-
Fizika
1
A mrsi feladatok felsorolsa
1. Slymrs
2. A rugra fggesztett test rezgsidejnek vizsglata
3. Egyenletesen gyorsul mozgs vizsglata lejtn - Galilei trtnelmi
ksrlete
4. Tapadkorongos jtkpisztoly-lvedk sebessgnek mrse ballisztikus
ingval
5. A nehzsgi gyorsuls rtknek meghatrozsa Audacity szmtgpes
akusztikus mrprogram segtsgvel
6. Palack oldaln kifoly vzsugr vizsglata
7. A hang sebessgnek mrse llhullmokkal
8. Halogn izz infrasugrz teljestmnynek mrse
9. Szilrd anyag (alumnium) fajlagos hkapacitsnak (fajhjnek)
meghatrozsa
10. Kristlyosodsi h mrse
11. Ekvipotencilis vonalak kimrse elektromos trben
12. Elektrolit elektromos ellenllsnak vizsglata
13. Az ramforrs paramtereinek vizsglata
14. Zseblmpaizz ellenllsnak mrse Wheatstone-hddal
15. Flvezet (termisztor) ellenllsnak hmrskletfggse. Termisztoros
hmr ksztse
16. Hagyomnyos izzlmpa s energiatakarkos kompakt lmpa relatv
fnyteljestmnynek sszehasonltsa
17. A vz trsmutatjnak meghatrozsa
18. A dombor lencse fkusztvolsgnak meghatrozsa n.
Bessel-mdszerrel
19. A fnyelhajls jelensge optikai rcson, a fny hullmhossznak
meghatrozsa
20. Napelemcella vizsglata
-
Fizika
2
1. Slymrs
Feladat:
Rakja ssze a kiadott eszkzktl fggen valamelyik ajnlott ksrleti
sszelltst! - Hatrozza meg a lers szerint, a munkahelyen tallhat
test slyt! (A kiadott test slya meghaladja a mrleg mrshatrt, ezrt
kzvetlenl nem mrhet.) - Ksztsen a mrsrl az erket feltntet rtelmez
rajzot!
Szksges eszkzk:
Az 1 mtert kicsit meghalad hossz fard, centimter beoszts sklval
(a rd slya a mrend test slyval sszemrhet), mrleg (ajnlott a
digitlis asztali mrleg, de lehet egyszer rugs ermr is),
akasztzsineggel elltott, ismeretlen sly kdarab (a k slya kevssel
meghaladja a rendelkezsre ll mrleg /ermr mrshatrt), mteres
mrszalag, tmaszt kek, (rugs ermr alkalmazsa esetn Bunsen-llvny,
zsinegek).
A ksrleti sszellts kt ajnlott vltozatt a fotk mutatjk.
A) vltozat:
A fa lcet (a kpeken lthat 2x3 cm keresztmetszet s 1 mtert
valamivel meghalad hosszsg) vzszintes helyzetben feltmasztjuk. A rd
egyik vge digitlis asztali mrlegre helyezett kre, a msik egy azonos
magassg kre tmaszkodjon. A kt altmasztsi pont tvolsga 1 m. A lc
oldalra mteres papr mrszalagot clszer elre felragasztani. A mrend
sly kdarab a rkttt hurokkal akaszthat a lcre.
B) vltozat A centimtersklval elltott lc egyik vgt kkel
feltmasztjuk, a mrend sly kdarab akaszt zsinegt a rdra hzzuk, majd
a rd szabad vgt a feltmasztott vgtl 1 m tvol-sgban rugs ermre
akasztjuk. Az ermr megemelsvel a rudat vzszintesig emeljk.
-
Fizika
3
A mrs lersa
Helyezze az ismeretlen sly testet a rd legalbb ngy klnbz helyre,
mrje meg ezek tvolsgt az altmasztstl, s hatrozza meg, hogy mekkora
er hat a rd mrleggel (ermrvel) egyenslyban tartott vgn!
- Ksztsen a mrsrl az erket feltntet rtelmez rajzot! - A mrt
hosszsg- s eradatokbl hatrozza meg az ismeretlen test slyt!
Megjegyzs: A mrst a vizsgakzpont ltal mellkelt vzlatrajz alapjn
a tanulnak kell sszelltania.
-
Fizika
4
2. A rugra fggesztett test rezgsidejnek vizsglata
Feladat:
Igazolja mrsekkel a harmonikus rezgmozgs peridusidejnek az
ismert rezgsidkplettel megadott tmegfggst! Hatrozza meg a kiadott
kdarab tmegt a kzlt lers szerint!
Szksges eszkzk:
Bunsen-llvny, -di, a diba befoghat rd a rug rgztshez, rug,
ismert tmeg egysgekbl ll tmegsorozat, ismeretlen tmeg kdarab
akasztval (tmege kisebb legyen, mint a teljes tmeg-sorozat),
stopper.
Megjegyzs: Az llvnyra rgztett rugt kszen kapja a vizsgz. (A rug
felfggesztsi magassgval behatrol-hat, hogy a tlzott megnyjts miatt
a rug ne krosodhasson.) A tmegsorozat legalbb 4 tagbl lljon.
A ksrleti sszelltst a fot mutatja.
A mrs lersa
A rezgsidkplet igazolsra akasszon klnbz nagysg tme-geket a rugra
s mindegyik tmeg esetn mrje a rezgsidt! (A tmeg vltoztatshoz
egyforma egysgekbl ll tmegsoroza-tot clszer hasznlni.) Az idmrs
hibjnak cskkentsre 10 rezgs idejt mrje, s ossza 10-zel.)
A rezgsidkplet szerint egy adott rug esetn a rezgsid a rezg tmeg
ngyzetgykvel arnyos:
mD
T 2
- A mrsi eredmnyeket foglalja tblzatba, majd grafikus
brzolssal igazolja a mT ~ arnyossgot!
- Akassza az ismeretlen testet a rugra s mrje meg a rez-gsidt!
Az gy mrt rezgsid s az elzleg kimrt grafikon alapjn hatrozza meg az
ismeretlen test tmegt!
