Morgunblaðið - 22.02.1986, Blaðsíða 18

18
MORGUNBLAÐIÐ, LAUGARDAGUR 22. FEBRÚAR1986
Svör við verkefnum
í eðlisfræðikeppni
Rætt við dr. Einar Júlíusson um
frammistöðu nemenda 1 keppninni
Hér birtast svör við verk-
efnum I landskeppni fram-
haldsskólanema I eðlisfræði
sem fram fór 1. febrúar sl.
en verkefnin birtust í Morgun-
blaðinu sunnudaginn 2. febrú-
ar. Að keppninni standa Eðlis-
fræðifélag íslands og Raun-
greinakennarafélag íslands
með tilstyrk Morgunblaðsins.
Tíu efstu mönnum úr keppn-
inni hefur verið boðið að taka
þátt i lokakeppni sem fram
fer í Raunvísindastofnun Há-
skóla íslands 1. og 2. mars nk.
Allir þáttakendur í loka-
keppninni munu hljóta pen-
ingaverðlaun ásamt bóka-
verðlaunum.
Þá munu hinir fímm efstu koma
sterkiega til álita sem þátttakend-
ur fyrir hönd íslands í olympíu-
keppninni í eðlisfræði sem fer
fram í Englandi í sumar. Þátttaka
í olympíukeppninni er þó háð því
skilyrði að viðkomandi hafi ekki
náð tvítugsaldri.
Blaðamaður Morgunblaðsins
Dr. Einar Júliusson
ræddi við dr. Einar Júlíusson
forman dómnefndar í eðlisfræði-
keppninni og var hann spurður
um hvernig árangur hefði verðið
að þessu sinni.
„Útkoman var viðunandi núna
og betri en undanfarin ár, enda
voru verkefnin léttari en verið
hefur", sagði Einar. „Það vantar
kannski að ungt fólk hafi meiri
áhuga á eðlisfræði - það heyrist
stundum í spumingaþáttum að
unglingar þekkja nöfn á íþrótta-
mönnum og poppstjömum upp á
sína tíu fingur og manni dettur í
hug að heppilegra væri ef þessi
áhugi beindist að einhveiju hag-
nýtara. Það væri ánægjulegt ef
einhver hluti unglinga iifði og
hrærðist í að glíma við eðlisfræði
sem áhugamái.
Að þessu sinni var Menntaskól-
inn í Reykjavík með langflesta
keppendur og vom 8 af þeim 10
sem best stóðu sig þaðan. Hins
vegar kom engin nemandi frá
Menntaskólanum á Akureyri og
Menntaskólanum á Laugarvatni
þó þessir skólar séu bæði gamlir
og grónir.
- Hvað um einstök dæmi, var
eitthvað sérstakt dæmi sem gekk
ver en önnur ?
Það kom dálítið á óvart hve
mörgumn gekk illa að fást við
síðasta dæmið. Hluti af skýring-
unni gæti verið að margir þeirra
sem tóku þátt í keppninni hafí
ekki farið yfír námsefni síðustu
dæmanna. Flestir keppenda eru á
síðasta ári í menntaskóla og víðast
hvar er farið yfír yfír þennan hluta
eðlisfræðinnar síðast, þ.e.a.s._ í
vor. Það er meingallað hér á ís-
landi hve nemendur byija seint í
eðlisfræðinámi og það hlýtur að
há okkur mjög mikið varðandi
þátttöku í olympíukeppninni. Eðl-
isfræðinám í grunnskólunum er
mjög takmarkað og það er ekki
fyrr en á seinustu tveim árunum
í menntaskóla sem byijað er að
kenna eðlisfræði af einhverri al-
vöru", sagði Einar.
Lausnir
1. Það er rétt sem verkfræðingur C segir, að massi
bflanna er sá sami á tunglinu. Því þarf sama kraft
þar til að stöðva, hraða eða beygja bifreið og á
jörðinni. Sá kraftur verður að koma frá spymu hjól-
anna við veginn. Þetta er núningskraftur milli hjól-
barða og vegar, og fer eftir þyngd bifreiðanna. Hún
er minni á tunglinu og því er það verkfræðingur A
sem endanlega hefur rétt fyrir sér, beygjumar
mega ekki vera eins krappar á tunglingu.
(33 rétt svör)
2A. 45 MPH eru 1.6-45 = 72 km/klst eða 20 m/sek.
