пятница, 11 октября 2013 г.

II Межрегиональная физическая олимпиада. Текст заданий 2013 г.

1 Теоретические задачи

1.1 Кто быстрее?
Сева везет Никиту на санках по горизонтальной дороге. По дороге Никита стал спорить с Севой, что он, находясь на санках, которые везет Сева, может двигаться быстрее него, пассивно сидя на санках и никак не способствуя этому движению (не отталкиваясь ногами, но вытягивая веревку и т.д.).Может ли Никита быть прав?

1.2 Тепло и диод
На рисунке представлена вольт - амперная характеристика диода. Какое количество теплоты выделится на этом диоде за 12секунд,если в течение этого времени менять напряжение с 0 до 1,5В?

I                                                      и












1.3 Тележка Жени

Женя соорудила тележку, изображённую на рисунке. Колёса тележки сделаны из катушек (цилиндры с широкой кромкой). Радиусы цилиндров- г, радиусы кромок – кr .На. цилиндрах лежит ещё одно колесо, на которое Женя кладёт линейку и тянет на себя со скоростью v. Какой при этом будет скорость тележки? Колёса не проскальзывают относительно поверхности, .друг друга и линейки. Также опишите качественно, что будет происходить при к = 1 (то есть в случае, когда кромки отсутствуют).















1.4 Кирпич и песок
Есть два одинаковых цилиндрических теплоизолированных сосуда с одним молем идеального одноатомного газа при комнатной температуре, находящимся под поршнем массы 1кг (снаружи вакуум). На первый поршень резко положили кирпич массой 1кг,а на второй аккуратно клали по песчинке до тех пор, пока масса песка на поршне не достигла 1 кг. Для каждого из поршней найдите положение равновесия. Что будет происходить с каждым из поршней? В чем различие между этими двумя ситуациями?

1.5 Солнечные очки
Существуют солнечные очки, которые с внешней стороны кажутся зеркальными, а с внутренней стороны, естественно, через них можно смотреть как через обычные очки. Интересное явление состоит в том, что если их перевернуть(смотреть снаружи),то почти ничего не видно, то есть стекло является принципиально асимметричным. Подумайте, как могут быть устроены такие очки?
 
2 Экспериментальные задачи
2.1 Притяжение и отталкивание
Известно, что плавающие в блюдце с водой небольшие предметы, например спички или канцелярские скрепки, "притягиваются". А могут ли такие мелкие предметы, плавая на поверхности жидкости, отталкиваться? Если да, поставьте эксперимент, демонстрирующий это.
2.2 Капли, скатывающиеся с зеркала
Наблюдая за каплями, скатывающимися с наклонного зеркала, Петя заметил, что капли не скатываются, если они меньше определенного размера. Попробуйте экспериментально получить зависимость минимальной массы скатывающейся капли от угла наклона зеркала.

2.3 Вращательный маятник
Если  какой-либо груз подвесить на верёвке или нити, то можно будет наблюдать колебания: если немного закрутить груз, он будет вращаться попеременно то в одну, то в другую сторону. Период этих колебаний зависит от длины и материала нити, от массы, формы груза и даже его положения. В частности, если подвесить один и тот же груз на одной и той же нити за разные точки, могут получиться разные периоды. Экспериментально найдите отношения этих периодов:
1. Для  диска, подвешенного за край и за центр.
2. Для куба, подвешенного за середину грани, и куба, подвешенного за вершину.

2.4 Электрофрукт
Известно, что при помощи двух предметов из разных металлов, воткнутых в лимон или яблоко, можно получить ЭДС.
1.      Измерьте внутреннее сопротивление "фруктовой батарейки".
2.      Подключите к вашей "фруктовой батарейке"обычную и измерьте сопротивление на том же участке, что и в предыдущем пункте. Что изменилось? Попробуйте объяснить результат.
3.      Как зависит общая энергия, которую можно получить, от массы фрукта? Имеется ввиду зависимость от массы для какого-то одного, выбранного вами фрукта, с одним типом электродов.

2.5 S-образная трубка
В своей книжке "Вы, конечно же, шутите, мистер Фейнман"("Surе1у you are joking,  Mr Feynman") известный физик Ричард Фейнман приводит следующую задачу:
Имеется S-образный разбрызгиватель для лужаек - S-образная труба на оси; вода бьет струей под прямым углом к оси и заставляет трубу вращаться в определенном направлении. Каждый знает, куда она вертится - трубка убегает от уходящей воды. Вопрос стоит так: пусть у вас есть озеро или плавательный бассейн - большой запас воды, вы помещаете разбрызгиватель целиком под воду и начинаете всасывать воду вместо того, чтобы разбрызгивать ее струей. В каком направлении будет поворачиваться трубка?

Далее он приводит два варианта решения, приводящих к противоречащим друг другу результатам:

Я приведу вам аргумент, который заставляет думать так, и другой аргумент, заставляющий думать наоборот. Хорошо? Одно соображение состоит в том, что, когда вы всасываете воду, она как бы втягивается в сопло. Поэтому трубка подается вперед, по направлению к входящей воде. Но вот приходит кто-то другой и говорит: "Предположим, что мы удерживаем устройство в покое и спрашиваем, какой момент вращения для этого необходим. Мы все знаем, что, когда вода вытекает, трубку приходится держать с внешней стороны S-образной кривой - из-за центробежной силы воды, проходящей по контуру. Ну а если вода идет по той же кривой в обратном направлении, центробежная сила остается той же и направлена в сторону внешней части кривой. Поэтому оба случая одинаковы, и  разбрызгиватель будет поворачиваться в одну и ту же сторону вне зависимости от того, выплескивается ли вода струей или всасывается внутрь".

Попробуйте найти все ошибки в этих рассуждениях и проверьте экспериментально, в какую на самом деле сторону вращается трубка.



Комментариев нет:

Отправить комментарий

Похожие сообщения...

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...