XII Международная физическая олимпиада

46

ХII Международная физическая олимпиада

С 1 по 10 июля этого года в Народной Республики Болгарии, в городе Варне, проходила XXII Международная физическая олимпиада школьников. Эта олимпиада была рекордной по числу участников: 14 стран прислив свои команды. Это Болгария, Венгрия, Вьетнам, ГДР, Италия, Польша, Румыния, СССР, Финляндия, Франция, ФРГ, Чехословакия, Швейция и Югославия.

Команду СССР представляли призеры Всесоюзной олимпиады по физике:

Александр Гутин — выпускник средней школы № 2 г. Клинцы,
Владислав Деревянко — выпускник средней школы № 145 г. Киева,
Андрей Мушинский — выпускник средней schools № 23 г. Минска,

Советская, болгарская и ветнамская делегии у Памятника советско-болгарской дружбы.

Фото Христо Минцева

Илья Солодовник — выпускник средней школы № 179 г. Москвы,
Игорь Шубенин — выпускник средней schools № 52 г. Риги.

Руководители нашей команды были заведующей лабораторией Научно-исследовательского института содержания и методов обучения Академии педагогических наук СССР О. Ф. Кабардин и инспектор Министерства просвещения СССР М. В. Грабиленков.

Как обычно, рабочие жюри составляют из хозяйствующего оборот и проверку задач. Результаты утверждались Междунарной комиссей, в котором вошли представители всех стран-участниц. Председателем Междунарной комиссии был избран известный болгарский ученый профессор А. Раев.

Большое внимание олимпиаде уделили Министерство просвещения НРБ, Димитровский комсомол, Городской совет Варны. Олимпиада была организована прекрасно. Все участники жили в новом благостроенном здании Института усовершенствования учитель на берегу Черного моря. В аудитории иLABораториях Института прошли также теоретический и экспериментальный туры. Участики олимпиады побивали

47

на знаментийх курортах Золотые пески, Солнечный берег и Альбена, совершили поездки в Ботанический сад города Балчика и в старинный город Несебир. Перед гостими выступили лучшие самодеятельные коллективы болгарских школников, известные своей высокой музыкой культуроя. В течение всего времени олимпiadы работал интерклуб, в котором ребята могли встретиться, рассказать о своих странах, обменяться впечатлениями об олимпiadе и просто потанцевать.

Как обычно, совершенняя олимпiadы проводились в два тура: сначала участки решили теоретические задачи, а затем — выполняли экспериментальную задачу. Приведем их условия:

Teoretическая задачи

1. Пробирка массой $M$ находится в вакууме. Перегородка массой $m$ с претензийю малой толщиной разделяет объем пробирки на две равные части. В закрытой части пробирки содержится $n$ молей идеального одноатомного газа с молярной массой $μ$ при температуре $T$. Перегородка освобождает и, двигаясь без треня, вылетает из пробирки. Затем вытекает и газ. Какова будет конечная скорость пробирки, если в момент начала движения перегородки она была неподвижна? Универсальная газовая постоянная $R$ известна.

Импульсом газа до вылета перегородки, а также теплобменом между газом, с одной стороны, и пробиркой и перегородкой, с другой, можно пребежать. Земное приятие не учитывает.

2. Электрическая лампа сопротивлением $R_0=2$ Ом при номинальном напряжении $U_0=4,5$ В питания током от аккумулятора с ЭДС $\mathcal{E}=6$ В, внутренним сопротивлением которого можно пребежать.

a) Пусть номинальное напряжение подается на лампу через реостат с движком, включенным как потенциометр. Каково должно быть сопротивление реостата и на какой максимальной ток он должен быть рассчитан, чтобы достичь максимального КПД?

b) Каков максимальное возможный КПД цепи лампа — аккумулятор при номинальном напряжении на лампе и каким образом их надо соединить через подходящий реостат, чтобы достичь максимального КПД?

3. Приемник радиоволн радиоэстрономического обеспечения расположен на берегу моря на высоте $h=2$ м над уровнем моря. При восходе над горизонтом радиозвезды, излучащей электромагнитные волны длиной $\lambda=21$ см, приемник регистрации черезушие максимумы и минимумы. Известно, что приемник регистрации только те электромагнитные волны, у которых электрический вектор $\vec{E}$ колблется параллельно водной поверхностью. Интенсивность регистрацииемого сигнала пропорциональна $E^2$.

a) Определите высоты звезды над горизонтом, измененные в углах по небесной сфере, при которых регистрации максимумы и минимумы (в обшем виде).

b) Будет ли интенсивность сигнала в приемнике возрастать или уменьшаться непредседательно после восхода радиозвезды? Объяснить, почему.

b) Найдите относение интенсивности сигналов в первом максимуме и следующего за ним минимуме.

При отражении электромагнитной волны от воды относение амплитуд электрического поля отраженной ($E_{\text{от}}$) и падающей ($E_{\text{пад}}$) волн описывается законом

$$\frac{E_{\text{от}}}{E_{\text{пад}}} = \frac{n - \cos \varphi}{n + \cos \varphi},$$

где $n$ — показатель преломления, а $\varphi$ — угол падения электромагнитной волны. Для границы воздуха — вода при $\lambda=21$ см величины $n=9$.

г) Будет ли возрастать или уменьшаться относение интенсивностей сигналов, принимаемых в соседних максимумах и минимумах, с восходлением звезды над горизонтом?

При решении задачи морскую поверхность считать гладкой.

