Feladat: 153. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Szakács Árpád 
Füzet: 1994/január, 45 - 47. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Folyadékhozam, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1993/május: 153. fizika mérési feladat

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

Az alábbiakban az egyik versenyző beküldött dolgozatát közöljük, csaknem változatlan formában.

 
*
 
Mérési jegyzőkönyv

A mérés tárgya: Palackból kifolyó víz megfigyelése; a kifolyás ideje és a palack dőlésszöge közötti kapcsolat vizsgálata.
A mérést végzi: Szakács Árpád (Monor, József A. Gimn., III. o. t.)
A mérés helye: Monor, Mátyás kir. u. 30.
A méréshez felhasznált eszközök, anyagok: különböző méretű üvegek, szögmérő, súly, damil, csavar, falécek, U-alakú alumínium idom, befőttesgumi, kanna, tölcsér, stopperóra.
A mérés leírása: Először elkészítem a mérőeszközt. Egy falécre csavarral felerősítek egy kb. 15 cm hosszú alumínium idomot. A lécet kifúrom, majd a lyukon keresztül szárnyas csavarral hozzáerősítem egy másik léchez. A forgástengelyhez illesztem a szögmérő középpontját. (A szárnyas csavar könnyen és gyorsan állítható.) A csavar végére damilra függesztett súlyt akasztok, amely ‐ mint egy mutató ‐ jelzi a szögmérőn a két faléc egymással bezárt szögét, vagyis a mozgatható léc elfordításának mértékét.
A mérendő üveg térfogatát egy deciliteres beosztású mérőedény segítségével határoztam meg. Az U-idomra, mint egy sínre teszem és két befőttesgumival rögzítem a mérendő üveget. Ezután az üveget (függőleges helyzetben) színültig megtöltöm vízzel, majd elforgatom a kívánt szögben (miközben az üveg száját befogom a hüvelykujjammal). A szárnyas anyával rögzítem a lécet, elengedem az üveg száját, s ezzel egyszerre megindítom a stoppert. Amikor az üvegből az összes víz kifolyt, leállítom a stoppert.
Minden szögnél háromszor mérek és a mért időket átlagolom. A kapott értékeket α‐idő koordináta-rendszerben ábrázolom, majd a függvény képéből megpróbálok következtetéseket levonni, a jelenséget értelmezni.
A mérési eredmények:
α [fok]01020304050607080rumost [s]9,98,337,537,1376,867,210(5,8 dl)söröst [s]11,9311,369,48,938,869,2610,3(6 dl)rumost [s]4,063,43,1332,933,064,868,1(2,5 dl)borost [s]11,0610,18,88,538,89,0610,213,2(8,5 dl)

 
1. táblázat

 
 
A mérés kiértékelése: A mérési adatok azt mutatják, hogy 30‐50 fok közötti hajlásszögeknél folyik ki a leggyorsabban a víz az üvegből. Kicsiny szögeknél (csaknem függőlegesen lefelé fordított üvegnél) feltehetően azért folyik ki lassabban a víz, mert a levegőnek egy csaknem összefüggő vízrétegen kell áthatolnia, s ezt csak ,,bugyborékolva'', erős örvénylések közepette teheti meg. (Megfigyeltem, hogy a kifolyási idő lecsökkenthető, ha az üveget a megdöntése előtt szimmetriatengelye körül megforgatom.) A csaknem vízszintes üveg kiürülési ideje nagyon függ az üveg nyakának alakjától.
*

 
A fenti jegyzőkönyv hiányossága, hogy nem az összes mérési adatot, hanem csak azok átlagolt értékét tartalmazza, továbbá nem tesz említést a mérés pontosságáról, a hibák nagyságrendjéről és azok eredetéről. Az idő tizedmásodperc pontossággal, a szög pedig foknyi hibával mérhető, de ehhez még számottevő statisztikus ingadozás is járulhat. (Ennek oka pl. az üveg szájának elengedési módjában és az üvegben kavargó víz mozgásában keresendő.) A statisztikus ingadozások nagyságáról a többször megismételt mérés adatainak ,,szórása'' árulkodik, ez az információ azonban elvész, ha csak az átlagokat jegyezzük fel.
 
A Szerk.