A doua etapă (municipală).

Olimpiada integrală rusească pentru școlari la fizică

10.1. Un cerc subțire de masă se află plat pe o masă netedă orizontală. M. Un fir ușor neextensibil este înfășurat în jurul perimetrului cercului, tragem cu forță de capătul liber al firului Fîndreptată tangenţial la cerc. Cu ce ​​accelerație se mișcă capătul firului pentru care tragem?

Soluţie

Cercul va aluneca pe masă și, în același timp, firul se va desfășura de pe el. Ca urmare, cercul va efectua o mișcare complexă, care poate fi reprezentată ca suma mișcării de translație a cercului în ansamblu (în absența rotației) și mișcarea de rotație a cercului în jurul axei sale (cu centrul). a cercului staţionar). Deoarece firul este inextensibil, accelerația dorită a capătului său este egală cu accelerația tangențială (tangențială) a punctului cercului în care atinge firul. În conformitate cu regula adunării accelerațiilor, această accelerație este egală cu suma accelerației asociate mișcării de translație a cercului și componenta tangenţială a accelerației punctelor cercului asociată cu acesta. mișcare de rotație: A = A postare + A rotație

Din moment ce cercul face mișcare înainte sub forță constantă F, apoi A post = F/M. Datorită faptului că cercul este subțire și toate elementele sale sunt la aceeași distanță de axa de rotație, componenta tangenţială a acceleraţiei punctelor cercului este, de asemenea, egală cu A rotatie = F/M. Prin urmare, accelerația dorită a capătului firului este egală cu A fire = A = 2F/M.

Criterii

10.2. La dispoziția dumneavoastră sunt 6 rezistențe cu o rezistență de 100 ohmi. Cum ar trebui să fie conectate pentru a obține un rezistor cât mai aproape de 60 ohmi? Nu este necesar să folosiți toate rezistențele!

Soluţie

Luați în considerare trei scheme de circuite electrice:

Să calculăm rezistența acestor circuite:

Conectarea rezistențelor conform schemei 3 oferă cel mai bun rezultat, exact 60 ohmi.

Criterii

10.3. Două fluxuri de lichide sunt introduse în vas prin două tuburi cu temperaturi diferite. După amestecarea și stabilirea temperaturii în vas, excesul de lichid curge afară. În primul experiment, temperaturile lichidelor au fost de +50°C și +80°C, iar temperatura rezultată în vas a fost de +60°C. În al doilea experiment, debitul primului lichid a fost crescut de 1,2 ori, iar temperatura acestuia a fost adusă la +60 °C. Debitul celui de-al doilea lichid și temperatura acestuia nu s-au modificat. Găsiți temperatura constantă.

Soluţie

Să scriem ecuațiile echilibru termic pentru ambele experiențe. Să notăm debitele de lichide în masă prin Mși A∙M, respectiv capacitatea termică specifică a acestora – prin c, temperaturi - prin t 1 = +50 °С, t 2 = +80 °С, t 3 \u003d +60 ° С, iar temperatura dorită - prin t.

Să rezolvăm sistemul de ecuații rezultat:

=> =>

Criterii

10.4. Pe o masă orizontală netedă se află o tijă de lumină, de capete ale căreia sunt legate bucăți scurte, inextensibile, dintr-un fir ușor. Greutățile sunt atașate de capetele libere ale bucăților de fir Mși 3 M intins pe masa (vezi poza). Firele nu se lasă la început. Se aplică o forță la mijlocul tijei F, paralel cu bucățile de fir și perpendicular pe tijă. Găsiți accelerația mijlocului tijei. Numără repede înainte ca tija să se întoarcă!

Soluţie

Deoarece tija este ușoară, suma momentelor forțelor de întindere ale firelor T 1 și T 2 și putere F, calculată în raport cu axa care trece prin orice punct, trebuie să fie egală cu zero. Prin urmare, T 1 = T 2 = F/2.

http://pandia.ru/text/78/452/images/image012_48.gif" realsize="108x42" width="108" height="42"> pentru capătul stâng al tijei și http://pandia. ru/text /78/452/images/image014_43.gif" width="123" height="42 src=">.

Criterii

clasa a 7-a.

Sarcina 1. Programul de mișcare

Graficul arată dependența traseului parcurs de corp în timp. Care dintre grafice corespunde dependenței de timp a vitezei acestui corp?