Экспериментальная задача

Имеется в распоряжении упругий резиновый шнур, вертикальное подвешенный на штутиве. Начальная длина шнура 150 мм, а масса чашки весов 5 г. Помимо этого данные набор грузов массой от 10 до 100 г, секундомер, изменительная линейка, лекало и миллиметровая бумага. Ускорение свободного падения приять равным 10 м/c². Массой шнура можно пребежать.

a) Нагрузите резиновый шнур послеовательного грузами массой от 15 до 105 г. Занести в таблицу и изобразите графические в подходящем масштабе экспериментального получения зависимости удлинения $\Delta l$ шнура от модели силики натяжения $F$.

b) Используя результаты измерений, проведенных в пункте a), вычислите и составьте таблицу значений объема шнура при нагрузках от 35 до 95 г. Вычисления выполните последовательное для каждой двух соседних значений нагрузки из указанного интервала. Напишите формулы, которые вы пользовались при вычислениях. Выразите аналогичное решение предположение о зависимости объема от нагрузки.

Приимите значение модели Юнга постоянным и равным $E=2 \cdot 10^6$ Н/m². При обсуждении результатов следует иметь в виду, что для указанных нагрузок закон Гука для резины имеет приблизительный характер, поэтому отклонения от него могут доходить до 10%.

b) Определите объем резинового шнура, использует секундомер и положив на чашку весов груз массой 60 г. Указите использанные формулы.

Очень хорошо обращена проверка работы. Сразу же после окончаниятура все работы копировались, и копии разделились руководством команд. Кроме того, руководство команд. Кроме того, руководство команд.

48

дитель каждой команды получал официальные решения задач, предлагшие жюри, иORMATивы оценок решения в баллах. Поэтому руководители вместе с ребятами сами могли проверить все работы и убедиться в правильности оценок жюри.

Отбор победителей проводился по следующему принципу. Сначала выявлялся победитель — участник, получивший максимальное число очков. Им оказался советский школьник А. Гутин, набравший 47 очков из 50 возможных. Первый приз, кроме абсолотного победителя, был также присужden участником, набравшим не менее 90% очков от лучшего результата. Таких оказалось шестеро: А. Уиренбах (ФРГ), В. Тудосе (Румыния), И. Солодовников (СССР), М. Лен (ФРГ), В. Деревянко (СССР) и В. Лерц (Польша). Второй приз завовали участники, набравшие не менее 80% очков от лучшего результата; среди них — советский школьник А. Мушинский. Третьий приз получили школьники, набравшие не менее 65% очков от лучшего показателя; в их числе — член нашей сборной И. Шубенин. И, наконец, пошрительными грамотами были нагружены все те участники, которые набрали не менее 50% очков от лучшего результата. Кроме того, были вручены специальные призназа лучшие решения теоретических задач: от Академии наук НРБ — С. Мюллеру (ФРГ), от журнала «Физика» — А. Гутину (СССР), от Общества физиков — А. Клумперу (ФРГ). Специальный приз за лучшее решение экспериментальной задачи получили советский школьник А. Мушинский.

Во время олимпiadы в одном из залов Международного Дома ученых имени Фредерика Жоллю-Кюри состоялась беседа за круглым столом на тему «Роль физических оптимизатива в развитию интерсервов и творческих способностей молодежи». В беседе приняли участие представители всех стран, присутствующих на олимпiadе, а также — представитель ЮНЕСКО доктор Самади.

Д-р Самади рассказал о работе, проводимой ЮНЕСКО в связи с проблемами преподавания естественных наук, в частности, участия с ребятами самими участниками преподавания естественных наук.

С большим интересом были выслушаны доклады советских ученых-

49

Идет экспериментальный тур.

Во время заседания Международной комиссии олимпiadы. Выступает председатель комиссии А. Раев.

Приветствие А. Раева читатель нашего журнала.

ков О. Ф. Кабардина и Г. С. Тарасюк. Предложенный Г. С. Тарасюк способ оценки трудности олимпiadных задач был сразу же использован жюри олимпiadы, и расчет показал, что коэффициент трудности задач этой олимпiadы находится в пределах нормы.

Участники беседы за круглым столом говорили также о важной роли физико-математических журналов для школьников. Профессор Кунфалви, один из основателей Международных физических олимпiad, подробно рассказал о венгерском физико-математическом журнале для школьников. Он подчеркнул, что в таких журналах обязательно нужно пубlikовать трудные задачи, которые школьники могли бы решать дома, так как не всякий творческий человек способен быстро решать задачи и побежать на олимпiadах. В выступлении болгарской участницы П. Бозаровой говорилось о期刊 журнала «Квант» для подготовки к олимпiadам и развития творческих способностей болгарских школьников. Об истории создания «Кванта» и опыта его работы со школьниками в СССР рассказал Л. Г. Асламазов. Представитель Югославии Д. Гружик сообщил об издаваемом в его стране журнале для школьников «Юнный физик».

На заключительном заседании Международной комиссии был принят план проведения следующего физического олимпiad. XIII Олимпiadу намечего проводится в конце юня 1982 года в ФРГ, XIV — в Румынии в 1983 году, XV — в Швеции в 1984 году, XVI — в ГДР в 1985 году. Было высказано предложение привлечь к проведению олимпiad также международные организации, как Европейское физическое общество, Международный союз чистой и прикладной физики, ЮНЕСКО.

В заключение от имени всея советской делегации хочется поблагодарить болгарский оргкомитет олимпiadы за теплый,ружесвенный прием, который мы ошушали буквально на каждом шагу.