Hröðunin er reiknuð stöðug hér og 45 MPH á 10
sek. eru því 2 m/s 2. Sú mesta brekka sem hann
getur ekið hefur þá brattann a/g,= 2/9.8, þ.e. bfliinn
fer 2 metra upp fyrir hveija 9.8 metra sem hann
ekureftir veginum. Homið = Arcsin(2/9.8) = 11.8°
(14 réttsvör)
2B. Bifreiðin nær hreyfíorkunni '/2mv2 = 200000 Ws á
10 sekúndum. Ef aflið er stöðugt er það þá 20 kfló-
wött (Nm/s), og það er jafnt og spymukrafturinn
(F) sinnum hraðinn. Við 90 km/klst. (25 m/s) er
krafturinn þannig 800 Newton. Sú brekka sem hann
ræður við á þessum hraða hefur þá hallann F/mg =
800/9800, eða 4.68°.
(5 rétt svör)
2C. Þó að stærsti hluti brunaorku bensínsins breytist í
varma fremur en hreyfíorku, er það góð nálgun að
bensíneyðsla sé í hlutfalli við hreyfíorkuna. Nota
má þrfliðu,
Til að breyta hraða frá 10 til 40 km/klst. þarf 3 gr
Til að breyta hraða frá 20 tii 60 km/klst. þarf X gr
en hreyfíorka er í hlutfalli við hraða í öðm veldi svo:
x = 3 • (602 —202)/(402—102) = 6.4 g
(lOréttsvör)
3A. Efsta bunan hefur lengst að falla og kemst því að
örðu jöfnu lengst en þrýstingurinn og bunuhraðinn
vex með vaxandi dýpi og neðsta bunan kemst þá
að öðru jöfnu lengst. Ef göt vatnstanksins era alveg
efst eða neðst kemst bunan því ekki neitt frá tankn-
um og hámark hlýtur að vera einhvers staðar á
milli. Hvar hámarkið er er ekki hægt að sjá í hendi
sér þótt eðlilegt sé að giska á miðju ef engin önnur
vitneskja er fyrir hendi, semsagt mynd D, sem er
rétta svarið. En hámarkið þarf ekki að vera í miðju,
það gæti verið nálægt efsta eða neðsta gatinu, svo
það þarf útreikninga til að sannfæra sig um að rétta
svarið sé ekki A eða B. (Sjá síðasta lið.)
(6 rétt svör)
3B. Leki lítilsháttar vökvamagnsAM (kg) út úr tanknum,
minnkar stöðuorka vatnsins í tanknum um.i M-g-h
þar sem h er hæð vatnsyfírborðsins. Það vatn sem
lekurútumgatíhæðh’ hefurstöðuorkuna iM-g-h’
og þar sem orkan varðveitist kemur tapið í stöðuorku
A M-g-(h-h’) fram sem hreyfíorka þess V2AMV2.
Nú er þrýstingur p í vökva með eðlismassa d jafn
d • g • (h-h’) svo við höfum:
v2= 2-(h-h’)-g= 2-p/d
Við getum líka litið á hvemig þrýstingurinn þrýstir
litlu vatnsmagni A • A 1 út um gatið með þversnið
A. Krafturinn p-A verkar vegalengdina A l og vinna
hans p-A- A . gefur massanum ' n = d-A A1
orkuna V2 A .nv: svo v2 = 2p/d.
(11 réttsvör)
3C. Um falltíma vatnsins t gildir h’=V2gt2 eða t2 =2 • h’/g.
Um bunulengdina L = v-t gildir því: L2 =4-h’-
(h-h’). L hefur almennt hámark = h fyrir gat á
miðjum tank, en hér þar sem h er 2 m er bunulengd-
in fyrir neðsta (og efsta) gatið 2-V0.64 eða 1.6
metrar. Vatnsflæði út um það gat er:
ti r2 -v d - tt 0 00252 \ (2-1.6-9.8)-1000 =
0.11 kg/s (7 rétt svör)
4. Straumur rásarinnar skiptist jafnt milli pera 2 og
3 sem verða jafnbjartar, en gegnum 1 fer helmingi
meiri straumur og hún er því fjórfalt bjartari en
* hinar. Ef 3 er frátengd minnkar straumur um ‘A.
Pera 2 verður rúmlega helmingi bjartari, en pera
1 næstum helmingi daufari.
(13 rétt svör)
5A. Sé leiðari hreyfður í segulsviði spanast í honum
spenna í hlutfalli við segulflæðisbreytinguna d«t>/dt
sem hér er stöðug meðan stöngin er færð með jöfnum
hraða gegnum segulsviðið. Mynd C er því rétta
svarið.
Líka má líta á Lorentz-kraftinn sem verkar á
hleðslur leiðarans, en kraftur á þær er í hlutfalli við
v-B og í stefnu homrétt á bæði v og B sem skapar
stöðuga spennu í stönginni.
(14 rétt svör)
5B. Lengd og þykkt stangar skiptir ekki máli en flæðis-
breytingin og þar með spennan er:
v-B-1 = 0.1-1-0.1 = 0.01 Volt
þar sem 1 er lengd segulskauta.