-
Fizika
5
3. Egyenletesen gyorsul mozgs vizsglata lejtn Galilei trtnelmi
ksrlete
Feladat:
Galilei trtnelmi ksrlett megismtelve igazolja, hogy a legurul
goly a lejt mentn egyenletesen gyorsulva mozog. Hatrozza meg a
gyorsuls rtkt!
Szksges eszkzk: Kb. 2 m hossz, vltoztathat magassgban
feltmaszthat egyenes lejt, csapgygoly, mrszalag, manyag
szigetelszalag, stopper, szgmr.
(Lejtknt ajnlott a fm-kereskedelemben 3 mteres szlakban
beszerezhet ngyzetes keresztmetszet aluprofil, ami kellen alak-tart
s a lapok kzepn lv horony jl vezeti a rhelyezett golyt, acl
csapgygoly, melynek tmrje az aluprofil horonyszles-sgnek
msfl-ktszerese (az ajnlott aluprofil keresztmetszett a golyval az
bra mutatja).
A mrs lersa:
A ksrleti sszelltst az bra mutatja.
A goly gurtsra szolgl sn egyik vgt altmasztva ksztsen lejtt! A
lejt ne legyen meredek, teljes emelkedse nhny centimternyi legyen!
A lejt fels vgtl 1-2 cm tvolsgban a lejt oldalra ragasztott
szigetelszalaggal jellje meg az indtsi pontot, majd attl mrve 10,
40, 90, 160 cm tvolsgokban tegyen hasonl jelzst a sn oldalra! A
lejtre helyezett golyt a megjellt fels pontban elengedve mrje a
bejellt, egyre nagyobb utak megttelhez szksges idtartamokat!
Ismtelje meg a mrs-sorozatot a lejt meredeksgnek vltoztatsa utn is!
(Minden egyes mrst rdemes tbb-szr vgrehajtani s a mrt idk tlagt
tekinteni eredmnynek.)
- Vgezze el a mrseket, s adatait foglalja tblzatba! Ksztse el a
mozgs t-id grafikonjt!
- Galilei gondolatmenett kvetve szmtsa ki, mrt adatainak
felhasznlsval, a beje-llt tszakaszokhoz tartoz tlagsebessgek
rtkeit! brzolja sebessg-id grafikonon az tlagsebessgeket, s
igazolja ezzel, hogy a goly egyenletesen gyorsul!
- Hatrozza meg a goly lejt menti gyorsulst legalbb kt klnbz
lejt-meredeksg esetn!
-
Fizika
6
4. Tapadkorongos jtkpisztoly-lvedk sebessgnek mrse ballisztikus
ingval
Feladat:
Ballisztikus inga segtsgvel hatrozza meg a jtkpisztoly-lvedk
sebessget! Ehhez mrje meg, hogy a lvst, majd a rugalmatlan tkzst
kveten mennyire lendl htra az inga a rtapadt lvedkkel, s mekkora az
egyttes lengsidejk!
Szksges eszkzk: Tapadkorongos manyag jtkpisztoly (a lvedk tmege
adott), ismert tmeg, fnyes fellet vastag btorlapbl kszlt inga,
hossz zsineggel bifilrisan llvnyra felfggesztve, hurkaplca
rragasztott vkony szigetelszalag cskkal elmozdulsnak mrshez,
megfelel magassg tmasz (fahasb), amin a hurkaplca akadlytalanul
elcsszhat, s amelyre mm-es beoszts papr mrszalagot ragaszthatunk,
stopper.
A mrs lersa:
A ksrleti sszelltst az bra mutatja.
A bifilrisan felfggesztett inga mg nhny cm tvolsgba rakja le a
tmaszt, s erre fek-tesse a hurkaplct gy, hogy az htulrl ppen rintse
az ingatest kzppontjt. A jtkpisz-tollyal ellrl, az inga lapjra
merlegesen ljn, a hasb kzept (tmegkzppont) megc-lozva. (A clzskor a
pisztolyt tartsa tvolabb az ingtl, mint a tapadkorongos lvedk
szra!) J clzs esetn a tapadkorong megtapad az ingn, s az inga
htralendl anlkl, hogy kzben billegne.
- Mrje le, mennyire tolta htra a kilendl ingatest a hurkaplct a
tmaszon! A mrst ismtelje meg hromszor, az tlaggal szmoljon a
tovbbiakban!
- Stopperrel mrje meg az inga 10 lengsnek idejt (a rtapadt
lvedkkel egytt) s hatrozza meg a lengsidt!
- A lengsid s a maximlis kilendls mrt rtkeinek felhasznlsval
hatrozza meg a harmonikus lengs maximlis sebessgt! (A csekly
mrtkben kilendl inga mozgsa harmonikus rezgmozgsnak tekinthet.)
- A rugalmatlan tkzsre rvnyes lendletmegmaradsi trvnyt
felhasznlva sz-mtsa ki a tapadkorongos lvedk sebessgt az tkzs
eltt!
-
Fizika
7
5. Nehzsgi gyorsuls rtknek meghatrozsa Audacity
szmtgpes akusztikus mrprogram segtsgvel
Feladat:
Mrje meg klnbz magassgokbl lees aclgoly essi idejt Audacity
szmtgpes mrprogrammal! A magassgok s az essi idk alapjn hatrozza
meg a nehzsgi gyorsuls rtkt!
Szksges eszkzk: Nagyobb mret acl csapgygoly, llthat magassg
llvny, rajta vzszintesen elhelyezett, nem teljesen sima fellet
kermialap (padllap), mrszalag, szmtgp beptett, vagy kls
mikrofonnal, Audacity akusztikai mrprogrammal (az internetrl
ingyenesen letlthet).
A mrs lersa: A lemrt magassgba belltott vzszintes kermialapon
gurtsa el a golyt gy, hogy az a laprl a talajra essen! A kiss
egyenetlen fellet kermialapon a goly jellegzetes hanggal gurul.
Amikor a goly a lap szlt elhagyva esni kezd, a hang megsznik, vgl a
talajra lerkez goly hangosan koppan.
- Ksztsen hangfelvtelt az Audacity program segtsgvel a goly
mozgst ksr hangokrl!
