18. Súly, súlytalanság

🧍 Súly

A súly az az erő, amellyel egy test nyomja az alátámasztást vagy feszíti a felfüggesztést.

A súly annak az erőnek a nagysága, amellyel egy test az alátámasztását terheli, illetve a felfüggesztését húzza. A súly értéke nem minden esetben azonos a testre ható nehézségi erővel.

• Nyugalomban vagy egyenletes mozgás esetén: a súly megegyezik a nehézségi erővel.
• Gyorsuló mozgás közben (például liftben): a mért súly változhat. Felfelé gyorsuló liftben nagyobbnak, lefelé gyorsuló liftben kisebbnek érzékelhető.

🌌 Súlytalanság

Súlytalanság akkor lép fel, amikor egy test nem gyakorol nyomóerőt az alátámasztásra, például szabadesés közben. Ilyenkor a test ugyan vonzás alatt áll (van nehézségi erő), de nincs súlya.

• Példa: űrhajósok az űrben, ejtőernyős zuhanás kezdetén

🌌 Súlytalanság

Súlytalanságról akkor beszélünk, amikor a test nem fejt ki nyomó- vagy húzóerőt az alátámasztására vagy a felfüggesztésére. Ez leggyakrabban szabadesés során fordul elő.

Fontos, hogy ilyenkor a gravitáció továbbra is hat a testre, tehát a nehézségi erő nem szűnik meg, csak a test súlya válik nullává.

Példák súlytalanságra:

• az űrhajósok állapota Föld körüli pályán,
• szabadesésben lévő testek,
• az ejtőernyős zuhanásának kezdeti szakasza.

⚖️ Súly és látszólagos súly

⚖️ Látszólagos súly

A látszólagos súly az az érték, amelyet egy mérleg mutat. Ez a mérési eredmény a test mozgásától is függhet.

• Nyugalomban vagy egyenletes mozgáskor: a látszólagos súly megegyezik a valódi súllyal.
• Felfelé gyorsuló liftben: a mérleg nagyobb értéket mutat, ezért a test nehezebbnek tűnik.
• Lefelé gyorsuló liftben: a mérleg kisebb értéket jelez, így a test könnyebbnek érződik.
• Szabadesés során: a mérleg nulla értéket mutat, ezért a látszólagos súly megszűnik. Ezt az állapotot súlytalanságnak nevezzük.

Középszintű vizsgafeladatok

Forrás: https://kemfiz.hu/fizika_kozep_dinamika.html

5, 13, 33, 65, 79, 89, 91, 105

5.

Egy test súlya a Holdon kisebb, mint a Földön. Mi ennek az oka?

Válasz: A) A Hold tömege kisebb, mint a Földé.

Indoklás: A gravitációs gyorsulás kisebb, így a testre ható nehézségi erő (súly) is kisebb.

13.

Egy űrhajós súlytalanságot érez. Mit jelent ez?

Válasz: A) Nem gyakorol nyomást a padlóra.

Indoklás: Súlytalanságban nincs nyomóerő, mert az űrhajós szabadon esik.

33.

Miért hevülnek fel az űrhajók légkörbe lépéskor?

Válasz: C) A nagy sebesség miatt a levegő súrlódása felhevíti őket.

Indoklás: A súrlódásból származó hő nem függ közvetlenül a súlytól, de a mozgásállapothoz kapcsolódik.

65.

Mikor a legvalószínűbb a hinta kötelének elszakadása?

Válasz: B) Amikor a felnőtt középen van és a kötél függőleges.

Indoklás: Ott a legnagyobb a feszítőerő, mert a sebesség is maximális.

79.

Mekkora erővel nyomja az alsó mágnes a henger alját?

Válasz: A)  1,5 N erővel.

Indoklás: 

• Külső tartóerő: A henger alja az egyetlen függőleges külső támasz; a fal súrlódása elhanyagolható.

• Belső erők: A mágnesek közti taszítás belső erő, nem változtatja meg a rendszer teljes súlyát.

• Talajerő: Az alj által kifejtett nyomóerő egyenlő a három mágnes összsúlyával:

89.

Mekkora erővel lehet megemelni az 1 kg-os testet, ha 20 cm-t emelünk?

