Giải thi đấu vật lý trẻ lần thứ VIII

58

Cuộc thi đội trưởng và người hâm mộ

Các đội trưởng thực hiện bài toán này với hai trợ lý. Người hâm mộ làm việc theo cách quy nạp hoặc theo nhóm và gửi đáp số cho một trong những đội lọt vào vòng chung kết. Thời gian để hoàn thành mỗi bài toán là 5 phút.

Hầu hết bài toán của cuộc thi này đều được đề xuất bởi các đội thi đấu ở loại giải đấu thứ hai.

1. “Vôn kế”. Trong sơ đồ điện hiển thị trên hình, tất cả các vôn kế đều giống nhau.

Lời khai của hai người được biết: $U_1=10$ B, $U_2=-6$ B. Lời khai của hai người còn lại là gì?

2. “Xe buýt” (bài toán do trường số 179 đề xuất). Tại sao ngăn xếp phía sau của xe buýt thường bẩn hơn nhiều so với ngăn xếp bên?

3. “Vụ va chạm nghịch lý.” Sau một va chạm dễ thương của một hình trụ bằng đồng có khối lượng $m$ với một quả bóng bi-a đang đứng yên có khối lượng $2m$, hình trụ dừng lại và quả bóng bị lệch một góc $\beta<\frac{\alpha}{2}$.

Diagram of a pulley system with weights and a spring

Đề xuất mô hình cấu trúc bên trong của hình trụ.

4. “Làn sóng đánh lửa” (do trường số 679 đề xuất và được công nhận là bài toán hay nhất).

Thành phố buồn ngủ nằm hoàn toàn trong bóng tối, vầng trăng sáng không nhìn thấy từ thiên đường. Trên bolshar, với quả thận đen tối đó, một tên cướp nguy hiểm đang ẩn nấp.

Anh không biết điều gì đang chờ đợi mình…
Đội cảnh sát tuyệt vọng
Mọi thứ xung quanh anh,
Và có một khẩu súng máy đang phục kích.

Để bóng tối không che khuất anh,
Vì vậy, đèn chiếu sáng nó,
Đèn dọc ngõ đã bật sáng,
Nhưng chúng không bắt lửa ngay lập tức!

Lần lượt chúng sáng lên,
Cái đầu tiên ngay lập tức, cái thứ hai sau.
Những đốm sáng lan tỏa trong đêm,
Họ chạy như sóng dọc theo ngọn núi lớn.

Hãy khéo léo sử dụng cú hích này,
Dưới sự bao phủ của bóng tối
Kẻ trộm đã đi theo một con đường kín đáo,
Nó bị che khuất bởi những bụi cây rậm rạp…

Lý do cho sự thất bại này là gì?
Tại sao họ cũng có đèn lồng?
Chưa giải quyết được điều này bài toán
Anh ấy sẽ không giúp đỡ tôi cho đến lúc đó.

Con đường dài được chiếu sáng bằng những ngọn đèn điện sợi đốt, nối song song với một nguồn điện. Tại sao bóng đèn càng xa nguồn sáng lại càng sáng?

5. “Smerch” (trường số 43). Tại sao xoáy nước hình thành khi xả bồn tắm? Nước quay theo hướng nào?

6. “Laser” (trường số 542). Chùm tia laser được chiếu theo chiều ngang lên một khay phẳng trong suốt (bể cá) có nước vuông góc với thành khay. Nếu chùm tia đi qua phía trên hoặc phía dưới bề mặt nước trong tàu thì có thể quan sát được một điểm từ chùm tia laser trên màn hình phía sau tàu. Nếu chùm tia laser truyền dọc theo bề mặt nước thì sẽ quan sát thấy một sọc dọc trên màn hình. Giải thích nguồn gốc của dải và tính toán các thông số của nó.

7. “TV” (trường số 57). Trong một số phim truyện có các nhân vật đang xem TV, bạn có thể nhận thấy một sọc ngang tối rộng đôi khi chạy ngang màn hình TV. Tại sao và nó được quan sát cho loại tivi nào, nó chiếu theo hướng nào (lên hoặc xuống) và với tần số bao nhiêu? Chiều rộng của nó so với chiều rộng của màn hình và mức độ tối là bao nhiêu?

