Kezdőlap


Feladat:	3083. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Friedl Zita , Tamás Bálint
Füzet:	1998/május, 299. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Légköri nyomás, Egyenletesen gyorsuló rendszerek, Mesterséges holdak, Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1997/szeptember: 3083. fizika feladat

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

A kabinban a mennyezet és a padló közötti (a légnyomáshoz képest igen kicsi) nyomáskülönbség a 3 m magas levegőoszlop súlyából (hidrosztatikai nyomásából) adódik. A feladat tehát az, hogy meghatározzuk ennek a levegőoszlopnak a súlyát különböző körülmények között. (A levegő sűrűségváltozásától eltekintünk.)
$a)$ Indulás előtt, amikor az űrrakéta a Földön áll, a levegőoszlop súlya $G = m g$ , így a kérdéses nyomáskülönbség

\begin{matrix} Δ p = \frac{G}{A} = ϱ g h = 38 Pa, \end{matrix}

ahol

A

a padló felülete,

h = 3

m és

ϱ = 1, 29

kg/m

^{3}

a normál állapotú levegő sűrűsége.

b)

Indulás után a levegőoszlopra ható erő

G + m a

(hiszen a levegőnek a rakétával együtt gyorsulnia is kell), innen

\begin{matrix} Δ p = \frac{G + m a}{A} = ϱ (g + a) h = 139 Pa . \end{matrix}

(Ezt az összefüggést ‐ kicsit leegyszerűsítve ‐ úgy is szokták magyarázni, hogy a gyorsuló testeknek

m a

értékkel látszólag ,,megnő a súlya''.)

c)

Amikor az űrhajó a Föld körüli pályán kering (hajtóművei ki vannak kapcsolva), akkor benne a testek (és így a levegő is) elveszítik a súlyukat, emiatt a mennyezet és a padló közötti nyomáskülönbség:

Δ p = 0.

Ugyanerre a következtetésre jutunk, ha a

b)

pontban megadott képletben

a

helyére

- g

-t (az űrhajó tényleges gyorsulását) írjuk.

Friedl Zita (Sopron, Széchenyi I. Gimn., 10. évf.),

Tamás Bálint (Győr, Révai M. Gimn., 12. évf.) és

Toka László (Budapest, Apáczai Csere J. Gyak. Gimn., 9. évf.) dolgozata alapján