Mozgási energia a filmekben

 A Fekete Párduc film részletében a lövedékekből származó mozgási energiát használják. Mit gondolsz?

Dinamika a mindennapi közlekedésben

Szeretem, amikor a fizika órán tanultak átvihetőek a mindennapi élet különböző területeire. Kedvencem továbbra is Vicsek Tamásék munkája, akik a hőtan és a gázok törvényeit ültették át először mozgások modellezésébe, majd most már drónok csoportos önszabályozó mozgásánál tartanak. Vagy egyszerűbb analógia a hullámmozgás és az emberek vezetési technikájának kapcsolata. Az alábbi videóban pedig egy könnyűnek tűnő dinamikai rendszer gondolatát ültetjük át ugyancsak a közlekedésbe:

 

Billiárd és fizika

 A billiárd egy nagyon egyszerű, közben élvezetes játék, és hihetetlen mennyi fizika és matematika van a háttérben. Megfelelő háttértudással és annak a gyakorlatba való átültetésével szinte verhetetlen lehet bárki. 

Kezdjük azzal, hogy mennyi minden látszik ezen a fényképen. Te mit veszel észre? 

Készítettem egy GeoGebra animációt, amit érdemes a tükrözés/szimmetria témakörénél elővenni. A szerkesztésben a kezdeti és az eltalálni kívánt golyó helyzetét változtathatjuk, a fenti kis csúszka segítségével pedig állíthatjuk, hogy hány falról ütközzön vissza a golyó, mielőtt végül találkozik a piros golyóval. 

És akkor egy kis segítség a gyakorlati megvalósításhoz, 10 perces gyorstalpaló: 

Eredő ellenállás

A vegyes kapcsolások eredő ellenállásának számolása sokszor ütközik problémába. Nem is soros/párhuzamos eredő ellenállás számolása, hanem inkább annak eldöntése, hogy mit nevezünk sorosnak, mitől/honnantól párhuzamos a kapcsolás. Bár azt hiszem, ez is olyan jelenség, hogy ha valakinek egyszer "leesik", akkor utána már könnyedén látja, mit kell csinálni és meg tud oldani bármely egyszerűbb feladatot. 

Ehhez készítettem tavaly egy GeoGebra animációt, ami talán segít megérteni a folyamatot. A lap a háttérben ki is számolja az eredő ellenállást, tetszőleges értékek írhtóak be a kis téglalapokba. Meg kell mondjam, büszke vagyok rá :) bár tudom, nem nagyon bonyolult, de akkor is.

Nem inerciarendszer

 Newton törvényei inerciarendszerben érvényesek. Leegyszerűsítve azt mondhatjuk, hogy inerciarendszerben vagyunk, ha minden fellépő mozgásállapotváltozást vagy deformációt meg tudunk magyarázni, meg tudjuk mondani, hogy milyen kölcsönhatásból származó erők hozták létre. 
A gyorsuló koordináta rendszerek nem inerciarendszerek. Legtöbbször elég egyértelmű, hogy egy gyorsuló koordináta rendszerben vagyunk, nem is tudunk elvonatkoztatni tőle. Ha kanyarodik az autó, nem meglepő, hogy valami a székbe nyom. Ha elindul a busz és hátradőlünk, ekkor se lepődünk meg. Elinduló és megálló liftben fellépő hastáji mozgások okát is értjük.

Már láttuk a Minden relatív bejegyzésnél, hogy ha a kamera a rendszerhez van rögzítve, és nem látunk ki belőle, akkor már nem is olyan egyszerű a helyzet. 

Ha pedig a rendszert állandó gyorsulással mozgatjuk, akkor az alábbi videóban látható izgalmas jelenetek részesei lehetünk. Ilyen fordó szoba általában megtalálható a Csodák Palotája/Technopolis/Nemo szerű fizikát és egyéb természettudományokat népszerűsítő interakítv játszóházakban. Ha el tudunk vonatkoztatni attól, hogy tudjuk, hogy egy gyorsuló rendszerben vagyunk, akkor rögtön olyan mozgásokkal találkozunk, amikre nem tudjuk a magyarázatot. És ekkor érthetjük meg a tehetetlenségi, fiktív erőket. 

Áramkörök

 A COVID-19 miatti online oktatásban szerintem minden fizikatanár használta a PhET szimulációkat. Elég sok magyarul is elérhető - bár érdemes kitekinteni az eredeti oldalra, mert a nem lefordítottak között is rengeteg a gyöngyszem. 

