Az alábbi feladat a 2023-as (NAT 2012) októberi, középszintű fizika érettségi első részének hetedik feladata volt. A feladat kulcsa a lendület.
Egy katonai helikopter a gépágyújából vízszintesen lő egyet. Ha az általunk vizsgált rendszer a helikopterből és a kilőtt lövedékből áll, akkor melyik megmaradási törvény érvényesül a rendszerre?
- A) A lendületmegmaradás tétele.
- B) A mechanikai energiák megmaradásának tétele.
- C) A mozgási energiák megmaradásának tétele.
Mielőtt megnéznéd a helyes választ érdemes utánanézni kicsit az alapoknak. Az általános iskolásoknak szóló részben, az „Erő” c. fejezetben az „Az erőlökés és a lendület megmaradása” c. lecke rávezet a megoldásra.
Középiskolásoknak és fizika érettségire készülőknek a „A közlekedés és a sportolás fizikája” c. fejezetből a „A lendület megmaradása” fog segíteni.
Helyes válasz: A
A fizikai háttér: Lendületmegmaradás törvénye
A lendületmegmaradás törvénye kimondja, hogy egy izolált rendszerben a lendület összege állandó marad, amennyiben a rendszerre nem hatnak külső erők. Ebben az esetben az izolált rendszer magába foglalja a helikoptert és a kilőtt lövedéket.
A katonai helikopter és a lövedék esete
Amikor a helikopter a gépágyújából vízszintesen kilő egy lövedéket, a helikopter és a lövedék rendszere egy izolált rendszernek tekinthető abban az értelemben, hogy a lövés pillanatában a külső erők, mint például a légellenállás, még nem hatnak érdemben. A lövedék lendülete egy adott irányba mutat, míg a helikopteré az ellenkező irányba, így a rendszer teljes lendülete nulla marad – pontosan úgy, ahogy a lövedék kilövése előtt volt.
Az érettségi helyes válasza és jelentősége
Az érettségi helyes válasza az A) opció volt, miszerint a lendületmegmaradás törvénye érvényesül a helikopter és a lövedék rendszerére. Ez azt jelenti, hogy bár a lövedék kilövésével a helikopter lendülete megváltozik, a rendszer összlendülete, amely a helikopter és a lövedék lendületének összege, megmarad. Ez a fizikai elv nem csak elméleti szinten fontos, hanem a valóságban, például a repülésbiztonság és a tűzfegyverek működésének megértése szempontjából is kulcsfontosságú.
Összefoglalás
A lendületmegmaradás törvénye az egyik olyan fizikai alapelv, amely a katonai technológiától kezdve a sporton át egészen a közlekedésbiztonságig számos területen megfigyelhető. Az érettségi kérdés és a helyes válasz rávilágít arra, hogy a fizika törvényei áthatják mindennapjainkat és segítenek megérteni a körülöttünk zajló eseményeket.