1тур
Пролог:
“Человек - всего лишь тростник, слабейшее из творений природы, но он - тростник мыслящий. Только мысль возносит нас. Постараемся же мыслить достойно, в том основа нравственности”.
Блез Паскаль
Санкт-Петербургская гимназия № 524 имеет честь приветствовать Вас, участники физического турнира. Мы не сомневаемся в Ваших удивительных способностях и поэтому с удовольствием принимаем участие в этом конкурсе.
Б.А. Пастернак
Мы:
Руководитель:
Эпилог:
“Надежда победить приближает победу,
уверенность в победе лишает нас её”.
Т. Ливии
Ценители ума...
Санкт-Петербург, гимназия Л/о 524
Команда 5 "Физкомпания" лицея 40 г. Петрозаводска.
11 класс
Руководитель: Морозова Нина Викторовна, учитель физики.
Координатор: Лариса Дмитриевна Комарчева
licei40@sampo.karelia.ru
Приветствие команды:
Команда 6 "Асы", лицей 40 г. Петрозаводска
10 класс
Руководитель: Морозова Нина Викторовна, учитель физики.
Координатор: Лариса Дмитриевна Комарчева
licei40@sampo.karelia.ru
Приветствие учеников 10-х классов школы-лицея 40
Физика? Турнир? Все на турнир!!!
О НАС
Команда 12 "Протон", шк. №33 г. Ярославля
1. Возраст участников 16 лет (11-ый класс).
2. Название команды: "Протон".
3. Средняя школа №33 имени Карла Маркса с углубленным изучением математики города Ярославля. Е-mail: root@sch33.edu.yar.ru
root@sch33.edu.yar.ru
В нашей школе ведется углубленное изучение математики с 8 класса. Но нас привлекает не только математика. Многие из нас увлекаются информатикой, физикой, химией. Школа достигает больших успехов на предметных олимпиадах разного уровня.
Мы рады познакомиться через этот турнир с ребятами из других городов.
Желаем всем успехов в турнире!
II Тур
В теме письма и его начале обязательно указывайте номер своей группы, название /номер/ своей команды.
ГРУППА 2
1. С крыши здания высотой Н=16м через одинаковые промежутки времени падают капли воды, причем первая ударяется о землю в тот момент, когда пятая отделяется от крыши. Найти расстояние между отдельными каплями в воздухе в момент удара первой капли о землю.
2. В какие времена года линейная скорость движения Земли вокруг Солнца больше и в какие меньше?
3. Вес тела в воде в три раза меньше, чем в воздухе. Чему равна плотность тела?
4. При прочих равных условиях в какой шубе будет теплее - в белой или черной? Ответ обосновать.
5. Предложите своему товарищу стать спиной к стенке, прислонив к ней пятки, а потом попытаться достать пальцами рук носки обуви, не сгибая ноги в коленях. Наверняка это ему не удастся сделать. Почему? Теперь предложите встать к стенке лицом так, чтобы носки ботинок и нос касались стенки, и попросите приподняться на носки. Это также не удается. Почему?
6. Фотографировать тигра с расстояния L менее 20 метров опасно. Какой размер может иметь камера-обскура с отверстием диаметром с d=1мм, чтобы тигр на фотографии получился полосатым? Расстояние между полосами на шкуре тигра 1=20 см. /Камера-обскура - это просто ящик с дыркой, напротив которой находится фотопластинка/.
7. Известно, что светящийся след падающего метеорита по мере приближения к земле становится ярче. Однако в верхних слоях атмосферы он сохраняется значительно дольше, чем у земли. Почему?
8. Почему ручные часы рекомендуется заводить утром, а не вечером, при снятии их с руки?
9. Мыльный пузырь лопнул. Исчезла ли энергия, затраченная на выдувание пузыря?
10. На втором этаже потенциальная энергия вязанки дров больше, чем на первом. Будет ли энергия, полученная от сжигания этих дров на втором этаже, больше энергии, которая была получена при сжигании их на первом этаже?
11. Как известно, сверхпроводники обладают свойством выталкивать магнитное поле (так называемый эффект Мейснера), благодаря чему они могут парить над магнитом. Эту особенность сверхпроводников предлагается использовать для создания сверхскоростных поездов на "магнитной подвеске", опытные образцы которых уже испытываются. Особый интерес к такому виду транспорта появился после открытия высокотемпературных сверхпроводников. А теперь сама задача. На сверхпроводящий образец массой т, парящий над постоянным магнитом, кладут груз точно такой же массы. Во сколько раз необходимо увеличить индукцию поля, создаваемого магнитом, чтобы сверхпроводник с грузом парил на прежнем расстоянии от магнита?
