Adventi problémamegoldó pontverseny, második forduló

Kérjük a használt internetes forrásokat feltüntetni! Enélkül az adott részponto(ka)t nem adjuk meg!

9-10. évfolyam

1. Dolgozzunk ki mérési eljárást, mekkora sebességgel hagyja el a gáz a sprayt! (4 pont)
2. Sokat lehet hallani afelől, hogy az amerikai foci a világ egyik  legveszélyesebb sportága. Mekkora erő hat egy 𝑣1=25 𝑘𝑚/ℎ-val futó,  m1=85 k𝑔 tömegű running back és egy vele szemben 𝑣2=15 𝑘𝑚/ℎ-val érkező, 𝑚2=100 𝑘𝑔-os linebacker között, ha utóbbi szerelése sikeres, és kb. 0,2 s alatt már mindketten a földre kerülnek? Milyen magasról kéne lennie az ágynak, ha alvás közben leesve ugyanekkora erőhatás érne minket? (4 pont)
3. Vajon hányszorosa a mozgólépcső és a rajta felfele igyekvő ember cipője között fellépő tapadási súrlódási és a nyomóerő, mint ha valaki egy hagyományos lépcsőn menne fel ugyanakkora relatív sebességgel? Mekkora a két esetben a közlekedő személyek teljesítménye? A mozgólépcső sebessége legyen 𝑣0=0,75 𝑚/𝑠! (5 pont)
4. Dolgozzunk ki mérési eljárást a vitálkapacitásunk mérésére! Ennek ismeretében becsüljük meg, egy belégzéssel mekkora anyagmennyiségű oxigén érkezik a szervezetünkbe! (4 pont)
5. Becsüljük meg, mennyi munkát végez a szívünk egy év alatt! Vegyük átlagos pulzusszámunkat 75-nek. (5 pont)
6. Gyakran panaszkodnak a fogyasztók arra, hogy amikor megvesznek egy zacskó chipset, akkor a zacskónak jó része csak levegő, chipsből a csomag méretéhez képest keveset tartalmaz. Ebből következően nem csak drágább lesz a termék, hanem rendkívül sok csomagolóanyag is pocsékba megy. Becsüljük meg, az eredeti csomagolás hány százalékával lehetne magát a chipset becsomagolni, legyenek a szeletek rendezetten vagy rendezetlenül! (5 pont)
7. Becsüljük meg, mekkora tömegű szén-dioxid távozik egy másfél literes szénsavas üdítőből, amikor felbontjuk azt! (4 pont)
8. Télen az utak gyakran latyakosak, így az útfelszínen a kisebb-nagyobb egyenetlenségek miatt tócsákban, pocsolyákban áll meg a víz, amit az autósok kitűnően föl tudnak fröcskölni, amikor áthaladnak felettük. De mitől is fröcskölődik föl a víz, miért nem folyik fel simán arrébb? Milyen  paraméterektől függ a fölfröcskölődés mértéke, azaz hogy mennyi víz milyen magasra és milyen szélességben jut el? Alkossunk modellt, értelmezzük és becsüljünk! (6 pont)
9. Mit értelmezünk pontosan a folyadékok mólhőjén vagy fajhőjén? Gondoljuk meg, hogy a hőmérséklet változtatásával a gázokhoz hasonlóan a folyadékok térfogata is változik (a sűrűségük a hőmérséklet függvénye). A térfogat kontrakcióhoz szükséges energiát is tartalmazza a mólhő? Alkossunk modellt, mely tisztázza ezen kérdéseket! (6 pont)
10. Becsüljük meg, mennyi idő alatt érkezne le a kb. 1640 méter mély Bajkál-tó aljára egy 𝑚=0,5 𝑘𝑔 tömegű, gömb alakú, a víz felszínén kezdősebesség nélkül elengedett ólomgolyó, ha a tó vizét teljesen nyugodtnak vesszük minden mélységen! (6 pont)