Sarcina 2. Mașini

Din paragraf A la paragraf BO mașină „Volga” a plecat cu o viteză de 90 km/h. În același timp spre el din punctBmașina „Zhiguli” a plecat. La ora 12, mașinile au trecut una pe lângă alta. La 12:49 Volga a ajuns la punctB, iar după alte 51 de minute a ajuns Zhiguli laA. Calculați viteza Zhiguli.

Sarcina 3. Mișcarea în cerc

Un punct material se deplasează de-a lungul unui cerc cu raza R=2 m cu o viteză modulo constantă, făcând viraj complet timp de 4 s. A determina viteza medie prin deplasare pentru primele 3 s de mişcare

Sarcina 4. Lungimea benzii electrice

Determinați lungimea L bandă izolatoare într-o țesătură întreagă.

Notă.Din țesătură, puteți desfășura o bucată de bandă izolatoare de cel mult 20 cm lungime.

Echipamente.rola de bandă izolatoare, etriere, coală de hârtie milimetrată.

clasa a 8-a.

Sarcina 1. Întâlnirea bicicliștilor.

Lungime Spistă circulară 480 metri. Doi bicicliști se deplasează de-a lungul pistei în direcții opuse cu vitezev 1 =12 m/s și v 2 =16 m/s. Care este cel mai scurt timp după întâlnirea la un moment dat de pe pistă pe care se vor întâlni din nou în acel moment?(10 puncte)

Sarcina 2. Gheață care se topește.

O bucată mică de gheață, luată la o temperatură de 0 ° C, este aruncată în apă, a cărei temperatură este de 19 ° C. Echilibrul termic este stabilit la o temperatură de 10 ° C. La ce minim temperatura initiala s-ar fi topit complet gheața din acest experiment? Căldura specifică apă 4200 J/kg× grindină; căldura specifică topirea gheții 336000 J/kg. Ignorați schimbul de căldură cu alte corpuri.(10 puncte)

Sarcina 3. Înot în două fluide.

Un corp cilindric de volum plutește la limita a două lichide nemiscibile V iar densitatea ρ. Densitatea lichidului superior ρ 1 =0,8 ρ, inferior - ρ 2 =1,6 ρ.

Ce forță trebuie aplicată corpului pentru ca volumele părților corpului scufundate în fiecare lichid să fie aceleași? În ce direcție ar trebui să se acționeze organismul?(10 puncte)

Sarcina 4. Determinarea densității unui material necunoscut.

Exercițiu. Determinați densitatea materialului într-unul dintre cele două grupuri

kov plastilină, dacă se știe că masa de plastilină din ambele bucăți este aceeași.

Echipamente . Două bucăți de plastilină; un vas care conţine un lichid a cărui densitate

cunoscut; cântare cu greutate, fir.

Notă: este imposibil să extragi material necunoscut din plastilină.

Clasa a 9-a

Sarcina 1. Picături care cad.

Experimentatorul Gluck observă căderea picăturilor de pe streașina acoperișului de pe balcon. A constatat că atunci când următoarea picătură ajunge pe balcon, cea anterioară cade pe trotuar. Gluck a măsurat intervalul de timp dintre separările succesive de picături. Care este rezultatul Glitch dacă picăturile ajung la balcon în 1 secunde, iar balconul este la înălțime h= 15 m de sol? Frecarea poate fi neglijată.

(10 puncte)

Sarcina 2. Decolarea elicopterului.

Elicopterul decolează vertical de pe aerodrom cu accelerațieA\u003d 3m/s 2. Peste orar t1 pilotul a oprit motorul. Sunetul de la sol la punctul de decolare a încetat să se mai audă după un timp t2= 30 s. Care era viteza elicopterului când motorul era oprit? Acceptă viteza sunetuluiu= 320 m/s. (10 puncte)

Pentru a regla tensiunea pe sarcină, experimentatorul Gluck a asamblat un circuit electric, a cărui diagramă este prezentată în figură.

Tensiunea de intrare este constantă și egalăU. Rezistența sarcinii și reostatul de reglare sunt egaleR, iar sarcina este conectată la jumătate din reostat. Ajutați-l pe Gluck să determine de câte ori se va schimba tensiunea pe sarcină dacă rezistența sa este dublată? (10 puncte)

Sarcina 4. Aterizare de urgență.

