Олимпиада по физике

Квант 1975, №11 с. 62-65 Тег TRIU

Заключительный тур IX Всесоюзной олимпады школьников по физике проходил с 17 по 23 апреля в городе Калуге, где жил и работал К. Э. Циолковский.

Калуга — старинный русский город. Более 600 лет назад появился первое упоминание об этом городе, тогда небольший крепости. Сегодняшняя Калуга — большой современный город с огромными жилыми массивами-новостройками, школами, кинотеатрами, вузами.

В этом году в заключительном туре приняли участие 43 ученика 8-го класса *), 47 учеников 9-го и 51 — 10-го классов.

17 апреля в новом здании Калужского государственного педагогического института (КГПИ) им. К. Э. Циолковского состоялось торжественное открытие заключительного тура IX Всесоюзной олимпады школьников по физике. В этот день в городской газете «Молодой ленинц» были опубликованы приветствия летчика космонавта Г. В. Сарафанова и представления Orгкомитета Всесоюзной олимпады школьников академика И. К. Кикона. Обращаясь на страницах газеты к «олимпийцам», И. К. Кикон сказал: «Весьма поздреваю, что вы сами не сознаете, как счастливава ваша жизнь. Если бы это не было фантацией, я так же, как и моировесники, был бы счастлив оказыться в вашем положении, занять

*) Нумерация классов соответствует прошлому учебному году.

место за партой и участвовать в этой олимпиаде».

На торжественном открытии к участникам со словами самых добрых пожеланий обратились первый секретать Калужского обкома комсомола, доцент кафедры общей физики КГПИ М. И. Тульчинский, академик И. К. Кикоин, председатель жюри IX Всесоюзной олимпиады по физике Л. Н. Усачев и др.

После торжественного открытия состоялся концерт художественной самодеятельности студентов Педагсгического института.

18 апреля в просторных аудиториях КГПИ проводился теоретический тур олимпиады. Каждому участнику олимпиады было предложено 5 задач, на решение которых отводилось 4 часа.

Большая часть задач, предлагавшихся на олимпиаде, была опубликована в «Задачнике «Кванта» (см. «Квант» № 7, 8 за этот год). Мы приводим тексты задач, не вошедших в «Задачник «Кванта».

Ракета имеет два двигателя, которые могут сообщать ей постоянные ускорения $a_1$ и $a_2$ , направленные вертикально вверх. Первый двигатель рассчитан на работу в течение времени $t_1$ , второй — времени $t_2$ , причем $a_1 > a_2$ и $t_1 < t_2$ . Двигатели могут включаться как одновременно, так и последовательно. Какой порядок включения двигателей следует выбрать для того, чтобы к моменту окончания работы двигателей ракета поднялась на максимальную высоту? (8 кл.)

Космический корабль движется по круговой орбите вокруг Земли в плоскости орбиты Луны с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Луны вокруг Земли. Во время движения корабль находится на прямой, соединяющей центры Луны и Земли. Расстояние от корабля до Земли таково, что силы притяжения, действующие на корабль со стороны Земли и Луны, равны друг другу. Работают ли двигатели корабля? Каков вес космонавта, находящегося на корабле? Масса космонавта 70 кг, период обращения Луны вокруг Земли 27,3 суток. Масса Земли в 81 раз больше массы Луны, а расстояние от Земли до Луны примерно равно 60 земным радиусам. Радиус Земли принять равным 6400 км. (8 кл.)
Две правильные шестигранные призмы из прозрачного материала $ABCDEF$ и $A'B'C'D'E'F'$ (рис. 1) сложены вплотную зачерненными гранями $ED$ и $E'D'$ . Остальные грани имеют просветляющее покрытие, то есть на них не происходит отражения света. Грань $AB$ освещается широким параллельным пучком света, причем плоскость падения совпадает с плоскостью основания призмы. При некотором значении угла падения весь световой поток, попадающий на грань $AB$ , выходит через грань $A'B'$ второй призмы. Определить показатель преломления материала призм (10 кл.).

При решении задачи 1 нужно было аккуратно разобраться со значениями начальных скоростей на втором этапе движения ракеты при разных режимах работы двигателей, записать выражения для высоты подъема ракеты за время $t_1 + t_2$ при разных режимах и показать, что оптимальным является режим, при котором сначала включается первый двигатель, а затем второй.

В задаче 2 основной трудностью для тех, кто не справился с этой задачей, было определить направление действия силы тяги двигателей. Силы притяжения, действующие на корабль со стороны Луны и Земли, компенсируют друг друга. Следовательно, только сила тяги двигателей может сообщить кораблю необходимое ускорение. Для этого

Рис. 1.

Рис. 2.