12. М.В. Ломоносов в одной из своих записей ставит такой вопрос: "Любой цвет от смачивания водою делается гуще. Почему? Надо подумать". Действительно, цвет поверхностей тел, способных пропитываться водой, становится более темным и сочным после смачивания. Ответьте на вопрос М.В. Ломоносова - объясните это явление.
Ответы команды Х°12 (школа №33, г. Ярославль)
1. Из-за достаточно малых размеров и массы капель силой сопротивления воздуха можно принебречь, s=g*t*t/2. Поэтому t*t=2*s/g и время между отрывом первой и пятой капель равно корню из 16/5. Следовательно, время между отрывами соседними каплями равно корню из 1/5. Расстояние между четвертой и пятой каплями равно 1 м. Расстояние между пятой и третьей каплями равно 4 м. Расстояние между второй и пятой каплями равно 9 м. Ответ:
Расстояние между первой и второй равно 7 м, расстояние между второй и третьей равно 5 м, расстояние между третьей и четвертой равно 3 м, расстояние между четвертой и пятой равно 1 м.
2. Земля движется вокруг Солнца по элиптической орбите. Из второго закона Кеплера следует, что линейная скорость Земли больше в перигелии, то есть летом. Самая маленькая линейная скорость Земли зимой.
3. Вес тела в воздухе равна m*g. Вес тела в воде m*g-V*g*p, где р-плотность воды. Из условия получаем, что
m*g=3*(m*g-V*g*p)
2*m=3*V*p
m/V=1.5*p
То есть плотность тела равна 1500 кг/(м*м*м).
4. В черной. Потому что при прочих равных условиях черная шуба лучше поглощает инфракрасные излучения.
5. Так как в ветрикальном положении проекция центра тяжести человека на пол находится у пятки, то при наклоне проекция центра тяжести смещается и уходит за пределы опоры (ступней) в направлении от стенки, так как она мешает "выдвинуть противовес". Поэтому человек не может выполнить упражнения.
6. Обозначим расстояние от отверстия до пленки в камере-обскура за S, а размер "расплывшегося" изображения точки на пленке за r. Если считать камеру идеальной, то расстояние между полосками на тигре на пленке окажется равной S/100. Для того чтобы тигр на фото был полосатым, надо иметь г<(S/100). С другой стороны, (20+S)/20=г/0.001, так как (при построении чертежа - из подобия треугольников) каждая точка тигра в камере расплывается. Выражая отсюда r и подставляя его значение в предыдущее неравенство, получаем, что S>20/199 м, то есть S>10 см.
7. След сохраняется дольше в верхних слоях атмосферы потому, что там плотность воздуха меньше, чем в нижних слоях, что обеспечивает более медленное охлаждение частиц следа метеорита.
8. Заводятся вручную только механические часы, то есть часы с пружиной. В течении дня человек ходит, работает и т.д. При этом происходит "тряска" часов. При этом пружина ослабевает и портится. Ночью часы находятся в покое. При заводе часов утром пружина имеет более большую жесткость, что позволяет ей противостоять ослаблению. Поэтому часы рекомендуется заводить утром, чем вечером для более точной их работы.
9. Поскольку энергия никогда не появляется из ниоткуда и не изчезает, то энергия, которая была затрачена на надувание, затратилась на создание звуковой волны, на нагревание воздуха и вещества, из которого был сделан пузырь, и на задание скорости частичкам лопнувшего пузыря.
10. Энергия от сжигания одинаковых вязанок дров на первом и на втором этажах одинакова. Потенциальная энергия, которую имела вторая вязанка дров, перешла в потенциальную энергию продуктов сгорания.
11. В данном опыте на тело действуют две силы: сила тяжести и сила Ампера. В формулы этих сил масса и индукция (соответственно) входят в первой степени. Причем они прямо пропорциональны, так как взаимодействие этих сил равно нулю. Значит, если увеличить массу в два раза, то и индукцию следует увеличить в два раза.
12. При смачивании краски водой, вода образует тонкую пленку на поверхности, то есть создает еще две отражающие поверхности (при падении и при отражении). Поэтому больше света поглащается и нам кажется, что цвет стал гуще (темнее).
