Jelenség leírása
Készítsünk henger alakú homogén testeket különbözõ anyagokból (fa, paraffin stb.) úgy, hogy a magasság (h) és az átmérõ (d) aránya is többféle legyen! Vizsgáljuk meg, hogy milyen sûrûség és mekkora h/d arány esetén úszhat a henger a vízen stabilan úgy, hogy a tengelye függõleges legyen!
Eszközök
vizestál, vonalzó
Magyarázat
A mérési feladat megoldása
M. 262. Készítsünk henger alakú homogén testeket különbözõ anyagokból (fa, paraffin stb.) úgy, hogy a magasság (h) és az átmérõ (d) aránya is többféle legyen! Vizsgáljuk meg, hogy milyen sûrûség és mekkora h/d arány esetén úszhat a henger a vízen stabilan úgy, hogy a tengelye függõleges legyen!
(6 pont)
Zemplén Gyõzõ fizikaverseny, Nagykanizsa
Megoldás. A méréseket különbözõ anyagú (és emiatt különbözõ sûrûségû) hengerekkel végeztem el, mint: gyertyák, faágak, fahengerek, parafa dugók, alma, oázis (ez egy olyan anyag, amibe száraz virágokat szoktak szurkálni) és habszivacs. (Jéggel is próbálkoztam, de sajnos sikertelenül, mert a vágásával gondjaim voltak.)
A méréseim során elõször vettem egy hosszú hengert, ami csak vízszintes tengellyel úszott stabilan. Ennek lemértem a sûrûségét, a klasszikus tömeg/térfogat módszert választva. (A henger térfogatát a geometriai adatokból számítottam ki; a tömegmérést konyhai mérlegen végeztem.) Ezek után kis darabokat vagdostam le az eredeti hengerbõl, ügyelve arra, hogy a vágás után is párhuzamosak legyenek a körlapjai. Minden vágás után vízbe raktam a hengert, és megvizsgáltam, hogy milyen helyzetben (vízszintesen, függõlegesen vagy ferdén) úszik stabilan. Így haladtam addig, amíg már csak egy kis korong maradt a hengerbõl; ilyenkor mindig a függõleges tengelyû helyzet volt a stabil. Megfigyeltem, melyik az a kritikus hossz (és közvetve a h/d arány), amelynél az egyik egyensúlyi helyzet a másikba megy át. Megfigyeltem olyan eseteket, amikor a henger vízszintesen is és függõleges tengelyû helyzetben is stabilan úszott; ez a víznél sokkal könnyebb, illetve a vízhez közeli sûrûségû testeknél fordult elõ. Más, se túl könnyû, se túl nehéz testeknél a vízszintes tengelyû úszást ferde helyzet követte, majd a függõleges úszás vált stabillá.
A mérések eredménye az ábrán látható grafikonnal szemléltethetõ. A szaggatott vonal alatti tartomány az, ahová esõ h/d arányoknál a függõleges úszási helyzet stabil.
A mérés pontosságát több tényezõ is befolyásolta. Ilyen pl. a hengerek anyagának inhomogenitása, a (házilag öntött) gyertyák ferdesége, a farudak esetében a fa nedvszívása stb. A mérõeszközök pontosságát tömegmérésnél 
1 g-ra becsültem, a térfogat mérése viszonylag pontosnak tekinthetõ, ennek hibáját a nem vettem számításba. A kritikus hosszméret pontosságát néhány mm-re becsültem.
Kõrösi Márton (Békéscsaba, Szent-Györgyi A. Gimn., 11. o.t.)
!!\small!!20 dolgozat érkezett. 6 pontot kapott Kõrösi Márton, Meszéna Balázs és Tüzes Dániel, 5 pontos Kocsis Vilmos, Láng Marcell, Meltzer Mónika, Mirk Katinka, Nagy Nárcisz és Vincze Gábor Gellért megoldása. Kicsit hiányos (4 pont) 3, hiányos (1-3 pont) 6, mérési adatok hiányában nem értékelhetõ 2 dolgozat.