- A hangfelvtel grafikonjn mrje meg a goly esshez tartoz
idszakaszt (a gurul goly hangja s a koppans kztti csendes
tartomnyt) ezredmsodperces pontossg-gal!
- A mrst ismtelje meg legalbb 4 klnbz magassgbl indtva a golyt!
- A mrt magassg- s idadatokat, illetve a mrt idtartamok ngyzett
foglalja
tblzatba, majd brzolja az essi magassgot az essi id ngyzetnek
fggvny-ben! A grafikon alapjn hatrozza meg a nehzsgi gyorsuls
rtkt!
- Hatrozza meg a kapott eredmny relatv hibjt!
-
Fizika
8
6. Palack oldaln kifoly vzsugr vizsglata
Feladat:
lltsa ssze a ksrletet! Ksztsen digitlis fott a ksrletrl! A
kinyomtatott fotn vgzett mrsek segtsgvel igazolja, hogy a vzsugr ve
a vzszintes hajts parabola-grbjt rajzolja ki! Hatrozza meg a palack
oldaln kilp vzsugr sebessgt!
Szksges eszkzk: Kb. 10-15 cm magas dobogn ll, 2-2,5 literes
manyag dts palack, oldaln flmagassg-ban kb. 5 mm-es lyuk, lapos
fottl (vagy magasabb perem tlca, tepsi), fehr szigetel-szalag, oll,
alkoholos filctoll, vonalz, digitlis fnykpezgp llvnyon, szmtgphez
csatlakoztathat USB kbellel, szmtgp, nyomtat paprral, vz,
tlcsr.
A mrs lersa: lltsa ssze a ksrletet az bra szerint! A palackot
helyezze a dobogra, helyezze a dobog mell a tlat (a palack oldaln
lv lyuk a tl fel nzzen)! A szigetelszalagbl vgott cskokat a palack
oldalra ragasztva jellje meg a palack magassgnak negyedt, felt (itt
a lyuk) s hromnegyedt! Mrje le s jegyezze fel a szintjelek tvolsgt!
Ragassza le szigetelszalaggal a lyukat, majd tltse fel a palackot
vzzel, de ne zrja le! lltsa be az llvnyon lv digitlis fnykpezgpet
gy, hogy oldalrl merleges irnybl lssa a palackot s a kifoly
vzsugarat (hasonlan az sszelltsi rajzhoz)! Trekedjen arra, hogy a
palack s az oldalnylson kifoly vzsugr opti-mlisan kitltse a kpmezt!
vatosan vegye le a lyukat zr szigetelszalagot! A palack oldaln
vkony, velt sugrban folyik ki a vz. A vzsugr annl tvolabb r a tlba,
minl magasabb a kifolynyls feletti vzrteg magassga. Ez a vz
kifolysval lassan cskken, gy a kiml vz sebessge is vltozik.
- Ksztsen digitlis fnykpet a kifoly vzsugrrl akkor, amikor a
vzszint a palack-ban ppen elri a fels jellst!
- A kpet nyomtassa ki! - A kinyomtatott fotn vgzett
szerkesztssel igazolja, hogy a vzsugr alakja parabola! - A fotn mrt
tvolsgok s a ksrleti sszellts relis adatainak ismeretben hat-
rozza meg a lyukon kiml vz sebessgnek nagysgt! - Rajzolja be a
vzsugr pillanatnyi sebessgnek irnyt a palackon bejellt als ne-
gyed magassgban, s a sebessgvektor vzszintes s fggleges
komponensnek arnya alapjn igazolja, hogy a vzsugr sebessgnek
vzszintes sszetevje meg-egyezik azzal a sebessggel, amit egy
szabadon es test szerezne, ha pp olyan magas-sgbl esne kezdsebessg
nlkl, mint amekkora a palackban lv vzfelszn s a palack oldaln lv
nyls magassgklnbsge! Az llts igazolsa sorn hasz-nlja ki, hogy a
szomszdos jellsek kztti tvolsg azonos!
Megjegyzs: Amennyiben a vizsgz a felkszlsi id alatt jelzi, hogy
a fnykp kinyomta-tsa sikertelen, a vizsgabizottsg elre elksztett
felvtelt biztost a vizsgz szmra a mrs befejezshez, az lltsok
igazolshoz. Ekkor a vizsgz teljestmnybl 3 pontot le kell vonni.
-
Fizika
9
7. A hang sebessgnek mrse llhullmokkal
Feladat:
Ismert frekvencij hangra rezonl levegoszlop hossznak mrsvel
hatrozza meg a hang terjedsi sebessgt levegben!
Szksges eszkzk:
Nagymret, egyik vgn zrt veg- vagy manyaghenger, mindkt vgn
nyitott, a hengeres ednybe illeszthet manyag cs, oldaln centimteres
beoszts skla (a skla alkoholos filctollal felrajzolhat a csre),
ismert rezgsszm hangvilla, nagymret tlca, vz tart-ednyben,
mrszalag, Bunsen-llvny, -di, lombikfog.
A mrs lersa:
A hengert lltsa a tlcra s tltsn bele vizet! Az oldaln sklval
elltott csvet mertse a vzbe! A csben lv levegoszlopot alul-rl a vz
zrja be, gy a lgoszlop hossza a cs emelsvel s sllyesztsvel
vltoztathat. A cs szabad vge fl tartsunk rezg hangvillt, majd a
maximlisan vzbe mertett csvet emel-jk lassan egyre magasabbra,
kzben figyeljk a hang felersd-st! A maximlis hangerssghez tartoz
levegoszlop-magass-got (a cs peremnek s a henger vzszintjnek
klnbsge) mrjk le! Folytassuk a cs emelst egszen a kvetkez
rezonancia-helyzetig, s mrjk le ismt a bels csben lv levegoszlop
hosszt!
A levegoszlop hossznak mrst megknnythetjk, ha a csvet nem kzben
tartjuk, hanem Bunsen-llvnyhoz rgztett lombik-fogval. A lombikfogt
csak annyira szortsuk meg, hogy az meg-tartsa a fggleges helyzet
csvet, de ne akadlyozza meg a ma-gassg vltoztatst. Ha a mrs kzben a
hangvilla rezgse mr nagyon elhalkulna, ismtelt megkoccintssal jbl
rezgsbe hoz-hat. A villa hangjnak ersdse jelzi, hogy a csben lv
lgoszlop rezonl a hangvillra, azaz a csben hang-llhullm alakul
ki.