8. “Cái lọ.” Bất kỳ lọ nhựa nào có nắp đủ lớn và kín (nhưng không có ren) đều phù hợp cho thí nghiệm. Tại giải đấu, một chiếc lọ có thể tích 0,4 lít và đường kính nắp 8 cm đã được trình diễn. Khi lọ được cuộn mạnh từ các bên, nắp lọ bật ra với tiếng bật đặc trưng và bay khá xa. Hãy ước tính độ lớn của lực lớn nhất tác dụng lên nắp trong thí nghiệm này.

Ấn phẩm được chuẩn bị bởi E. N. Yunosov,
I. V. Yaminsky

Chuyến tham quan nhà vật lý y tế VIII

Chuyến lưu diễn này bắt đầu vào tháng 9 năm 1985. Nó sẽ được tổ chức thành ba giai đoạn.

Tôi làm tròn - thi đấu tập thể thư từ. Bắt đầu từ năm nay, cuộc thi thư từ sẽ trở thành toàn Liên minh. Lời giải bài toán TUF-VIII, các ấn phẩm dưới đây, có thể được gửi chậm nhất là ngày 30 tháng 11 năm 1985 đến địa chỉ: 119899, ​​​​Moscow, GSP, Đại học Tổng hợp Moscow, Khoa Vật lý, Hội đồng Làm việc với Học sinh, Ban tổ chức TUF-VIII. Trong cột “Tới”, ghi: “Thư từ cạnh tranh TUF-VIII” và các số bài toán, lời giải mà bạn đang gửi. Trong thư, vui lòng gửi kèm một phong bì có ghi địa chỉ của trường (trong phong bì này đã gửi kết quả bài kiểm tra lời giải), cũng như đơn đăng ký tham gia giải đấu có ghi tên các thành viên trong đội, giáo viên vật lý, số trường và lớp. Lời giải

59

các vấn đề bài toán có thể là cá nhân và tập thể. Viết mỗi lời giải trên một (các) tờ riêng và trước tiên hãy cho biết thành phố, số trường, lớp, họ và tên của các tác giả lời giải. Giải pháp thử nghiệm bài toán phải kèm theo mô tả chi tiết về cách lắp đặt, sơ đồ, tốt nhất là ảnh và dữ liệu thử nghiệm. Các bài toán lời giải bài toán thành công nhất và được hình thành độc lập sẽ được trao chứng chỉ giải đấu và gửi để xuất bản trong «Kvant».

Vòng P - thể chất đủ điều kiện. Các đội từ các trường học ở Mátxcơva và khu vực Mátxcơva đã ghi được hơn 40 điểm (trong tổng số 50 điểm có thể) trong cuộc thi tập thể ngoại thành có thể tham gia. Vòng loại vật lý vòng chung kết 1/4 và 1/2 sẽ được tổ chức từ ngày 10/12/1985 đến ngày 10/1/1986 tại Khoa Vật lý Đại học Tổng hợp Matxcơva theo nhiệm vụ của cuộc thi tương ứng. (Thành phố khác có thể gửi tài liệu tổ chức vòng 2 và vòng 3 tại địa phương).

Vòng 3 - vòng chung kết của giải - diễn ra vào ngày 16/2/1986 tại Khoa Vật lý của Đại học quốc gia Mátxcơva. Chương trình của nó bao gồm: kiểm tra thể chất của giải đấu tài chính, cuộc thi của đội trưởng, cuộc thi của các ông lớn, trao giải cho người chiến thắng và những người tham gia tích cực của giải đấu.

Bất cứ ai cũng có thể tham gia tạo nhiệm vụ cho những phần thi cuối cùng của giải đấu. Các điều kiện bài toán vui lòng gửi chậm nhất vào ngày 20 tháng 1 năm 1986. Bạn có thể nhận thêm thông tin về các quy tắc tiến hành TUF-VIII, cũng như đưa ra các đề xuất và nhận xét của mình tại địa chỉ trên.

Bài tập cho cuộc thi tập thể thư tín TUF-VIII

Hầu hết các nhiệm vụ được hình thành trên cơ sở các hiện tượng vật lý cụ thể và được thiết kế để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết phía máy chủ, vượt ra ngoài cách tiếp cận “trường học”. Các điều kiện bài toán được hình thành càng ngắn gọn càng tốt và cho phép diễn giải và mức độ đơn giản hóa khác nhau.

