Feladat: 5154. fizika feladat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Sághy Áron Tádé 
Füzet: 2020/március, 175 - 176. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Egyéb kinematika, Biológiával kapcsolatos feladatok
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2019/október: 5154. fizika feladat

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

A kerék forgását a szemünk a megfigyelhető küllők mozgása alapján képes érzékelni, vagyis annak megfelelően tudatosul bennünk a forgás iránya, hogy merre látjuk elfordulni a küllőket. A filmben a küllőket nem minden időpillanatban, hanem csak az egymást követő képkockákon látjuk. Ha a kerék két képkockája közötti 124s (kb. 0,0417s) alatt éppen annyit fordul el, hogy a küllők a korábbi képkockához képest az előttük lévő helyére érjenek, akkor nem látunk különbséget a képkockák között, és úgy fog tűnni, mintha a kerék nem is forogna. A kerék sebességét kiszámolhatjuk abból, hogy mennyi utat kell megtennie egységnyi idő alatt (v=s/t).
A 36 küllő 36 részre osztja a kerék kerületét, ami azt jelenti, hogy amíg az egyik küllő elfoglalja az előtte lévő helyét, a 2,5 m hosszú kerület 136 részét, azaz 0,0694 m-t kell megtennie a keréknek. Ezt az utat elosztva a megtételéhez szükséges idővel megkapjuk a kerékpár sebességét:

v=0,0694m0,0416s=1,67ms6kmh.

 

 Sághy Áron Tádé (Miskolc, Herman Ottó Gimn., 11. évf.)
 dolgozata alapján
 
Megjegyzések. 1. A megoldás során feltételeztük, hogy a biciklikerék küllői sugár irányúak. Ez a valóságban nem pontosan teljesül, a küllők kicsit ,,ferdén'', egymást keresztezve helyezkednek el. Ha ez nem így lenne, akkor a küllők nem (vagy csak a tengely és az abroncs egymáshoz viszonyított eltekeredése után) lennének képesek a meghajtott kerék tengelyére ható forgatónyomatékot az abroncsnak ,,átadni''.
2. A film képkockái 124 másodpercenként követik egymást, a filmet mégsem felvillanások sorozatának, hanem folytonosnak érzékeljük. Ezt az teszi lehetővé, hogy az agyunk ún. tudattalan része kitölti a hiányzó időközöket. Ha két kép között a kerék kevesebbet fordul el, mint a szomszédos küllők közötti szög fele, akkor a valódi (,,jó irányú'') mozgást érzékeljük. Ha az elfordulás ennél nagyobb, akkor az agyunk tudattalan működése úgy egészíti ki a hiányzó részeket, mintha a következő küllő fordult volna el a ,,rossz irányba'' (vagyis visszafelé). Ennek feltehetően az az oka, hogy ilyen ,,értelmezésben'' kisebb a szögelfordulás, és az agyunk ezt tartja valószínűbbnek.
 
 (G. P.)