V Московский турнир юных физиков

59

V Московский турник юных физиков

Я здесь не дам сих тайн истокованы, —
Вопрос, а не ответ — мое признание.
Г. И б с е н

V Московский турник был проведен физическим факультетом МГУ с 20 декабря 1982 г. по 3 апреля 1983 г. Оргкомитет Туриника возглавлял вице-президент АН СССР, академик Е. П. Великов, жюри — профессор физического факультета МГУ В. Л. Бонч-Бруевич. В этом современном старшеклассиком приняли участие 40 школа Москвы и Московской области.

Как обычно, турник проводился в три этапа.

I тур — заочный колективный конкурс. Школа для колективного решения предлагались 20 задач сроком на два месяца. По результатам этого конкурса ко II туру были допущены команды 15-ти школа.

II тур — отборочные физион, которые определяли финансовый турир. Отборочные физион проводились в Московских школах по заданным заочного конкурса.

III тур — финансовый турир был проведен на физическом факультете МГУ. В его программу входили: конкурс домашних заданий, конкурс капитанов, физий трех команд — финансовый турир, конкурс большихков, нагружение победителей.

Диплом I степени и переходящий приз турника был вручен командам школа № 57 и № 7 г. Москвы, диплом II степени — команде школа № 710 г. Москвы, диплом III степени — командам школа № 444 г. Москвы, № 82 пос. Черноголовка и ФМШ № 18 при МГУ. За победу в отдельных конкурсах турника грамоты и подарки были вручены 17-ти школьникам. Физический факультет МГУ нагradил шкOLS, команды которых показали высокие результаты в этом состоянии, ценными физическими приборами. Журнолл «Квант» нагradил ряд школьников книгами серии «Библиотека «Квант» с авторфамами авторов.

VI турник юных физиков научется 15 октября 1983 г. Ваш вопросы по организации таких современных, отзыва и предложения, а также заявки на участие в ТЮФ—VI присылайте по адресу: 117234, Москва, МГУ, физический факультет, Совет по работе со школьниками. Оргкомитет ТЮФ.

Задчица заочного колективного конкурса

Условия задач формулированы максимально кратко. Необходимые дополнительные данные и оговорки следует вдвинуть, опираясь на здравый смысл. Эти задания вы можете использовать при организации в школе викторин, вечеров занитательной науки, туриров юных физиков, использовать в работе физических кружков.

1. «Голл». «…сильнейший удар! Го-о-ол!!!» Каково максимальное давление в футбольном мяче при ударе?

2. «Дождь». Оцените, во сколько раз уменьшится количество тополиного пуха в воздухе после грозового дождя (Москва, июнь, гроза средней силы и продолжительности).

3. «Гравитационное поле Земли». Как зависит напряжение gravitationного поля Земли от расстояния до ее центра?

4. «Электрическое поле Земли». Предложите способ и изменьте напряжение электрического поля Земли.

5. «Взрыв». На маленьком островке Курильской гряды физик охотился за бабочки. Вдруг, в момент, когда бабочка сложила крылья, ее резко отнесло на 10 см в стороны. Оказалось, что в 300 км от наблюдаемого физика началось извержение вулкана — произведел первый мощный взрыв с высоком газов и пепла. Оцените энергию этого взрыва.

6. «Болото». Объясните, почему человек может утоннуть в более, даже если средняя плотность болотной среды существенно больше плотности воды.

7. «Колодец». Говорят, что в яркий солнечный день из глубокого колода можно наблюдать звезды. Объясните, каккие звезды можно так наблюдать и каким должен быть для этого колодец.

8. «Маринаский желоб». Каково давление воды на дне самой глубокой океанской плавницы?

9. «Аэростат». Аэростат объем 1000 м³ находится в равновесии на высоте H=300 метров над поверхностью Земли. Вдруг на него сверху сел беркут (m=10 кг). Как будет опускаться аэростат?

10. «Воздушный шарик». Исследуйте зависимости избыточного давления в воздухном шарике от его диаметра.

11. «Парафин». Измерьте коэффициент объемного расшириения парафина в интервале температур 0—80°C.

12. «Прыгающий шарик». Горизонтальная упругая плита совершает гармоничное колебания вверх-вниз с амплитудой A и частотой v. Определить, на какую максимальную высоту может подскойти стальной шарик, находящейся на этой лице. Оценить, через

60

какое время $t$ от начала процесса можно ожидать, что шарик подскочит на высоту 0,99 $H$.

Проведите экспериментальные исследования.

13. «Конан Дойл». «В тот вечер, сидя подле дядей на красном бархатном диванчке, я впервые увидел коек-кого из людей, чья слава и чудчества не забиты миром и по сей день.

— Старик с кислой миной и тонкими ногами — это герцог Кунисберри, — сказал дядя. — В составании с графом Тафом он проехал в фазоне девятнадцать млль за один час, и ему удалось за полчаса передать письмо на расстояние в пятдесят млль — письмо перерасывали из рук в руки с крикетным мячом…

— А зачем ему это попадобилось, сэр? — удивленно спросил я. Дядя пожал плечами.

