Az ősmaradványok tanúsága szerint egy bizonyos fajta dinoszaurusz feje a szívénél $20\ \mathrm{m\small é\normalsize terrel}$ volt magasabban, a szív a talaj felett $8\ \mathrm{m}$ magasságban helyezkedett el.
$\bigg($A vér sűrűsége $\varrho=1060\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}},\ g=9,8\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{\ s^2}}.\bigg)$
a) Legalább mekkora nyomással kellett a szívének a vért pumpálnia, ha a dinoszaurusz agyának (ami a fejében volt) legalább $11\ 000\ \mathrm{Pa}$ vérnyomásra volt szüksége?
$p_{\mathrm{szív}}\approx 219\ 000\ \mathrm{Pa}$
Adatok:
$\mathit{\Delta} h_1=20\ \mathrm{m}$
$\mathit{\Delta} h_2=8\ \mathrm{m}$
$p_{\mathrm{fej}}=11\ 000\ \mathrm{Pa}$
$\varrho =1060\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}}$
$g=9,8\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{\ s^2}}$
a) A hidrosztatikai nyomás megváltozása és a magasságkülönbség közötti összefüggés felírása:
4 pont
$$\mathit{\Delta} p=\varrho\cdot g\cdot \mathit{\Delta} h$$
A képletet nem szükséges külön felírni. Amennyiben a vizsgázó egyértelműen ennek megfelelően számol, ez a pont jár. Amennyiben a vizsgázó ezt a képletet nem a nyomás megváltozására írja föl (pl. $p=\varrho\cdot g\cdot h$), további tevékenység hiányában csak két pont jár.
A szívnél mérhető hidrosztatikai nyomás felírása és kiszámítása:
6 pont
(bontható)
$$p_{\mathrm{fej}}=p_{\mathrm{sz\small í\normalsize v}}-\varrho \cdot g\cdot \mathit{\Delta} h_1$$
(3 pont)
amiből:
$$p_{\mathrm{szív}}=p_{\mathrm{fej}}+\varrho \cdot g\cdot \mathit{\Delta} h_1$$
$$p_{\mathrm{szív}}=11\ 000+1060\cdot 9,8\cdot 20\approx 219\ 000\ \mathrm{Pa}$$
(rendezés + behelyettesítés + számítás, 1 + 1 + 1 pont)
b) Mekkora volt ekkor a vérnyomás a dinoszaurusz lábában?
$p_{\mathrm{láb}}\approx 302\ 000\ \mathrm{Pa}$
b) A lábban lévő hidrosztatikai nyomás felírása és kiszámítása:
5 pont
(bontható)
$$p_{\mathrm{láb}}=p_{\mathrm{sz\small í\normalsize v}}+\varrho \cdot g\cdot \mathit{\Delta} h_2$$
$$p_{\mathrm{láb}}=219\ 000+1060\cdot 9,8\cdot 8\approx 302\ 000\ \mathrm{Pa}$$
(összefüggés + behelyettesítés + számítás, 3 + 1 + 1 pont)
Összesen: 15 pont