Három esszétéma közül kell választania egyet (az alábbi az egyik). Fejtse ki másfél‑két oldal terjedelemben, összefüggő ismertetés formájában! Ügyeljen a szabatos, világos fogalmazásra, a logikus gondolatmenetre, a helyesírásra, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie.
Súrlódás, közegellenállás
„Coulomb különféle anyagokból használt pallókat és szánkákat, változtatá a szánkák súlyát, valamint a felületek érintő pontjai számát is zsíros anyagok közbetétele által, és ekkép meghatározá a súrlódás megfejtőjét, vagyis azon arányt, mely a szánkák megindítására szükséges erő és ennek nyomása között létezik.”
(Schirkhuber Móricz: Elméleti és tapasztalati természettan alaprajza, I. kötet, Pest, 1851.)
Mutassa be egy-egy hétköznapi példán a csúszási és a tapadási súrlódás jelenségét!
Mutassa be a súrlódási erő irányát és nagyságát befolyásoló tényezőket, az ezt leíró matematikai összefüggéseket! Külön térjen ki a tapadási és a csúszási súrlódási erőre!
Ismertessen egy-egy gyakorlati eljárást a tapadási és a csúszási súrlódási együttható mérésére!
Mutasson be egy olyan konkrét példát, amelyben egy testre ható erők eredője egyenlő a súrlódási erővel, de a test sebességének nagysága mégsem csökken, hanem növekszik!
Miért állíthatjuk, hogy a csúszási súrlódás disszipatív erő?
Ismertesse a közegellenállás jelenségét, mutassa be egy gyakorlati példán!
Milyen tényezők befolyásolják a testekre ható közegellenállási erő nagyságát és irányát?
Ismertessen egy olyan esetet, amelyben a közegellenállási erő növelése a célunk, és egy olyat, amelyben a csökkentése a cél!
a) A csúszási és a tapadási súrlódás jelenségének egy‑egy hétköznapi példán való bemutatása:
1 + 1 pont
b) A súrlódási erőt befolyásoló tényezők bemutatása csúszási és tapadási súrlódásnál, az erő irányának bemutatása:
2 + 2 pont
A súrlódó felületek milyensége (\(\mu\)) és a felületeket összenyomó erő (\(F_{\mathrm{ny}}\)) határozza meg a csúszási súrlódási erőt \(F^{\mathrm{cs}}_{\mathrm{s}}=\mu \cdot F_{\mathrm{ny}}\), az erő a mozgás irányával ellentétes.
A tapadási súrlódás esetén az erő maximumát határozhatjuk meg: \(F^{\mathrm{t}}_{\mathrm{s}}\le \mu _0 \cdot F_{\mathrm{ny}}\). Az erő iránya mindig olyan, hogy az érintkező felületek ne mozduljanak el egymáshoz képest.
(1‑1 pont levonandó, ha a vizsgázó nem adja meg az erők irányát. Akkor is le kell vonni 1‑1 pontot, ha nem adja meg az erők nagyságára vonatkozó összefüggést képlet vagy arányosság formájában. Amennyiben a vizsgázó helyes képleteket ír, de értelmezést nem fűz hozzájuk 1‑1 pont adható.)
c) A csúszási és tapadási súrlódási együttható meghatározására alkalmas mérési eljárás megadása:
2 + 2 pont
d) A súrlódási erő sebességnövelő hatásának bemutatása egy példán:
2 pont
(A példa vonatkozhat akár csúszási, akár tapadási súrlódásra.)
e) Annak bemutatása, hogy a csúszási súrlódási erő disszipatív:
1 pont
A súrlódási erő munkája a test mozgási energiáját hővé alakítja, ezért nevezzük disszipatív erőnek.
f) A közegellenállás jelenségének ismertetése, a közegellenállási erő bemutatása egy gyakorlati példán:
1 pont
g) A közegellenállási erőt befolyásoló tényezők bemutatása:
2 pont
A közeg tulajdonságai, a közegben mozgó test alakja, sebessége, a mozgás irányára merőleges felületének (homlokfelület) nagysága.
(Ha a leíráshoz szükséges tényezőkből 2‑3-at azonosít a vizsgázó, 1 pont adandó, ha csak 1‑et, nem jár pont. A helyes képlet felírása értelmezés nélkül 1 pontot ér.)
h) A közegellenállási erő növelésére és csökkentésére vonatkozó példák bemutatása:
1 + 1 pont
Összesen 18 pont