— Так ему вздумалось, — сказал он.
(A. Конан Дойл. «Родни Стоун»).

Придумать и испытать канал передачи материальной информации (темписный мяч) средством XVIII века на расстояние 2 км за минимальное время.

14. «Лом». Оцените, какую работу необходимо совершить, чтобы завязать узлом стальной лом.

15. «Линза». Точечный источник света помещен в фокус собирающей линзы. Каково распределение интенсивности получения таким образом светового пучка по его диаметру? Предложите способ создания параллельного светового пучка с равномерным распределением интенсивности в поперечном сечении пучка.

16. «Биллиард». При ударе биллиардных шаров сLIBшен звук. Какова высота основного тона? Каковы обертоны?

17. «Магнитный момент». В цилиндрическом сосуда нахождения электронный газ ($n=10^{13}$ cm$^{-3}$, $T=300$ K). Стенки сосуда упруго отражают электроны. Друг с другой электроны не взаимодействуют. Цилиндр помещают в магнитное поле, линия индукции которого параллельны оси цилиндра. Определить суммарный магнитный момент электронного газа.

18. «Водопровод». Как, не разрушая водопроводной трубь, определить, в какую сторону течение в ней вода, если вы имеете доступ только к ограниченной участику ($l=2$ м) этой трубь?

19. «Брызги». Камушек падает в воду с высоты $H$. Какова при этом максимальная высота подема воды брызг?

20. «Кабестан». Канат, одним концом прикрепленный к стене, намотан на вал электродвигателя ($n$ витков). Каково натяжение закрепленного участка каната, если к свободному концу каната приложена сила $F$? Козффициент треня канат-вал м, частота врашення вала $v$.

Конкурс домашних задачи

1. «Представление». Разыграть с участием членов команды и большихков представление на физическую тему. Длительность представления — 5 минут. Жанр произвольный.

2. «Невесомость». Объяснить принцип действия и продемонстрировать изготовленный в школьной лаборатории прибор, демонстрирующий явление невесомости (например — фонарик, загорашшийся, когда он находится в невесомости).

Конкурс главных задач

На решение этих задач с представлением письменных отчетов в жюри Турира команда отводилось два часа.

1. «Гелий». Экспериментатор делает глубокий видхо, а затем глубоким вдохом наполняет легкие и дыхательные пути гелем (через трубку из газольда). После этого экспериментатор произносит всухих несколько звучания его речи. Во-первых, высота становится в несколько раз выше. Во вторых, тембр голоса сильно искажается, делая его неузнаваемый. По мере выdxхания гелия, практическое после первого вдоха воздуха, обьчное звучание голоса восстанавливается. Объяснить, почему увечивается высота основного тона человекаского голоса в этом эксперименте. Сделать численные оценки.

2. «Магнит». Известно, что при помощи магнита можно поднимать тяжести. В эксперименте, демонстрирующем подъемную силу магнита, использованы: торидальный керамический магнит, к которой для удобства была приклеена ручка из немагнитного материалов, подъемная платформа в виде двух стальных дисков, связанных вдоль оси стержнем, и набор съемных грузов. Оказылось, что максимальный вес груза, который можно поднять этим магнитом, $P_1$.

Если теперь на боковой поверхности магнита плотно наложить тонкую полоску жести, то подъемная сила магнита значительно возрастет: $P_2>P_1$. В проведенном эксперименте: внешний диаметр магнита 60 мм, внутренний диаметр 30 мм, ширина 15 мм, толщина жестиной полоски 0,15 мм, $P_1=25$ Н, $P_2=35$ Н. Как объяснить столбце значительное увеличение подъемной силы магнита?

3. «Показатель преломления». Определить показатель преломления стекла, из которой изготовлена цилиндрическая палочка. В расположении эксперименторов имеются: цилиндрическая стекла на平滑е или сквозь конец каната приложена с лейдером лейдером, источническим света — гелян-неоновый лейдером, диск с кабированным отверстием ($\varnothing=1$ мм и 2 мм) на шатите, белый экран, штангенциркуль и рулетка (2 метра).

4. «Вода и лед». Можно ли вскипятить чай в ледяном стаканнике? Оказывается, можно! В большой кусок льда вморожены три общих тонкостенных стакана (200 мл). В стаканны наливают холодную воду, кладут по 2 кусочка сахара и по щепотке чая. Все это на металлическом лотке закладывается в двухкус CBЧ печи «Электронка» и включает ее. Через 5 минут капитаны команда получают по стакану сладкого, хорошего заваренного, горячого чая. При этом оказывается, что лед расплавился только в местах соприкосовения с горячими стаканами. Объяснить, почему в СВЧ печи нагаревается, а лед. — нет.