Fizika érettségi. Miért a D a helyes válasz?

A szelep sebessége 10 m/s, iránya a kerékpár sebességének irányával egyezik.

Ezt úgy kell elképzelni, hogy veszel egy függőleges egyenest, ami merőleges a kerék tengelyére, és átmegy a szelep vizsgált pontján.

Ha a szelep a felső holtpontban van, akkor az egyenes és a talaj síkjának metszéspontja zérus sebességgel mozog a talajhoz képest, azaz mintha egy csukló lenne ott, és pillanatnyi körmozgást végez a szelep.

Azt pedig jól megtanultátok, hogy körmozgáskor a kerületi sebesség egyenesen arányos a sugárral.

A talajtól a tengely R távolságra van, a szelep pedig 2R-re, azaz a szelep sebessége v_sz=2*v_kerékpár.

Egyszerű arányszámítás az egész.

Persze a 10m/s csak egy felső becslés, ugyanis a szelep távolsága a tengelytől kisebb mint R... Ezért a D a jó.

Ha kerékkel nehéz elképzelni, képzelj el egy függőlegesen álló pálcát, aminek a hossza a kerék átmérője. Képzeld oda a kerékre úgy, hogy a pálca ott áll, ahol a kerék földet ér. Ez a pálca dőlni kezd egy oldalra. Alsó vége a földön, mozdulatlanul.

A kerékpár sebessége a pálca felénél, a keréktengelynél van. A szelep sebessége a pálca felső végén.

Azt hiszem, így egyértelmű, hogy a pálca felső vége kétszer olyan gyors, mint a közepe.