Победители IX Всегоозной олимпiadы школьников по физике, получившие Дипломы I степени. Слева направо: А. Моржаков, В. Шукин, В. Булатов, В. Борю, О. Шербаков, К. Третьяченко, Л. Черных, Ю. Македонов, В. Кривцун, Л. Авдеев, Е. Шахнович, С. Демокритов.

сила тягги должны быть направлена по радиусу к центру Земли. Тогда все космонавта численно равен слеge тягги двигателей и направлен по радиусу от центра Земли.

Главным при решении задачи 3 было правильно построить ход лучея через признамы. Непосредственно из условия задачи следует, что ход лучея, при котором весь световой поток, падающий на грань AB, выходит через грань A’B’, должен быть таким, как показано на рисунке 2. Тогда угол падения α на грань AB (равный углу преломления γ на грани FE) равен 60°, а угол преломления β равен 30°. Отсюда $n = \frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = \sqrt{3}$ .

После того как все работы теоретического типа были сделаны, для учатников олимпiadы была проведена экскурсия по городу, состоялся просмотр показательных выступлений спортементов области детской спортивной школи «Юность».
19 апреля днем «олимпийцы» трудились на Коммунистическом субботнике, а вечером в области Дворце пинеров состоялся вечер отделыха.
Для жюри эти дни были очень направлены — нужно было проведить все работы теоретического типа.
20 апреля проводился экспериментальный тур, в котором принили участие все учатники олимпiadы (в отличие от прошых лет, когда к эксперименту допускались лишь те, кто наиболее успешно справился с задачием теоретического типа). Основная цель эксперимента — с помощью несложного оборудования

провести серию опытов, оценить полученный результат, его достоверность и погрешность измерений. Немало значение придаваюсь и оформлению работы. Вот тексты экспериментальных задач.

8 класс
Восьмиклассикам были предложены две задачи.

Определить плотность неизвестной жидкости.
В распоряжении экспериментатора имеются мензурки, жидкости с известными плотностями (вода, медный купор), пробирки.
При оценке этой работы учитываюсь, сколькими способами проводились измерения, как оценываясь точность измерений различными способами, аккуратность выполнения работы и, конечно, полученный результат.
Определить максимальное ускорение, сообщаемое шайбе кампульмой.
Экспериментатор даются шайба, кампульма, линейка.
При выполнении этой работы надо было определить коэффициент треня между шайбой и поверхностью стола, учеть зависимость сны треня от скорости. Важно было проведти достаточное количество измерений, правильно оценить точность полученных результатов.

9 класс
Определить, какие элементы могут находиться в «черном ящике», как они соединены.
В распоряжении экспериментатора имеются рестам, волтметр, бамарёка, соединенные проводами. Необходимо точно определить электрическую схему, снять волтмамерную характеристику, обнаружить и объяснить ее непленность.
При проведении итогов оценываюсь уменне обращаться с приборами, выбор метода измерений. Для получения правильного ре-

зультата необходимо было учесть внутреннее сопротивление вольтметра и, конечно, оценить точность эксперимента.

10 класс

1. Определить фокусное расстояние рассеивающей линзы всеми возможными способами.

2. Определить разрешающую способность вашего глаза (разрешающая способность характеризуется минимальным расстоянием между двумя точками, при котором эти точки воспринимаются глазом каждая отдельно).

Для эксперимента даются источник света, собирающая и рассеивающая линзы, экран, фольга, линейка, измерительная шкала.

При оценке работы учитывался выбор способа и точность измерений фокусного расстояния собирающей линзы, точность определения фокусного расстояния рассеивающей линзы, правильное построение хода лучей в системе из двух линз.

Призер олимпиады Н. Васильев.

Вечером после эксперимента «олимпийцы» посетили мемориальный Дом-музей К. Э. Циолковского и Государственный музей истории космонавтики. Сюда по традиции приезжают советские космонавты после очередного полета в космос.

21 апреля состоялась экскурсия на первую в мире атомную электростанцию, построенную в городе Обнинске в 1954 году.

И вот наступил день, которого с таким нетерпением ждали все: и члены жюри, и конечно, сами «олимпийцы». 22 апреля состоялось закрытие IX Всесоюзной олимпиады школьников по физике, на котором были подведены окончательные итоги.

Победители олимпиады были награждены дипломами и призами. Специальным призом «Кванта» — подшивкой журнала за 1974 год с автографами членов редколлегии — за успешное участие в олимпиаде награжден Н. Васильев (Калуга). Подпиской на журнал «Квант» на 1976 год награждены Г. Абдулаев (Кировабад), Е. Пономарев (п/о Черноголовка Московской обл.), А. Смирнов (п. Семибратово Ярославской обл.) и Р. Шарипов (Каракуль).