III Тур
Задания на 3 тур, основной конкурс команды N 4 группы 2
"Ценители Ума..." гимназия 524 г. Санкт - Петербург.
- Вопрос из жизни выдающихся физиков -
Назовите имя выдающегося физика, главной заслугой перед физикой были работы по исследованию спектров. Но при этом он еще изобрел <телескоп без линз>, как его назвали в то время - ртутный телескоп, который в последствии оказался совершенно бесполезным. В дальнейшем нашел применение только метод вращения зеркала при помощи независимого кольцевого ротора.
ЗАДАЧА
Идеальная тепловая машина работает с нагревателем с температурой Т1 = 500 К и холодильником с температурой Т2 = 300 К. Механическая работа, получаемая от этой машины, используется для того, чтобы перекачивать тепло от замороженной курицы с постоянной температурой 1:3 == -18 С к большому телу с температурой 14 = -15 С.
Какое максимальное количество теплоты можно отнять у курицы за счет энергии 1 Дж, полученной от нагревателя Т1?
Группа 2, Команда 5 " Физкомпания " лицей?40.
Задача 1
"Электромагнитное поле - это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии" - сказал знаменитый физик, живший в конце 19 века. "Я старался, - писал он, - ...представить математические идеи в наглядной форме, пользуясь системами линий или поверхностей, не употребляя только символы, которые и не особенно пригодны для изложения взглядов Фарадея, и не вполне соответствуют природе объясняемых явлений". Кто этот знаменитый физик?
Задача 2
На стенку площадью S налетает поток молекул со средней скоростью v. Число молекул, движущихся по направлению к стенке, в единице объема n0 , масса каждой молекулы m0. Найти действующие на стенку силу и давление, если молекулы движутся перпендикулярно к стенке и удары молекул о стенку абсолютно упруги.
Группа 2, Команда 6, Асы.
1. В здании Пантеона в Париже висит маятник длиной 67 метров. Медный шар маятника весит 28 килограммов. Маятник запустили и через несколько минут наблюдали интересные явления. Какие именно явления наблюдались? (можно оформить как решение задачи). Имеет ли значение масса шара для опыта? Назовите автора опыта.
2. С двумя молями кислорода совершают циклический процесс. Сначала газ нагревают на 1 К, сообщив ему при этом количество теплоты Q=1000 Дж, затем газ охлаждается на дельта Т=100 К без теплообмена с окружающей средой, затем газ сжимают, совершив работу А=700 Дж, газ при этом нагревается на 1 К и, наконец, сжимают до начального объема V=100 л без теплообмена с окружающей средой. Найти начальную температуру и начальное давление газа.
Группа 2, команда 12 “ Протон”, шк. №33, г. Ярославль
Вопрос из истории физики.
О ком идет речь?
Девизом жизни этого ученого было: „Всякий человек может делать то, что делают другие". Уже в двухлетнем возрасте он научился читать, в четыре года знал наизусть много сочинений английских поэтов, к пятнадцати годам знал в совершенстве до десяти языков, читал в подлиннике работы греческих и римских классиков. Следуя своему девизу, сделался цирковым наездником. Он был прекрасным музыкантом и играл почти на всех известных в то время музыкальных инструментах, знал живопись и виднейших ее представителей. Огромная разносторонность проявилась в его научных работах по механике, оптике, акустике, кораблестроению, астрономии, геофизике и других науках. Первой работой было сочинение „Наблюдения над процессом зрения", где он разработал теорию аккомодации глаза. Занимался вопросами оптики, в 1800 году сформулировал принципы суперпозиции волн. В 1801 вышла его „Теория света и цвета", где была изложена волновая теория света. Так же доказал волновую природу и ультрофиолетовых лучей.
ЗАДАЧА
В одном из двух теплоизолированных сосудов находится 5 литров воды при температуре Т1 = 333 Кельвина, во втором - 1 литр воды при температуре Т2 = 293 Кельвина. Вначале часть воды перелили из первого сосуда во второй. Затем, когда во втором сосуде установилось тепловое равновесие, из него в первый сосуд отлили столько воды, чтобы ее объемы в сосудах стали равны первоночальным. После этих операций температура воды в первом сосуде стала равна T1Y = 332 Кельвина. Сколько воды переливали из первого сосуда во второй и обратно?