- Hatrozza meg a hang hullmhosszt kt egyms utni
rezonanciahelyzetben, majd a hangvilla rezgsszmnak ismeretben a
hang terjedsi sebessgt a levegben!
Megjegyzs: A hangsebessg-meghatrozs pontosabb tehet, ha a
ksrletet kt klnbz alapfrekven-cij hangvillval megismteljk, s a kt
mrs eredmnynek tlagt szmtjuk.
-
Fizika
10
8. Halogn izz infrasugrz teljestmnynek mrse
Feladat:
Matt-feketre festett rzgoly melegedst mrve hatrozza meg a golytl
ismert tvolsgra elhelyezett vettizz hsugrzsi teljestmnyt! Az izz
elektromos teljestmnyfelvtelnek ismeretben hatrozza meg az
infrasugrzs hatsfokt!
Szksges eszkzk: Foglalatban szabadon ll 100 wattos, kismret
halognvett-izz, kapcsolval felszerelt hlzati teljestmnymr egysgen
keresztl a hlzatra csatlakoztatva. (12 V-os izz esetn a
transzformtor bemenett csatlakoztassuk a hlzati teljestmnymrre!)
Elzetesen matt feketre befestett, megadott tmeg, tmrj s fajhj rz
goly, a digitlis hmr befogadsra alkalmas zskfurattal, tizedfok
pontossg hossz szr digitlis hmr, a hmr szrra hzott, az eszkz rgztst
segt gumidugval, llvny, stopperra, mrszalag, rnykol erny.
A mrs lersa: Helyezze be a goly furatba a hmr szrt, majd a
gumidugt rgztse azt llvnyra (bra)!
A foglalatval llvnyra rgztett pontszer izzt lltsa a golyval egy
magassgba, attl 10-15 cm tvolsgba! Mrje le a goly s a lmpa tvolsgt!
Olvassa le a hmrn a kiin-dulsi hmrskletet (szobahmrsklet), majd
kapcsolja be a lmpt s egyidejleg indtsa el a stopperrt! Az rnykol
erny megfelel elhelyezsvel vdje szemt az ers fnytl, gy, hogy kzben
a hmrt le tudja olvasni!
- Olvassa le s jegyezze fel fl percenknt a goly hmrsklett! A
mrst 4 percen t folytassa! Mrsi eredmnyeit brzolja hmrsklet-id
grafikonon!
- A goly ismert adatai s a mrt melegedsi sebessg alapjn hatrozza
meg a golyt r hsugrzs teljestmnyt!
- A golyt melegt teljestmnybl a lmpa tvolsgt hasznlva szmtsa ki
a vett-izz infrasugrzsi teljestmnyt! (Az izz hsugrzst tekintse
gmbszimmetri-kusnak! )
- Olvassa le a hlzati teljestmnymr mszeren az izz ltal felvett
elektromos telje-stmnyt s hatrozza meg az izz hsugrzsi
hatsfokt!
Megjegyzs: Hasonl mrsi elrendezsben jl mrhet az n. naplland (a
Napbl a sugrzsra mer-legesen elhelyezett egysgnyi felletre egysgnyi
id alatt kisugrzott energia.)
-
Fizika
11
9. Szilrd anyag (alumnium) fajlagos hkapacitsnak (fajhjnek)
meghatrozsa
Feladat:
A rendelkezsre ll eszkzkkel, a vz fajhjnek s a kalorimter
hkapacitsnak ismeretben, hatrozza meg a kiadott fm fajhjt!
Szksges eszkzk:
Ismert hkapacits kalorimter tetvel, kevervel, hmrvel, szobai
hmr, 3 db kzepes fz-pohr, meleg vz, nagyobb mret tlca, trlruha,
mrleg, szraz llapot, szobahmrsklet apr alumnium darabok (pl.
alu-csavarok)
A mrs lersa
Mrje le a szrazra trlt kalorimter tmegt fedvel, kevervel s a
hmrvel egytt! Tltse meg a kalori-mtert krlbell felig forr vzzel, s
mrje le ismt a berendezs tmegt a vzzel egytt. A kt mrlegels alapjn
az ednybe nttt vz tmege pon-tosan meghatrozhat. Szobai hmrn olvassa
le a szobahmrskletet, majd mrjen le a szobahmrsklet, szraz
fmdara-bokbl kb. ktszer annyit, mint a kalorimterbe tlttt vz tmege.
A fm tmegnek nem kell pontosan megegyeznie a vz tmegnek
ktszeresvel, de a t-megmrs legyen pontos! Olvassa le a
kalorimterben lv meleg vz hmrsk-lett a hmrn! (A hmr leolvassa eltt
bizonyosodjon meg rla, hogy a mrlegelssel tlttt id alatt a
kalorimter hmrsklete stabilizldott!) Helyezze a kalorimterbe a
lemrt tmeg, szobahmrsklet szraz fmdarabokat! Nhny percnyi kevergets
alatt bell az j hmrsklet. Olvassa le ismt a hmr llst!
- A megadott s a mrt adatok alapjn hatrozza meg a szilrd anyag
fajhjt! - A kapott eredmnyt hasonltsa ssze a kiadott fmnek a
fggvnytblzatban tallhat
fajhrtkvel! - Ismertesse, mi okozhatja a mrt s elmleti rtk
esetleges eltrst!
Megjegyzs:
A vz fajhjnek tblzati rtke: c = Kkg
kJ18,4
.
A kalorimter hkapacitsa az adott eszkzre jellemz, a konkrt rtk a
kalorimteren olvashat. A vz tmegnek meghatrozshoz elfogadhat a
trfogat mrse mrhengerrel is.
-
Fizika
12
10. Kristlyosodsi h mrse
Feladat:
Hatrozza meg kalorimetrikus mrssel a tlhttt solvadk
kristlyosodsa sorn felszabadul energia egysgnyi tmeg anyagra
vonatkoztatott rtkt (fagysh)!