Az áramkör építő szimulációt azóta kötelező érvénnyel bevezettem, amióta sikerült olyan rendes rövidzárat produkálni a tanulókészlet segítségével, hogy az emeleten elment az áram. Halkan jegyzem meg, hogy az áramköri elemeket nem a tanulókísérleti eszközökkel kötötték össze a tanulók ... erre szerencsére a szimulációban is lehetőség van. 

Másik tapasztalat, hogy érdemes egy feladatsort mellékelni a munkához, mert bár a kreatív elme sokfelé el tud kalandozni, de nem mindenkinek jár erre a rugóra az agya. Így - másoknak is segítségképpen - feltöltöm ide azt a feladatsort, amit legutóbb kaptak kézhez a méréshez a diákok. 

Jó munkát és szórakozást mindenkinek!

Elektrosztatika megint

 Már foglalkoztunk a villámlással, de az elektromos erőtér vizsgálatánál a Faraday kalitka elve igencsak fontos. A Van de Graaf generátorral megmutathatjuk a kísérletet - ez a videó a legaranyosabb szemléltető eszköz szerintem :

de azért lássuk be, hogy van aki pénzt csinál a fizika órán megtanultak segítségével, és sokkal látványosabban mutatja be a jelenséget:

vagy még látványosabban:

Hőmérséklet mérés

 Minden egyes alkalommal, amikor kezdem a hőtant, keresgélek itt, hogy hogy is volt azzal a tücsökkel. És mostanában már mindig ugyanahhoz a két cikkhez jutok el mindig. Az egyik a Rádiótechnika 2019/5-ös száma, a másik történetesen egy volt ovistárs anyukájának blogja, amit a bor iránt érdeklődőknek ezúton is ajánlok. 

Most viszont az információkat ide is kigyüjtöm, hogy ne vesszenek el. Ki tudja mi lesz a fenti két információ forrásommal...

Tehát a tücsök percenkénti ciripelésszáma és a hőmérséklet közötti összefüggést A. E. Dolbear tudós és feltaláló fedezte fel és publikálta 1897- ben a The American Naturalist hasábjain. Ez szerint a környezeti hőmérséklet  Fahrenheitben  

T_F = 40 +N/4 , 

ahol N = a percenkénti ciripelések száma. 

Ha a Fahrenheit és a Celsius skálák közötti átváltást elvégezzük, akkor a képletünk a 

T_C = (5N+160)/36 

alakot fogja ölteni. De mivel ilyen komplex számításokat a mezőn fekve nehéz végezni, és a hibahatár is jóval nagyobb, így nyugodt szívvel egyszerűsíthetjük a képletünket: 

T_C=N/7+4.5. 

Azaz a percenkénti ciripelési számot osszuk el 7-tel és adjunk hozzá 4 és felet, és megkapjuk a hőmérsékletet Celsius fokban.

A mérésnek nem is a számolás a leggyengébb pontja, hanem az, hogy nem minden tücsök ciripel eszerint. A barátaink elég alapos kutatásának hála megtudtuk Puskás Gellértől, a Magyar Rovartani Társaság oszlopos tagjától, hogy "az amerikai Oecanthus fultoni fajra érvényes többé-kevésbé” a képlet. 

"Esetleg a hazánkban is gyakori pirregő tücsök (Oecanthus pellucens) ciripelése lehet alkalmas rá, ennek a fajnak nyár második felében és ősszel hallhatjuk a hangját. A tavasztól ciripelő mezei tücsök ( Gryllus campestris) valószínűleg kevésbé alkalmas." 

Tehát mielőtt alkalmazzuk a hőmérés e módját, gyorsan vizsgáljuk meg a tücsköt, hogy megbízhatunk-e a játékában!

Galileo Galilei kísérlete

 Ez nem egy friss hír, de jobb későn, mint soha: 2009-ben Steve Shore megismételte Galilei kísérletét: a Pisai Ferde Toronyból ejtett ki különböző tárgyakat, hogy megnézze egyszerre érnek-e földet. Galilei nagy valószínűséggel nem végezte el a kísérletet, de minden esetre hozzá kapcsolódik a kísérlet. És ez a videó egészen jól összeszedte a történetet.

Persze a kedvencem akkor is ez a kísérlet, amit már régebben posztoltam:

És ez, amit meg nem lehet megunni. Bár a képminőség nem annyira jó, de a helyszín megálasztása tökéletes: