3.005 7125

A  Tiszaújvárosban található Tiszai Hőerőmű kéménye (a solti és a lakihegyi rádió-adótornyokat leszámítva) Magyarország legmagasabb épülete. A vasbeton kéményben 4 db 3,5 méter átmérőjű acél kéménycső található, amitől a drónvideókon egy hegyére állított rakétára emlékeztet:

A hőerőművet közvetlenül az 1973‑as első olajválság előtt álmodták meg és építették fel, meglehetősen rossz érzékkel pont olajtüzelésűre (az olajválságoktól az olajár a sokszorosára nőtt). A kémény azt a feladatot kapta, hogy a 900 MW villamos teljesítményű hőerőmű égéstermékével elvégezze a legprimitívebb szennyezéskezelést: "higítsd fel és szórd szét". Ugyanis a kéményből kilépő (szennyezőanyagokkal teli) égéstermék a szabad levegővel összekeveredve egyre jobban felhígul, így ha a kémény elég magas, akkor mire a kémény tetején kiengedett füstös levegő visszajut a földfelszín magasságába (ahol a lélegző emberek éldegélnek), már jóval kisebb lesz a kibocsátott szennyezőanyagok koncentrációja. Persze sokkal jobb szennyezéskezelés, amikor a füstgázt minél inkább megtisztítják, mielőtt kiengedik a környezetbe. Az erőmű jelenleg átépítés alatt áll, és a tervek szerint gázturbinás erőműként fog termelni. 

a)  Úgy próbáljuk megmérni a torony magasságát, hogy a torony tetejéről függőlegesen ledobunk \(\displaystyle 42,5\ \mathrm{\frac{m}{s}}\) sebességgel egy kavicsot. Azt tapasztaljuk, hogy a kavics kereken 4 másodperc múlva becsapódik a torony lábánál a talajba. Milyen magas a torony?

250 méter

A kavics a kezdősebessége miatt is "halad" lefelé, plusz a nehézségi erő gyorsítja lefelé, emiatt a kezdősebességes egyenletes gyorsuló mozgás úttörvényét írhatjuk fel rá:

\[s=v_0\cdot \Delta t+\frac{1}{2}\cdot a\cdot {\left(\Delta t\right)}^2\]

Illetve máris átnevezhetjük az \(s\) utat \(h\) magasságnak, hiszen a kavics által megtett út a torony magassága. 

A \(v_0\) kezdősebességet ismerjük:

\[v_0=42,5\ \mathrm{\frac{m}{s}}\]

A zuhanó kavics szabadesést végez, az \(a\) gyorsulását a nehézségi erő okozza, emiatt a gyorsulása a \(g\) nehézségi gyorsulás:

\[a=g=10\ \mathrm{\frac{m}{s^2}}\]

A \(\Delta t\) eltelt időt is ismerjük:

\[\Delta t=4\ \mathrm{s}\]

Írjuk be az adatainkat az úttörvénybe:

\[h=v_0\cdot \Delta t+\frac{1}{2}\cdot a\cdot {\left(\Delta t\right)}^2\]

\[h=42,5\ \mathrm{\frac{m}{s}}\cdot 4\ \mathrm{s}+\frac{1}{2}\cdot 10\ \mathrm{\frac{m}{s^2}}\cdot {\left(4\ \mathrm{s}\right)}^2\]

A mértékegységeket elhagyhatjuk, hiszen minden SI egységben van, és a végeredményt majd biztosan SI egységben kapjuk:

\[h=42,5\cdot 4+\frac{1}{2}\cdot 10\cdot {4}^2\]

\[h=170+5\cdot 16\]

\[h=170+80\]

\[h=250\ \mathrm{m}\]

Tehát a torony 250 méter magas.