Szksges eszkzk:
Ismert tmeg tlhttt solvadk (clszeren ntriumacett-trihidrt),
ismert hkapacits (vz-rtk) iskolai kalorimter kevervel, hmrvel,
stopper-ra, szobahmrsklet llott vz, mr-henger. A ksrleti eszkzket s
anyagokat a fot mutatja.
A mrs lersa
A mrhenger segtsgvel tltsn a kalorimterbe ismert mennyisg
szobahmrsklet vizet! (A vz tmege kb. 6-7-szerese a manyag tasakban
lv folyadk elzetesen lemrt s megadott tmegnek.) A szobahmrsklet
folyadkot tartalmaz tasakot emelje a kalori-mter fl, majd a
tasakban lv grblt fmlapocska tpattintsval indtsa be a
kristlyoso-dst! Amint meggyzdtt a folyamat beindulsrl, rakja a
tasakot a kalorimter vizbe, tegye r a tett, helyezze be a hmrt s
indtsa el az rt! A kristlyosods sorn az anyag-bl energia szabadul
fel, ami melegti a kalorimtert s a beletlttt vizet. vatos
rzogats-sal, a kalorimter krkrsen grblt keverjnek le-fel trtn
mozgatsval segtse a vz melegedst, kzben percenknt olvassa le a
hmrskletet! Az id- s hmrskletrtkeket jegyezze fel! A mrst
folytassa, amg a melegeds tart!
- Ksztse el a kalorimter melegedst jellemz id-hmrsklet
grafikont, s hatrozza meg a rendszer maximlis hmrsklett!
- Az anyag tmegt, a vz tmegt s fajhjt, a kalorimter hkapacitst
ismerve, a kiin-dulsi s a vgs hmrsklet mrt rtkeit felhasznlva rja
fel az energiamegmaradst kifejez egyenletet! Az egyenletbl szmtssal
hatrozza meg az anyag tmegegysgre jut kristlyosodsi ht!
-
Fizika
13
Megjegyzs: A kalorimter elre meghatrozott hkapacitsa az eszkzn
van feltntetve.
A vz fajhjnek tblzati rtke: kgK
kJc 18,4
Az egyszersg kedvrt ne foglalkozzon azzal a hmennyisggel, amit a
soldat vesz fel az olvadspontig trtn felmelegedsvel, illetve a s ad
le, mikzben visszahl a vgs hmrskletre.
A ksrletben felhasznlt anyag a sportkereskedelemben tli kzmelegt
prnaknt, gygyszati segdeszkzknt flmelegt prnaknt, zrt manyag
tasakban kaphat. Az anyag ismtelten, sokszor felhasznlhat. A
kristlyos anyag forr vzben felolvaszthat, s a vzfrdbl kivve
szobahmrskleten tlhthet. Felhasznlhat a mrshez kristlyos
ntrium-tioszulft (fnykpszeti fixrs) is, amely szintn vzfrdn
felolvaszthat s hideg vzben tlhthet. A tlhttt fixrs-olvadkot
tartednnyel egytt helyezzk a kalorimterbe. (A kalorimter
hkapacitsnak megadsakor az edny hkapacitst is figyelembe kell
venni.) A fixrs kristlyosodst apr kristlyszemcse beledobsval
indthatjuk meg.
-
Fizika
14
11. Ekvipotencilis vonalak kimrse elektromos trben
Feladat:
A megadott eszkzkbl az utasts alapjn lltsa ssze a ksrletet! Mrje
ki az ekvipotencilis vonalakat lapos potencilkdban egy hosszabb,
egyenes rd alak s egy kisebb, korong alak fmelektrda kzti trrszben!
A kimrt ekvipotencilis vonalak alapjn ksztsen kzelt vzlatrajzot a
tr ervonal-szerkezetrl!
Szksges eszkzk
Feszltsgforrs (kb. 10 V egyenfeszltsg pl. 2 db sorba kttt
laposelem), nagy bels ellenlls feszltsgmr, lapos potencilkd,
vezetkek, ngyzethls papr (millimterpapr).
Megjegyzs: A ksrlethez szksges potencilkd hzilagosan egyszeren
elkszthet. Legalbb 10x20 cm alapterlet lapos manyagkd (manyagtlca)
aljra ngyzethls beoszts paprlapot helyeznk (ha a tl alja tltsz, a
paprt clszeren a tl al rgztjk, ha a tl alja nem tltsz a papr a tlba
kerl. Ez utbbi esetben az tnedvesed paprt esetenknt cserlni kell.)
A tlba nhny mm magasan csapvizet tltnk. A tlba helyezhet fmelektrdk
anyaga clszeren alum-nium vagy rz. (A vas rozsdsodik!) Elnys olyan
elektrdkat hasznlni, amelyek nmagukban is stabilan megllnak a kd
aljn. (Ilyen pldul az L profil alumnium-sn vagy a ngyzetes
kereszt-metszet alumnium zrtszelvny lsd fot.) Az elektrdkhoz
egyszeren csatlakozhatunk az isko-lai ksrletezsben hasznlt
rpzsinrokkal, ha az elektrdkra a banndugnak megfelel lyukakat
frunk.
Az ajnlott ksrleti sszellts fotjt s a kapcsolsi rajzot az bra
mutatja.
-
Fizika
15
A ksrlet lersa
Ellenrizze a ksrleti sszelltst! Figyeljen arra, hogy az elektrdk
a ngyzethl vona-laira illeszkedjenek! A mrsi eredmnyek rgztsre
ksztsen el a tl aljn lv ngyzet-hls laphoz hasonl paprt, s erre
rajzolja be az elektrdk pontos helyt! Helyezze feszlt-sg al az
ramkrt, majd a feszltsgmr szabad potencilvezetkt (a kapcsolsi
rajzon nyl jelzi) mrtsa a vzbe s figyelje a feszltsgmr mszert! A
feszltsget akkor olvassa le, amikor a mszer megllapodik! Mozgassa
lassan a potencilvezetket a ngyzethl kt elektrdt sszekt kzps
oszts-vonala mentn a pozitv elektrdtl a negatvig s mrje a ngyzethl
osztspontjaiban a feszltsget!