Elicopterul a aterizat de urgență pe un ban de gheață în Arctica. Printre pasagerii elicopterului a fost experimentatorul Gluck. El a măsurat aria banchiului de gheață S\u003d 500 m 2, înălțimea suprafeței h\u003d 10 cm, densitatea apei ρ în \u003d 1080 kg / m 3, densitatea gheții ρ l \u003d 900 kg / m 3. Are Gluck dreptate când îl sfătuiește pe pilot să cheme un elicopter de salvare de 3 tone dacă greutatea elicopterului de urgență, inclusiv a pasagerilor, este de 4 tone? Care este capacitatea maximă de greutate a acestui banc de gheață? (10 puncte)

Sarcina 5. Creion

Rată munca mecanica, care trebuie făcut pentru a ridica uniform creionul care plutește în vas până la nivelul atingerii capătului inferior al suprafeței apei. Citiți poziția verticală a creionului. Densitatea apei este de 1000 kg/m 3 .

Echipament: creion rotund, sticlă de apă aproape plină, riglă

(15 puncte)

Clasa 10

Sarcina 1. Pușcătură.

În timpul competiției de aruncare a loviturii, sportivul a împins proiectilul cu o viteză inițială de 12 m/s la un unghi de 60 de grade față de orizont. Care va fi viteza proiectilului la 3 secunde de la începerea zborului și la ce distanță de sportiv se va afla? (10 puncte)

Sarcina 2. Gantera care cade.

Lungimea ganterei , format din două mase identice legate printr-o tijă rigidă fără greutate, stă într-un colț format din suprafețe netede (vezi figura). Mingea inferioară a ganterei este ușor deplasată spre dreapta pe o distanță mică, fără viteza inițială, iar haltera începe să se miște. Găsiți viteza mingii de jos când bila de sus părăsește planul vertical. În momentul separării, haltera face un unghicu verticală; cosinusul acestui unghi. (10 puncte)

Problema 3. Două bile calde.

Două bile de fier au aceeași temperatură. Unul dintre ele se sprijină pe un plan orizontal termoizolat, iar celălalt este suspendat pe un fir izolat termic. Aceeași cantitate de căldură este transferată ambelor bile, în timp ce procesul de încălzire este atât de rapid încât nu există pierderi de căldură pentru încălzire mediu inconjurator. Temperaturile bilelor vor fi aceleași sau diferite după încălzire? Justificați răspunsul. (10 puncte)

Sarcina 4. Care este rezistența circuitului?

Calculați rezistența între puncteAși Bfără sfârşit circuit electric prezentat în figură, dacă toate rezistențele din acest circuit sunt aceleași și egaler.

Problema 5. Rezistența grafitului.

Folosind echipamentul care vi se pune la dispoziție, determinați rezistivitate grafit (mină de creion)

Echipament: mine de creion, voltmetru, rezistor cu rezistență cunoscută, baterie AA, fire de conectare, hârtie milimetrică, bandă dublu .(15 puncte)

Clasa a 11a

Sarcina 1 Accelerează mingea.

O bilă suspendată pe un fir inextensibil oscilează într-un plan vertical, astfel încât accelerațiile sale în pozițiile extreme și inferioare sunt egale în valoare absolută una cu cealaltă. Găsiți unghiul de abatere al firului în poziția extremă. (10 puncte)

Sarcina 2 Mișcarea barelor conectate.

Două bare identice se află pe o masă orizontală netedă, conectate printr-un arc de rigiditate fără greutate. k . Greutatea fiecărei bare m . Una dintre bare se sprijină pe un perete vertical. Forța care acționează asupra celuilalt bloc F . Sistemul este în repaus. Determinați lungimea maximă a arcului după îndepărtarea forței. F.

Lungimea arcului în stare nedeformabilă ℓ 0 . (10 puncte)

Problema 3 Cilindru cu gaz.

Vas cilindric înalt gaz ideal se află într-un câmp gravitațional uniform, accelerație cădere liberăîn care esteg. Temperatura unui gaz variază cu înălțimea, astfel încât densitatea acestuia este aceeași peste tot. Masă molară gaz - μ . Găsiți - modificarea temperaturii într-un gaz pe unitate de înălțime (gradient de temperatură).(10 puncte)

Sarcina 4. Generarea de căldură în circuit.

Câtă căldură va fi eliberată în circuit (vezi figura) după comutarea cheii K din poziția 1 în poziția 2? Capacitatea condensatorului - DIN; surse de CEM egal E1 și E2 . (10 puncte)

Sarcina 5Determinați coeficientul tensiune de suprafata apă. Echipament: o farfurie, apă, o lingură, o riglă, o bucată chiar de sârmă de aluminiu de 15-20 cm lungime și o densitate de 2700 kg/m 3, un micrometru, alcool, vată