1. “Hãy tự mình nghĩ ra.” Hãy tự mình tạo ra một vấn đề bài toán và giải quyết nó.

2. “Neo”. Làm thế nào để tuyên bố rằng một chiếc neo nặng 5 tấn giữ được một con tàu nặng 10 nghìn tấn?

3. “Tỷ lệ Poisson.” Người ta biết rằng bất kỳ biến dạng dọc nào của vật rắn cũng gây ra biến dạng ngang của nó. Giải thích hiện tượng này. Đề xuất một tính toán lý thuyết về tỉ số Poisson đối với kim loại. Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết về thanh cao su.

4. “Kính hai lớp”. Trong các khu dân cư ở khu vực trung tâm của Liên Xô, người ta thường lắp đặt khung đôi trên cửa sổ. Bạn có nghĩ chúng ta nên chuyển sang sử dụng ba khung hình không?

5. “Màng dầu” “Năm 1757, tôi đang ở trên một trong 96 con tàu của đội tàu đi từ Leesburg. Tôi nhận thấy mặt nước xung quanh các con tàu phẳng lặng một cách đáng ngạc nhiên, trong khi xung quanh những con tàu khác có sự xáo trộn mạnh do gió giật mạnh. Bối rối trước cái bàn trước sự khác biệt kỳ lạ, cuối cùng tôi quay sang con tàu và hỏi nó có nghĩa là gì. “Những người đầu bếp,” anh ấy nói, “cũng giống như tôi, chỉ cần đổ nước nhờn qua nắp đậy, và nó nhận được một có chút dầu mỡ ở mạn tàu này.” Trong ngữ điệu của thuyền trưởng có một chút khinh thường được thể hiện bởi một người không biết một số sự thật thường được biết đến.” (Venjamin Franklin)

Giải thích hiện tượng được các nhà khoa học chú ý. Tiến hành thí nghiệm đổ dầu lên mặt nước gồ ghề.

6. “Tự dao động.” Nhiều người biết đến một món đồ chơi dành cho trẻ em: một con vịt con dài cúi xuống máng nước và tự hiện ra, “hành hạ” nước, sau đó ném nó ra khỏi máng, nhưng sau một thời gian, nó lại cúi xuống và “tra tấn”, v.v. Theo quan điểm vật lý, đây là một ví dụ về sự tự dao động xảy ra khi có nguồn năng lượng bên ngoài.

Thiết kế và chế tạo một thiết bị trực quan hoặc đồ chơi thể hiện khả năng tự dao động.

7. “Sạc bề mặt”. Người ta biết rằng hai lưỡng cực nằm cách nhau một khoảng r, như thể hiện trong hình, tác dụng với nhau với một lực F~p₀²/r⁴, trong đó p₀=ql là mômen lưỡng cực.

Các lưỡng cực sẽ tương tác như thế nào nếu mômen của chúng thay đổi theo thời gian: p₁(t)=p₂(t)=p₀sinωt?

9. “Sức mạnh của nam châm.” Nghiên cứu thực nghiệm sự phụ thuộc khoảng cách của lực hút của quả cầu thép vào cực của nam châm định vị. Giải thích kết quả. Nghiên cứu cụ thể hành vi của các quả bóng từ hóa và không từ hóa.

10. “Cuộc đua của Barkhausen”. Bạn có thể quan sát các hiện tượng thú vị liên quan đến từ hóa của nam châm sắt bằng cách tạo ra thiết lập sau:

1 - máy thu sóng vô tuyến;
2 - cuộn dây đồng;
3 - mẫu thử;
4 - nam châm hoặc nam châm điện.

Các thông số gần đúng của cuộn dây: số vòng - vài nghìn, đường kính dây - 0,1-0,2 mm, chiều dài cuộn dây - 30-50 mm, đường kính trong của lỗ trên cuộn dây - 5-10 mm. Kim đan, đinh ủ, giũa kim và các vật thể sắt từ khác có thể được sử dụng làm mẫu thử. Cuộn dây phải được kết nối với đầu vào của máy thu radio thành công (từ đầu phát). Để lại mẫu thử trong cuộn dây. Khi đến gần hoặc di chuyển ra xa