Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!
11. o. Légnyomás
észkombájn
kérdése
134
A Guericke-kísérletben mekkora erővel ha-
tott a levegő a 75 cm átmérőjű gömb felszí-
nére? Ha a 16 ló nem tudta széthúzni, mi-
lyen felső becslést adhatunk egy ló húzóerejéről?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
fizika, Légnyomás
0
Középiskola / Fizika
Válaszok
2
robertkolompar886
megoldása
A levegő minden irányból hat a féltekékre, de az összetartó erő kiszámításához a kör keresztmetszetére ható erőt kell néznünk, mivel ez akadályozza a szétválasztást.Adatok:Átmérő ($d$): 75 cm = 0,75 mSugár ($r$): 0,375 mLégnyomás ($p$): $10^5\text{ Pa}$ (kerekítve a könnyebb számoláshoz)Keresztmetszet területe ($A$):$$A = r^2 \cdot \pi = 0,375^2 \cdot 3,14 \approx \mathbf{0,442\text{ m}^2}$$A nyomóerő ($F$):$$F = p \cdot A = 100\,000\text{ Pa} \cdot 0,442\text{ m}^2 = \mathbf{44\,200\text{ N}}$$Ez az erő nagyjából 4,4-4,5 tonna tömeg súlyának felel meg.2. Egy ló húzóerejének felső becsléseA kísérletben 16 lovat használtak, oldalanként 8-8 lovat befogva. Fontos fizikai megjegyzés, hogy ha az egyik oldalon a féltekét egy falhoz rögzítik, és csak a másik oldalon húzza 8 ló, az ugyanakkora feszítőerőt jelent, mintha mindkét oldalon 8-8 ló húzná (hatás-ellenhatás).Mivel a 8-8 ló (összesen 16) éppen nem tudta széthúzni a gömböt, a lovak együttes ereje kisebb volt, mint a légnyomásból adódó összetartó erő.Becslés:$$8 \cdot F_{\text{ló}} < 44\,200\text{ N}$$$$F_{\text{ló}} < \frac{44\,200}{8}$$$$F_{\text{ló}} < \mathbf{5\,525\text{ N}}$$Következtetés:Egy ló húzóerejére így nagyjából 5500 N (kb. 550 kg-nak megfelelő erő) felső határt adhatunk ebben a kísérletben. A valóságban egy ló tartós vonóereje ennél jóval kisebb (kb. 700-1000 N), de rövid ideig tartó megfeszített erőkifejtésnél képesek lehettek megközelíteni ezt az értéket.