaba (Eger, 212. Szki. IV. o. t., tanára: Hevesi Géza), Gazdag Károly (Barcs, Vízügyi Szki. III. o. t., tanára: Horváth Ferenc), 9. Antal Zita (Dunaújváros, Rudas L. Szki. IV. o. t., tanára: Liptákné Albert Zsuzsa), 10. Rózsa Szabolcs (Barcs, Vízügyi Szki. IV o. t, tanára: Horváth Ferenc), 11. Sinai Sándor (Debrecen, Gábor D. Elektronikai Műszaki Középisk. IV. o. t., tanára: Kopcsa József), 12. Bonyhádi Zsolt (Pécs, Pollack M. Szki. IV. o. t., tanára: Szepes Lajos).
 

A fizika II. kategória eredménye:
 
I. díj: Horvai Péter (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn. III. o. t., tanára: Horváth Gábor),
II. díj: Borgulya Gábor (Pécs, Nagy Lajos Gimn. IV. o. t., tanára: Kállay Miklósné),
III. díj: Kucsera Henrik (Szeged, Radnóti M. Gimn. IV. o. t., tanárai: Mike János, Vincze István);
4. hely: Waldhauser Tamás (Pécs, Janus Pannonius Gimn. IV. o. t., tanára: Keresztesné Borsos Sarolta), 5. hely: Faragó Gergely (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn. III. o. t., tanára: Horváth Gábor), 6. hely: Gefferth András (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn. III. o. t., tanára: Horváth Gábor), 7. hely: Bíró Tamás (Bp., Berzsenyi D. Gimn. IV. o. t., tanárai: Hubert Györgyné, Istók Katalin), 8. hely: Urbán Péter (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn. III. o. t., tanára: Horváth Gábor), 9. hely: Bajusz Péter (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn. III. o. t., tanára: Horváth Gábor), 10. hely: Költl Péter (Győr, Révai M. Gimn. III. o. t., tanárai: Székely László, Somogyi Sándor).
További helyezettek: 11. Halbritter András (Győr, Czuczor G. Bencés Gimn. III. o. t., tanára: Csonka László), 12. Perger Tamás (Érd, Vörösmarty M. Gimn. III. o. t., tanára: Varga László).
 

A fizika III. kategória eredménye:
 

I. díj: Molnár Lajos (Debrecen, KLTE Gyak. Gimn. IV. o. t., tanára: Farkas József),
II. díj: Katz Sándor (Bonyhád, Petőfi S. Evangélikus Gimn. IV. o. t., tanárai: Erdélyesi János, Jurisits József),
III. díj: Veres Gábor (Balassagyarmat, Balassi B. Gimn. IV. o. t., tanárai: Bognár Mihályné, Fűrész István);
4. hely: Sallai László (Túrkeve, Ványai A. Gimn. IV. o. t., tanára: Simon László), 5. hely: Székely Sándor (Kecskemét, Katona J. Gimn. IV. o. t., tanára: Németh Ágnes), 6. hely: Zsenei András (Bp., Radnóti M. Gyak. Gimn. IV. o. t., tanárai: Varga Antal, Tomcsányi Péter), 7. hely: Dolowschiák Márk (Bp., Apáczai Csere J. Gyak. Gimn. IV o. t., tanára: Flórik György), 8. hely: Kovács András (Fazakas M. Főv. Gyak. Gimn. IV. o. t., tanára: Dvorák Cecília), 9. hely: Gerencsér Ákos (Bp., Apáczai Csere J. Gyak. Gimn. IV. o. t., tanára: Flórik György), 10 hely: Gyenei László (Kecskemét, Katona J. Gimn. IV. o. t., tanára: Németh Ágnes).
 

További helyezettek: 11. Csaba György (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn. IV. o. t., tanára: Tóth László), 12. Szemán Péter (Bp., Apáczai Csere J. Gyak. Gimn. IV. o. t., tanára: Pákó Gyula).