Cím: Megoldásvázlatok a 2018/94. szám emelt szintű fizika gyakorló feladatsorához
Szerző(k):  Varga Balázs 
Füzet: 2018/május, 300 - 302. oldal  PDF file
Témakör(ök): Szakmai cikkek

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

Tesztfeladatok
123456789101112131415BAA  CCA  CDA  DBB  DBC  
 

Számolásos feladatok

 
1. A kilépő röntgenfoton energiáját a fékeződő elektrontól kapja. A legkisebb hullámhosszú foton frekvenciája a legnagyobb, ekkor az elektron teljes mozgási energiája a foton energiáját adja. Az elektron mozgási energiáját az elektromos mező eU munkája révén nyeri. Tehát eU=hf. Felhasználva a foton frekvenciája és hullámhossza közötti c=fλ összefüggést, megkapjuk a legkisebb hullámhossz értékét:
λ=hcUe=6,6310-34J s3108ms105V1,610-19C=1,2410-11m.  

 
2. a) Az ábra alapján
2α+2β=120ésφ=α+β,
vagyis φ=60.

 
 

b) Hasonló meggondolások alapján φ=90.
 
3. a) 86222Rn24α+84218X. Az X elem (mint az a periódusos rendszerből kinézhető) a polónium, Marie Curie és Pierre Curie fedezték fel, és Lengyelországról nevezték el.
b) Ha 88,6% elbomlik, akkor marad 11,4%. A bomlástörvény alapján:
0,114N=n2-t3,83nap.
Ebből megkapjuk, hogy 12 nap alatt bomlik el a radongáz 88,6%-a.
c) Az α-részecske mozgási energiája:
5,4861061,610-19J=8,77710-13J=12mv2.
Ebből az α-részecske sebessége 1,62107 m/s. Az impulzus megmaradás alapján mαvα=mPovPo. Mivel a polónium izotóp tömegszáma, így tömege is kb. 54,5- szerese az α-részecske tömegének, sebessége ugyanannyiad része az α-részecske sebességének, mintegy 3,0105 m/s nagyságú.
 
4. a) A töltött test egyensúlyban van, mert a rá ható erők eredője zérus. A töltésre hat a nehézségi erő (mg), a henger falának nyomóereje (Fnyomó), a rögzített töltések taszítóereje (FCoulomb), a henger fala által kifejtett tapadási súrlódási erő (Fsúrlódási) az ábrán látható módon.

 
 

Az egyensúly feltételéből adódó egyenletek:
mg=FsúrlódásiésFnyomó=F,
ahol F a két Coulomb-erő eredője. Kihasználva, hogy a súrlódási erő maximális értéke
Fsúrlódási(max)=μ0Fnyomó,
az alábbi egyenleteket kapjuk:
m(max)g=μ0FCoulomb2,aholFCoulomb=kq2(d2)2.
Behelyettesítve a megadott értékeket a maximális tömegre kb. 6,5 gramm adódik.
b) A töltött test most egyenletes körmozgást végez, tehát az eredő erő a kör közepe felé mutató
Fnyomó-F=m(d2)(2πn)2.
Felhasználva, hogy
m(max)g=Fsúrlódási(max)=μ0Fnyomó,
és
Fnyomó=2kq2(d2)2+m(max)(d2)(2πn)2,
majd behelyettesítve a megadott értékeket a maximális tömegre ebben az esetben
m(max)=2kq2(d2)2gμ0+(d2)(2πn)28,4g
adódik.