- Mrjen ki a kdban nhny ekvipotencilis vonalat s rajzolja be
azokat a ngyzeth-ls paprlapra, a vonalakon tntesse fel a mrt
feszltsg rtkt is!
- A kimrt ekvipotencilis vonalak alapjn ksztsen vzlatos rajzot a
tr ervonal-szerkezetrl!
-
Fizika
16
12. Elektrolit elektromos ellenllsnak vizsglata
Feladat:
Vizsglja meg az izzlmpbl s elektrdkbl ll kapcsols ramfelvtelt a
vzbe mertett elektrdk merlsi mlysgnek fggvnyben!
Szksges eszkzk: 4 vagy 6 V-os vltakoz feszltsg ramforrs; vltram
feszltsg s rammr msze-rek; vezetkek; kt, egymstl 1 cm tvolsgban
szigetel tvtartk kz rgztett rz-lemez elektrda (ajnlott anyaga
nyomtatott ramkri lemez, mretei 3x20 cm), fels vgn bann-dugs
csatlakozssal, als szln az elektrdk kz forrasztott zseblmpaizzval.
llvny, ami az elektrdk befogst s magassgnak vltoztatst biztostja.
Tlca, magas vizes edny, kls faln cm-skla, hideg csapvz.
A mrs lersa:
A ksrleti sszelltst az bra mutatja.
Adjon feszltsget az izzra, ram- s feszltsgmrssel hatrozza meg az
izz ellenllst! Mertse az elektrdkat hideg csapvizet tartalmaz
ednybe, s mrseket vgezve hatrozza meg a kapcsols ramfelvtelt az
elektrdk legalbb ngy klnbz mrtk merlse esetn! - Adatait foglalja
rtktblzatba s brzolja grafikusan, majd rtelmezze a kapott
ramerssgmlysg grafikont! - Hatrozza meg, hogyan vltozik a vz
elektromos ellenllsa az elektrdk vzbe merl
hossznak fggvnyben! - Elfogadva, hogy a folyadkok ramvezetsre is
rvnyes Ohm trvnye, hatrozza meg
a hideg vz fajlagos ellenllst (vezetkpessgt)!
-
Fizika
17
13. Az ramforrs paramtereinek vizsglata
Feladat:
Feszltsg s rammrs alapjn hatrozza meg az ramforrs (szrazelem)
jellemz adatait: bels ellenllst, elektromotoros erejt, rvidzrsi
ramt!
Szksges eszkzk:
4,5 V-os laposelem vagy dobozba foglalt ramforrs kt bannhvely
kivezetssel, feszltsgmr, rammr, 10-20 -os s 4-5 A-rel terhelhet
tolellenlls, kapcsol, rpzsinrok, krokodilcsipesz .
A ksrlet sszelltst a kapcsolsi rajz mutatja
Vltoztathat ellenllsknt 10-20 ohmos, 4-5 amperrel terhelhet
tolellenllst alkalmaz-zunk. A tolellenlls csszkjnak eltolsval az
ramkrbe bekttt ellenlls vltoztathat. Az rammr mszert az ellenllssal
sorosan, a feszltsgmrt a teleppel prhuzamosan kap-csoljuk. A
kapcsol zrsa utn a mszerek ltal mutatott rtkek a csszka helyzettl
fggnek.
A mrs lersa
A csszka helyzett vltoztatva legalbb ngy pontban olvassa le az
ram s a kapocsfeszlt-sg sszetartoz rtkeit! - A mrsi adatokat
foglalja tblzatba, majd brzolja feszltsgram grafikonon! - A
grafikon alapjn hatrozza meg a telep jellemz adatait!
Figyelmeztets! A vltoztathat ellenlls csszkjt ne tolja szls
helyzetekig! Az rammr mszert a legnagyobb mrshatron hasznlja! A
kapcsolt csak a mrsek idejre zrja, hogy feleslegesen ne fogyassza a
telep energijt!
-
Fizika
18
14. Zseblmpaizz ellenllsnak mrse Wheatstone-hddal
Feladat:
Mrje meg a kiadott zseblmpaizz wolframbl kszlt izzszlnak
ellenllst Wheatstone- hddal! A mrshez hasznljon hrom klnbz (ismert)
rtk segdellenllst!
Szksges eszkzk: Zseblmpaizz (3,5 V, 0,2 A) foglalatban, 3 db
klnbz rtk ellenlls, megadva az ellenllsok nvleges rtkt (ajnlott
ellenllsrtkek: 100 , 50 , 5 ), 1 m hossz ellenllshuzal (11 /m), kt
vgn kialaktott elektromos csatlakozval, cm sklval elltott
deszkalapra kifesztve, 1,5 V-os glit elem, Morse-kapcsol,
rpzsinrok, rammr Deprez-mszer (forgtekercses, lland mgnes
rammr).
A mrs lersa:
A rendelkezsre ll eszkzk felhasznlsval lltsa ssze az brn lthat
kapcsolst!
A zsebizzt ksse az Rx mrend ellenlls helyre, az ismert rtk
ellenllsokat rendre az Rs segdellenlls helyre!
Az rammr mszert elszr a legnagyobb mrshatron hasznlja!
- A csszka megfelel pozicionlsval egyenslyozza ki a hidat s
olvassa le a csszka helyzett az egyenes vezet egyik vgpontjtl mrve!
Ezt ismtelje meg mindhrom segdellenlls alkalmazsval!
- A mrsi adatokat foglalja tblzatba s szmtsa ki minden mrs esetn
az izzszl ellenllsnak rtkt!
- Magyarzza a kapott eredmnyeket!
-
Fizika
19
15. Flvezet (termisztor) ellenllsnak hmrskletfggse Termisztoros
hmr ksztse
Feladat:
Vizsglja meg a termisztor ellenllsnak hmrskletfggst s ksztsen
kalibrcis grafikont az ellenlls-hmrhz!
Vgezzen hmrskletmrst a termisztor-hmrvel!
Szksges eszkzk:
Termisztor, ellenllsmr zemmdba kapcsolhat univerzlis mrmszer,
fzpohr, hideg csapvz tartednyben, forr vz termoszban, kisebb pohr a
vz adagolshoz, nagyobb vzgyjt edny, folyadkos iskolai bothmr,
millimterpapr.
