Feladat:	338. fizika mérési feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):	Nagy Gergely
Füzet:	2014/április, 234 - 235. oldal		PDF  |  MathML
Témakör(ök):	Mérési feladat, Mechanikai mérés
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 2014/január: 338. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.   Megoldás. A mennyezetről lógó ruhaszárítónk 20 mm átmérőjű fém csövét használtam a kísérlet elvégzéséhez. A törülköző hossza $L=\left(131\pm 1\right)$ cm, tömege $357\pm 1$ g volt. A törülközőt a csőre helyezve beállítottam a megcsúszás határhelyzetét, és megmértem (a cső tetejétől) az ${\ell }_1$ hosszúságot. Ezután ‐ egy 1 g pontosságú digitális konyhamérlegen ‐ megmértem a vízzel teli palack tömegét, majd valamennyi vizet a kiterített törülközőre locsolva (a lehetőségekhez képest egyenletesen eloszlatva) megismételtem a mérést. A két tömeg különbségéből következtettem a törülköző által felszívott víz tömegére. Később, amikor már sok víz került a törülközőbe, ez az eljárás kevésbé bizonyult használhatónak, mert a törülköző nem szívta fel az összes vizet, ezért inkább a vizes törülköző tömegét mértem meg, és a száraz törülköző tömegével hasonlítottam össze. (A két módszer közti váltás $m_{\text{víz}}=313$ g és $m_{\text{víz}}=420$ g között történt, ekkor a két eljárás eredményének különbsége mindössze 10 g volt.) Az ${\ell }_2$ hosszúságot az $L-{\ell }_2\approx {\ell }_1$ összefüggésből számoltam ki. A két hosszúság arányának vizsgálása volt a feladatunk. A víz mennyiségét 0 és 888 gramm között 10 lépésben változtattam. Minden vízmennyiségnél 3 alkalommal mértem a lelógó rész hosszát, ezek átlagát és az átlagtól való eltérés (szórás) abszolút és relatív nagyságát táblázatba foglaltam, majd az átlagolt adatokat grafikusan ábrázoltam.     A grafikon alapján az ${\ell }_1/{\ell }_2$ arány a víztartalom függvényében meredeken (vélhetően exponenciálisan) csökken és egy állandóhoz (kb. 0,1-hez) tart.   Megjegyzés. Több versenyző megpróbált a mérési adatokból a törülköző és a törülközőtartó rúd közötti súrlódási együttható nagyságára következtetni, de általában hibás formulák alapján tették azt. A kötélsúrlódás elméleti alapja meglehetősen bonyolult (a kiértékelés egy exponenciális függvénnyel leírható képlet alkalmazását igényelné), emiatt a súrlódási együttható kiszámítása nem is képezte a mérési feladat részét.