Válasz: D) F = 5 N, s = 40 cm.

Indoklás: Mozgócsiga miatt az erő fele, de a kötél kétszer akkora utat tesz meg.

105.

Melyik csigarendszerrel kell kisebb erőt kifejteni?

Válasz: A) Az A) esetben, mert ott több csigát használtunk fel.

Indoklás: Több csiga → több kötélszár → kisebb szükséges erő.

🌌 Súlytalanság

Forrás: https://kemfiz.hu/fizika_kozep_dinamika.html

19, 29, 38, 49, 59, 63, 65, 85, 90, 101, 103

19.

Egy liftben álló ember súlyérzete megváltozik. Mikor érzi magát könnyebbnek? 

Válasz: C) Ha a lift lefelé gyorsul. 

Indoklás: A nyomóerő csökken, így a látszólagos súly is kisebb → súlytalanságérzet közelíthet.

29.

Egy lift egyenletesen mozog felfelé. Mit állíthatunk a liftben álló emberre ható nyomóerőről?

Válasz: A) Fny = mg 

Indoklás: Nincs gyorsulás, így a súlyérzet megegyezik a valódi súllyal → nem súlytalanság.

38.

Miért érzékelnek a Föld körül keringő űrhajóban az űrhajósok súlytalanságot?

Válasz: A) Mert az űrhajó szabadon esik a Föld felé. 

Indoklás: A gravitáció hat, de nincs nyomóerő → súlytalanság.

49.

Egy porszem ütközik az űrsiklóval. Melyik test lendületváltozása nagyobb? 

Válasz: C) Egyforma a két lendületváltozás abszolút értéke. 

Indoklás: Newton III. törvénye alapján → azonos nagyságú, ellentétes irányú erők.

59.

A mérleg 77 kg-ot mutat egy 70 kg-os ember alatt. Merre mozog a lift? 

Válasz: A) Felfelé. 

Indoklás: 

A mérleg a talaj által kifejtett nyomóerőt mutatja.

63.

Az ábrán látható dimbes-dombos úton egy autó halad állandó nagyságú sebességgel. Hol érezheti magát súlytalannak az autóban ülő vezető? 

Válasz: A) A domb tetején, ha megfelelő sebességgel halad. 

Indoklás: A normálerő csökkenhet nullára → súlytalanságérzet.

65.

Mikor a legvalószínűbb a hinta kötelének elszakadása? 

Válasz: B) Amikor a felnőtt középen van és a kötél közel függőleges. 

Indoklás: Ott a legnagyobb feszítőerő → súlyérzet maximális → nem súlytalanság.

85.

Mi az eredő erő iránya az ejtőernyő kinyitásakor? 

Válasz: C) Az eredő erő felfelé mutat, hiszen az ejtőernyős lassul. 

Indoklás: A fékezőerő nagyobb, mint a súly → lassulás → súlyérzet nő.

90.   Egy álló kosárlabdát oldalról egy tizedakkora tömegű teniszlabdával dobunk meg. A teniszlabda visszapattan a kosárlabdáról.  

Melyik labdára hatott nagyobb erő az ütközés során?

Válasz: C) Egyforma a két testre ható erő nagysága. 

Indoklás: Newton III. törvénye szerint → az erők egyenlőek.

101.  Egy űrhajós egy olyan bolygóra érkezett, amelynek a tömege feleakkora, mint a Földé, de a sugara a Földével azonos nagyságú. 

Hogyan változik az űrhajós tömege és súlya egy kisebb tömegű bolygón? 

Válasz: B) A tömege nem változik, de a súlya a felére csökken. 

Indoklás: Az űrhajós tömege nem változik, mert az anyagmennyisége független a bolygótól. A súlya viszont a gravitációtól függ: mivel a bolygó tömege feleakkora, de a sugara ugyanakkora, a gravitációs gyorsulás is fele lesz a földi értéknek. Ezért az űrhajós súlya a Földön mért érték felére csökken.

103.

A Földön vagy a Holdon nagyobb egy űrhajós tömege? 

Válasz: C) A két égitesten ugyanakkora a tömege. 

Indoklás: A tömeg nem függ a gravitációtól → csak a súly változik.

Készítette: A COPILOT.   

Vissza