Cím: Megoldásvázlatok a 2017/9. szám emelt szintű fizika gyakorló feladatsorához
Szerző(k):  Varga Balázs 
Füzet: 2018/január, 41 - 42. oldal  PDF file
Témakör(ök): Szakmai cikkek
Hivatkozás(ok):2017/december: Gyakorló feladatsor emelt szintű fizika érettségire

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

Tesztfeladatok
123456789101112131415CBBCAACCBACDBCC
 

Számolásos feladatok

1. a)
p [Pa]V [m3]  T [K]1. állapot  2105     0,1    500  2. állapot  105     0,1    250  3. állapot  105   0,2    500  



b)

 

c) Az első részfolyamatban nincs térfogatváltozás, ezért a munka nulla, a másodikban pΔV=10 kJ nagyságú munkát végez a gáz.
d) Mivel a kezdeti és a végső hőmérséklet azonos, a folyamat során a belső energia változása zérus. Az I. főtétel értelmében amennyi a gáz munkavégzése, annyi hőt kell felvegyen, vagyis 10 kJ-t.
 
2. a) A voltmérőn és az ellenálláson ugyanaz az áram folyik, ezért az ellenálláson tizedakkora feszültség esik, mint a voltmérőn. Összesen a kettőn ezért U0=1,191V100V, ekkora volt a beállított egyenfeszültség.
b) Az áramkör ohmos ellenállása (a párhuzamosan kapcsolt 1 kΩ-os és 10 kΩ-os ellenállás eredője) Reredő=909Ω. A kondenzátor kapacitása az a) kérdésben megadott töltés és feszültség hányadosa:
C=320μC91V=3,5μF.
Ennek megfelelően a kapacitív ellenállás
XC=12πfC910Ω.
Az áramkörben folyó áram effektív értéke
I=U0Z=U0Reredő2+XC2=230V1286Ω=0,18A,  
ahonnan az ellenállásra jutó (keresett) feszültség
U=IReredő=163V.  

 
3. A szögemeltyű egy kétoldalú emelőként működik, tehát ahhoz, hogy a gumitömítés 14 N erővel nyomja a szelepet, az emeltyű végét F=2 N erővel kell fölfelé nyomja az úszó. Az úszó egyensúlyban van, a rá ható három erő eredője zérus.
mg+F-Vbemerülőϱvízg=0,
ahol F az az erő, amivel az emeltyű vége nyomja le az úszót (ami ugyanakkora, mint amivel az úszó nyomja fölfelé az emeltyű végét). Az adatokat behelyettesítve és az egyenletet rendezve, a bemerülő térfogatrészre 2,2510-4m3 adódik. Ez az úszó térfogatának háromnegyed része.
 
4. a) ω0=2πn010,51s.
b) Mivel a fékezés egyenletes, az átlagos fordulatszám a kezdeti (maximális) fordulatszám fele, így a fékezés alatti fordulatok száma
N=12n0Δt=2,5.

c) A kereket a csúszási súrlódási erő forgatónyomatéka fékezi le. A
μFnyomór=Θω0Δt
mozgásegyenletből a nyomóerőre 7 N-t kapunk.
d) A kerék szélső pontja egyenletesen változó körmozgást végez, ezért a sebességének nagysága is és iránya is változik. A gyorsulásvektor két összetevője az érintőirányú
a1=rβ=rω0Δt1,241s2
és a sugárirányú a2=rω2, ez utóbbihoz meg kell határozni a szögsebességet a megállás előtt 0,6 s-mal. Ez ugyanannyi, mint amit nulla szögsebességről indulva ugyanekkora szöggyorsulással 0,6 s alatt elérne, vagyis
ω=βt=2,11s.
Ezt felhasználva a centripetális gyorsulás: a2=1,56m/s2. A két gyorsuláskomponensből a Pitagorasz-tétel segítségével megkapjuk a keresett gyorsulást: a2m/s2.