11-12. évfolyam

1. Vajon hányszorosa a mozgólépcső és a rajta felfele igyekvő ember cipője között fellépő tapadási súrlódási és a nyomóerő, mint ha valaki egy hagyományos lépcsőn menne fel ugyanakkora relatív sebességgel? Mekkora a két esetben a közlekedő személyek teljesítménye? A mozgólépcső sebessége legyen 𝑣0 = 0,75 𝑚/𝑠! (5 pont)
2. Becsüljük meg, mennyi munkát végez a szívünk egy év alatt! Vegyük átlagos
pulzusszámunkat 75-nek. (5 pont)
3. Gyakran panaszkodnak a fogyasztók arra, hogy amikor megvesznek egy zacskó chipset, akkor a zacskónak jó része csak levegő, chipsből a csomag méretéhez képest keveset tartalmaz. Ebből következően nem csak drágább lesz a termék, hanem rendkívül sok csomagolóanyag is pocsékba megy. Becsüljük meg, az eredeti csomagolás hány százalékával lehetne magát a chipset becsomagolni, legyenek a szeletek rendezetten vagy rendezetlenül! (5 pont)
4. Télen az utak gyakran latyakosak, így az útfelszínen a kisebb-nagyobb egyenetlenségek miatt tócsákban, pocsolyákban áll meg a víz, amit az autósok kitűnően föl tudnak fröcskölni, amikor áthaladnak felettük. De mitől is fröcskölődik föl a víz, miért nem folyik fel simán arrébb? Milyen  paraméterektől függ a fölfröcskölődés mértéke, azaz hogy mennyi víz milyen magasra és milyen szélességben jut el? Alkossunk modellt, értelmezzük és becsüljünk! (6 pont)
5. Mit értelmezünk pontosan a folyadékok mólhőjén vagy fajhőjén? Gondoljuk meg, hogy a hőmérséklet változtatásával a gázokhoz hasonlóan a folyadékok térfogata is változik (a sűrűségük a hőmérséklet függvénye). A  térfogat kontrakcióhoz szükséges energiát is tartalmazza a mólhő? Alkossunk modellt, mely tisztázza ezen kérdéseket! (6 pont)
6. Mi is az a hab? Milyen anyagok habosodhatnak fel más anyagok hozzáadása nélkül? A szappannak, mosószernek, tusfürdőnek melyik az a különleges tulajdonsága, amely képessé teszi őket a habok kialakítására? Számítsuk ki, hogy mekkora egy-egy félgömb alakú buborékot jellemző felületi energia annak sugara függvényében? Milyen paraméterek korlátozzák, hogy legfeljebb mekkora lehet egy félgömb alakú buborék? (5 pont)
7. Becsüljük meg, egy év során mekkora energiájú fényt nyelhetett el egy falevél, amely április elejétől október végéig csüngött egy bükkfán! (5 pont)
8. Einstein saját bevallása szerint azért kezdett el foglalkozni a  fénysebességgel majd a relativitáselmélettel, mert nagyon zavarta a következő jelenség: Amikor tükörbe nézünk, valójában múltbeli önmagunkat látjuk, hiszen idő kell, amíg a foton elér az arcunkról a tükörig, majd vissza a szemünkbe. Viszont ha a fényforráshoz képest a fotonok kibocsátási
irányának megfelelően fénysebességgel mozognánk, akkor nem keletkezne rólunk tükörkép. Ennek feloldása lett a speciális relativitáselmélet. Ennek tudatában válaszoljunk a következő kérdésekre: Mennyivel idővel régebbi önmagunkat látjuk a tükörben, ha attól 50 cm-re állunk? Hogyan változik ez az érték, ha a fénysebesség felével közlekedünk az ismertetett elrendezésnek megfelelően? (4 pont)
9. Mekkora egy szabályos test két átellenes csúcsa közti eredő ellenállás, ha csúcsok száma 𝑁 > 4, és ha mindegyik élet egy-egy 𝑅 ellenállással kötjük össze? (5 pont)10. Becsüljük meg, mennyi idő alatt érkezne le a kb. 1640 méter mély Bajkál-tó aljára egy 𝑚 = 0,5 𝑘𝑔 tömegű, gömb alakú, a víz felszínén kezdősebesség nélkül elengedett ólomgolyó, ha a tó vizét teljesen  nyugodtnak vesszük minden mélységen! (6 pont)

A feladatok szerzője a 11-12. évfolyam 9. feladatának kivételével: Kondákor Márk, 12.b
A feladatsort összeállította: Kondákor Márk, 12.b
A feladatsort lektorálta: Máth Benedek, 12.b és a fizika munkaközösség tanárai