(4 rétt svör)
5C. Ef endar stangar era tengdir við viðnám sem er eitt
Ohm, er aflið V2 /R jafnt og 0.0001 Wött. Það afl
þarf krafturinn F sem ýtir stönginni gegnum segul-
sviðið með hraðanum v að gefa en aflið er v-F svo
F er 0.001 Newton.
Einnig má nota velþekkta formúlu hér sem segir:
F=B-1 I = B-1-V/R= 1-0.1-0.01 = 0.001 N.
(1 réttsvar)
6. Ljósgeisli brotnar samkvæmt Snells-lögmáli:
nl-sin((-)l) = n2-sin(")2) = n3-sin(0 3) þ e ag
lóðlínu við að fara úr þynnra efni í þéttara, t.d.
lofti í vatn svo n2 er hér stærra en nl, en brotnar
frá Ióðlínu við að fara úr þéttara efni (n2) í þynnra
(n3). Hann brotnar að yfírborði þegar sin( 0 3) =
n2 • sin( 0 2)/n3 = 1, eða n3=n2 • sin( 0 2)=nl • sin
(01) <nl. Ef n3 er enn minna kemst geislinn
ekki inn í efni 3 en endurkastast allur á skilfletinum
eins og hér. Eini rétti möguleikinn er því:
n3 < nl < n2
(7 rétt svör)
Fiðlari í flækju
Tom Hanks og bróðir John, Jim Belushi í Rauða skónum.
Kvikmyndir
Sæbjörn Valdimarsson
Bíóhöllin: Rauði skórinn — The
Man with the One Red
Shoe ☆ ☆
Framleiðandi Victor Drai. Leik-
stjóri Stan Dragotti. Handrit
Robert Kline. Kvikmyndataka
Richard H. Kline. Tónlist Thom-
as Newman. Aðalhlutverk Tom
Hanks, Dabney Coleman, Lori
Singer, Charles Durning, Carrie
Fisher, Jim Belushi. Bandarisk
frá 20th Century Fox 1985.
Fyrir u.þ.b. áratug var sýndur
hér hinn ágætasti, franski farsi sem
hét, á ensku vel að merkja, The
Big Blond Man on One Black
Shoe. Nú er svo komið fyrir þessum
ærslaleik, einsog mörgum hans lík-
um, að Hollywood hefur tekið hann
uppá armana og snúið upp á amer-
ísku.
Sem í öðram försum er söguþráð-
urinn margflæktur og ekki vinnandi
vegur að skýra hann til nokkurrar
hlítar. Rauði þráðurinn er á þann
veg að blásaklaus fíðluleikari
(Hanks) verður fyrir algjöra tilviljun
blóraböggull CIA og á, fyrir utan
að lenda í hinum margvíslegustu
mannraunum, í fullu fangi með að
halda líftóranni í þá tvo sólarhringa
sem á flækjunni stendur.
Þó svo að fótabúnaðurinn hafí
nú breyst úr svörtu í rautt, þá fæ
ég ekki séð að neitt merkilegt hafi
áunnist við að endurgera þennan
bráðsmellna farsa, utan það að
kynna hann nýjum áhorfendum.
Franska myndin státaði af ógleym-
anlegum aulaleik Pierre Richards,
sem maður saknar sárlega. Hanks
er vel frambærilegur en hvorki
nægilega mikið útúr heiminum né
leikreyndur til að ná góðum tökum
á hinum utangátta sakleysingja.
í handritinu — sem gjaman hefði
mátt vera metnaðarfyllra — er
hinsvegar að finna nokkra lúnkna
brandara og uppákomur og leik-
stjórn Dragotti (sem vel gæti verið
að gera grín að sjálfum sér í „kók“-
innflutningsatriðinu í upphafí) er
yfírleitt fjörlega og þokkalega tíma-
sett þó glundroðinn sé helsti mikill.
Góða skemmtun, einkum fyrir þá
sem ekki sáu fyrirrennarann.
Innbrot í
bensínsölu
Esso
Á annað hundrað þúsund krónum
var stolið úr bensinsölu Esso í
Ártúnsholti i fyrrinótt. Starfs-
menn stöðvarinnar urðu varir við
þjófnaðinn þegar þeir komu til
vinnu i gærmorgun. Þjófarnir
höfðu brotið upp peningaskáp
stöðvarinnar á svipaðan hátt og
gert var þegar brotist var inn í
bensinsölu Shell í Garðabæ þegar
liðlega 300 þúsund krónum var
stolið. Þá var stolinn slipirokkur
notaður til þess að ná lömunum
af skápnum.
Rannsóknarlögregla ríkisins
vinnur að rannsókn málanna og
leikur granur á að sömu menn hafí
verið að verki í bæði skiptin. Enginn
hefur verið handtekinn vegna máls-
ins, en um helgina skildu þjófamir
stolinn slípirokk og mikla sleggju
eftir.