A mrshez ajnlott a kereskedelemben 470 , 680 , 1 k jellssel
kaphat termisztor. A termisztor kivezetseit forrasszuk banndugban
vgzd hajlkony, szigetelt vezetkekhez/rpzsinrokhoz, a termisztorbl
kivezet fmdrt szigetelsre gynevezett zsugorcs ajnlott, amely
megmelegtve rzsugorodik a fmszlra. A zsugorflia termisztor fel es
vgn egy csepp szilikonnal tehetjk tkletess a szigetelst.
A mrs lersa
A termoszbl ntsn forr vizet a fzpohrba s helyezze bele a
folyadkos hmrt! Csatlakoztassa a termisztort ellenllsmr mszerhez,
majd mertse be a vzbe! Ha a folyad-kos hmr megllapodott, s a
termisztor ellenllsnak rtke sem vltozik, olvassa le a mszereket s
jegyezze fel rtktblzatba az adatokat! Vltoztassa fokozatosan a vz
h-mrsklett! Ehhez a meleg vz egy rszt ntse ki a pohrbl s ptolja
csapvzzel! sszekevers utn vrja meg, amg a hmr s az ellenllsmr rtke
stabilizldik s ol-vassa le az rtkeket! gy vltoztatva a hmrskletet,
mrjen legalbb 5-6 pontban!
- A mrsi adatok alapjn brzolja grafikonon a termisztor
ellenllsnak hmrskletfggst!
- A kapott ellenllshmrsklet karakterisztikt tekintse a
termisztor-hmr kalibr-cis grafikonjnak! A termisztort kt ujja kz
szortva hatrozza meg a testhmrsk-lett!
- Becslje meg, mekkora lenne a termisztor-hmr ellenllsnak rtke
olvad jg-ben!
Megjegyzs: A termisztor ellenllsnak hfokfggse NEM lineris.
Ahhoz, hogy az olvad jg hmrsklethez tartoz ellenlls rtkt meg tudjuk
becslni, szksges, hogy mrsnket a csapvz hmrsklete kzelben fejezzk
be, s a mrt grbe szlhez illesztett egyenessel extrapolljunk.
-
Fizika
20
16. Hagyomnyos izzlmpa s energiatakarkos kompakt lmpa relatv
fnyteljestmnynek sszehasonltsa
Feladat:
Zsrfoltos fotomter segtsgvel hasonltsa ssze a hagyomnyos izzlmpa
s az energia-takarkos kompakt lmpa relatv fnyteljestmnyt (a
kibocstott fnyteljestmny s a felvett elektromos teljestmny
arnyt)!
Szksges eszkzk: Ismert nvleges teljestmny, hlzati izzlmpa s
kompaktlmpa (a lmpk gmb alak opl-burjak) ll foglalatban, fldelt,
biztonsgi dugasz csatlakozssal, kapcsolval elltott hlzati biztonsgi
eloszt aljzat, zsrfoltos fotomter, mrszalag.
A mrs lersa: Helyezze el egymssal szemben a kt lmpt, kb. 1 mter
tvolsgban, majd a kt lmpa kz, a lmpkat sszekt egyenesre merlegesen
a zsrfoltos paprernyt! Az sszelltst az bra mutatja.
A lmpk bekapcsolsa utn az erny egyik oldalt az egyik, a msik
oldalt a msik lmpa fnye vilgtja meg. A megvilgts erssge megvltozik,
ha az ernyt elmozdtjuk a lmp-kat sszekt egyenes mentn. (A gmb alak
opl lmpk fnykibocstst gmbszimmetri-kusnak tekinthetjk. A lmpk az
ernyt az ernytl vett tvolsguk ngyzetvel fordtottan arnyos mrtkben
vilgtjk meg.) Az erny mozgatsval keresse meg azt a helyzetet,
amikor az erny mindkt lmpbl azonos megvilgtst kap, azaz amikor az
ernyn lv zsrfolt sem nem sttebb, sem nem vilgosabb az erny tbbi
rsznl!
- Mrje meg ebben a helyzetben az erny tvolsgt mindkt lmptl, majd
a lmpk nvleges teljestmnyt alapul vve hatrozza meg a relatv
fnyteljestmnyek arnyt!
Megjegyzs: A zsrfoltos fotomter egyszer, hzilag elkszthet eszkz:
talpra szerelt, fehr paprlapbl ksztett 10x10 cm mret erny, kzepn
kb. 10 forintos nagysg zsrfolttal. A folt tmen fnyben vilgosabb,
visszavert fnyben sttebb a paprerny krnyez rsznl. Ha az erny mindkt
oldalrl azonos intenzits megvilgtst kap, a folt egybeolvad az
ernyvel.
Trekedjnk arra, hogy a ksrlet httrvilgtsa egyenletes legyen. Ha
a ksrlet az egyik oldalrl tbb fnyt kap, az meghamistja a mrs
eredmnyt.
-
Fizika
21
17. A vz trsmutatjnak meghatrozsa
Feladat:
lltsa ssze s vgezze el a lert ksrletet! Mrsi adatai alapjn
hatrozza meg a vz levegre vonatkoztatott trsmutatjt!
Szksges eszkzk:
Vkony fal, sk alj veg- vagy manyagkd (ragasztott akvrium),
lzerdidval mkd n. eladsi lzerfnymutat, millimterpapr, mrszalag,
Bunsen-llvny dival, kmcs-fogval (a lzer rgztsre), tlca, tiszta vz
trolednyben.
A ksrlet sszelltsi rajzt az bra mutatja
A mrs lersa
Az res vegkd al helyezze el a millimterpaprt! A lzert rgztse a
befogba s irnytsa ferdn a kd aljra. (Clszer a lzert a lehet
leglaposabb szgbe lltani, gy, hogy a fny-folt a kd oldalhoz kzel, a
mm-papr egy osztsvonalra essk.) A kd fnyforrs felli oldalnl mrje
meg a ferde lzersugr magassgt (h) s a kd aljn a fnyfolt tvolsgt
(s)! Tltsn fokozatosan egyre tbb vizet a kdba! Mrje a vzszint
magassgt s a lzerfolt eltoldsnak mrtkt (x) a kd aljn! (Ez utbbit a
millimterpapr segtsgvel olvassa le!)
