Feladat: 1343. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Németh István 
Füzet: 1976/október, 89 - 90. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Egyenletesen gyorsuló rendszerek, Egyéb felhajtóerő, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1976/február: 1343. fizika feladat

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

Vizsgáljuk azt az esetet, amikor a tartálykocsiban levő szilárd test nem ér hozzá a tartály falához. Ekkor a testet az mg súlyerő és a felületen ható nyomóerők F eredője gyorsítja. A tartálykocsiban az olaj mindenütt a kocsival együtt gyorsul, és ugyanígy gyorsulna a szilárd test helyén levő m' tömegű olaj is, amire az m'g súlyerőn kívül ugyanaz az F erő hat, mint a szilárd testre, azaz

m'a=m'g+F.
Ha a test gyorsulása a tartálykocsihoz képest Δa, akkor
m(a+Δa)=mg+F.
Az előző két egyenlet alapján a relatív gyorsulás:
Δa=(g-a)[1-(m'/m)],
ami zérus, ha a szilárd test és az általa kiszorított olaj tömege azonos, azaz a test lebeg. Ha a test tömege kisebb, mint a kiszorított olaj tömege (m<m'), akkor a relatív gyorsulás függőleges vetülete ellentétes a gravitációs gyorsulással, a vízszintes vetület pedig egyirányú a kocsi gyorsulásának irányával. Ebből következik, hogy gyorsuláskor a könnyű test a tartálykocsi elülső felső részén, fékezéskor a hátsó felső részén helyezkedik el. Ugyanígy látható be, hogy a nehezebb test gyorsuláskor a kocsi hátsó alsó részén, fékezéskor az első alsó részén helyezkedik el.
 

 Németh István (Zalaegerszeg, Zrínyi M. Gimn., II. o. t.)