- rtelmezze a fnyfolt eltoldst a kd aljn! - A mrt adatok alapjn
hatrozza meg a vz levegre vonatkoztatott trsmutatjt!
-
Fizika
22
18. A dombor lencse fkusztvolsgnak meghatrozsa n.
Bessel-mdszerrel
Feladat:
lltsa ssze a ksrletet! Hatrozza meg a lert Bessel-fle mdszerrel
a lencse fkusztvolsgt!
Szksges eszkzk:
Nagyobb tmrj, kb. 10-20 cm fkusztvolsg gyjtlencse vegbl vagy
manyagbl, fehr papr vagy pausz erny, asztali lmpa 25 W-os izzval,
optikai pad mozgathat lovasokkal, a lencse, az erny rgztsre szolgl
befogkkal; mrszalag. (Ha az optikai pad a tartozkokkal nem ll
rendelkezsre, megfelel a fotn bemutatott sszellts is. A lekpez
lencse egyszer kzi nagyt, az izzszl s az erny tvolsga 1 m, a lencse
helyzetnek vltozsa a mterrdra ragasztott papr mrszalaggal
mrhet.)
A mrs lersa
A fkusztvolsg meghatrozsra alkalmas ksrleti technika az n
Bessel-mdszer. A trgyat s az ernyt egymstl alkalmas tvolsgban
rgztjk, a tvolsgot (s) lemrjk s a tovbbiakban nem vltoztatjuk.
Megkeressk a trgy s az erny kzt azt a lencsehelyzetet, amelynl les
nagytott kpet ltunk az ernyn. Ezutn a lencst eltoljuk az erny fel
addig, mg a trgy les kicsinytett kpe megjelenik. Megmrjk a lencse
elmozdtsnak tvolsgt (d). A mrs sematikus rajzt az bra mutatja.
A lencse fkusztvolsga a mrt adatokbl az
s
dsdsf
4
)()(
sszefggs alapjn hatrozhat meg.
- lltsa ssze a ksrletet! - A mrst elvgezve hatrozza meg a lencse
fkusztvolsgt!
Megjegyzs: A Bessel-mdszerrel kapott fkusztvolsg pontosabb, mint
amit kzvetlenl kapnnk a lek-pezsi trvny alapjn, mrve a kp- s
trgytvolsgot. Ez utbbiak mrse ugyanis nem egyszer a lencse grblete
miatt.
-
Fizika
23
19. A fnyelhajls jelensge optikai rcson, a fny hullmhossznak
meghatrozsa
Feladat:
Optikai rccsal bemutatott fnyelhajlsi ksrlet segtsgvel hatrozza
meg a fny hullmhosszt!
Szksges eszkzk: Kis teljestmny fnymutat-lzer, optikai sn
lovasokkal, erny, ismert rcsllandj optikai rcs, mrszalag,
vonalz.
A mrsi sszelltst a fot mutatja.
A mrs lersa
Az optikai sn vgre rgztsnk szles ernyt, az ismert rcsllandj
optikai rcsot helyezzk a snen mozgathat lovasba tett diatartba,
majd a rcsot vilgtsuk t lzerfnnyel! Lzer-fnyforrsknt kis energij
He-Ne lzert, vagy lzerdidval mkd, olcs, n. fnymutat-lzert
hasznlhatunk. Ez utbbi irnytsnak s rgztsnek legegyszerbb mdja az,
ha a ceruzavastagsg, nhny cm hossz eszkzt jtkgyurmba gyazzuk.
A lzerfny a rcson thaladva elhajlik. Az ernyn szimmetrikusan
megjelen interferencia- maximumok nappali vilgtsban is jl
lthatk.
- Mrje le a ksrleti sszelltson az optikai rcs s az erny tvolsgt,
valamint az ernyn az els elhajlsi maximum s a direkt sugr foltjnak
(kzps, legersebb megvilgts folt) tvolsgt!
- A mrt hosszsgadatok s az optikai rcs megadott rcsllandjt
felhasznlva hat-rozza meg a lzerfny hullmhosszt!
- A mrsi hiba cskkentse rdekben ismtelje meg a hullmhossz
meghatrozst
ms ernyrcs tvolsgok esetn is! A klnbz ksrletek sorn kapott
rtkeket tlagolja!
-
Fizika
24
20. Napelemcella vizsglata
Feladat:
A rendelkezsre ll eszkzkbl lltsa ssze a ksrletet! Mrje ki a lmpa
alatt 25-30 cm tvolsgban elhelyezett napelemcella feszltsgramerssg
karakterisztikjt! Mrsi adatai alapjn hatrozza meg a cella
teljestmnynek terhelsfggst (ramerssg-fggst), tegyen javaslatot a
cella optimlis terhelsre!
Szksges eszkzk:
Napelemcella (pl. napelemes kerti lmpa cellja) banndugs
csatlakozssal, feszltsg s rammr mszerek, 1 k -os, 50 mA-ig
terhelhet vltoztathat ellenlls, llthat magassg lmpa (60-75 W),
mrszalag
A ksrlet lersa
A ksrleti sszelltst a rajz s a fot mutatja.
A mrs lersa
lltsa ssze a kapcsolst az bra szerint! A lmpt lltsa kb. 25 cm
magassgba a napelem-cella fl, a vltoztathat ellenllst lltsa
maximlis rtkre s olvassa le a mszereken a cella feszltsgnek s a kr
ramnak rtkt! Az ellenllst fokozatosan cskkentve nvelje lpsrl lpsre
az ramot 2-3 mA-rel, s minden lps utn jegyezze fel a mszerek
adatait!
- A mrsi adatokat foglalja tblzatba s rajzolja fel a cella
feszltsgramerssg karakterisztikjt!
- rtelmezze a kapott grbt! A mrt adatok alapjn hatrozza meg a
cella teljestm-nyt a terhels (ram) fggvnyben, s az eredmnyt brzolja
grafikonon!