48
XVI
Международная физическая олимпиада
Кандидат физico-mатематических наук
О. Ф. КАБАРДИН,
кандидат педагогических наук
В. А. ОРЛОВ
XVI Международная олимпиада школьников по физике прохождения в Югославии с 23 по 30 июня в курортном городе Порторж на берегу Адриатического моря.
Дляучания в олимпиаде приближены команды из 20 стран: Австралии, Болгарии, Великобритании, Венгрии, Вьетнама, ГДР, Исландии, Канады, Кубы, Нидерландов, Норвегии, Польщии, Румынии, Советского Союза, Турции, Финляндии, ФРГ, Чехословакии, Швеции, Югославии. Впервые в олимпиаде прияли учение команды Канады и Турции. Кроме того, на олимпиаде были представлены наблюдаемые из Италии, Китая и США.
По международному статуу физической олимпиады каждой страна может послать команду из пяты школьников. В команду СССР вошли*):
Виктор Барзыкин — выпускник с. ш № 82 п. Черноголовка Московской области,
Георгий Григорьев — выпускник ФМШ № 2 г. Киева,
Юрий Жестков — выпускник РФМШ г. Алма-Аты,
Тарас Ивановко — выпускник с. ш № 145 г. Киева,
Олец Черн — выпускник с. ш № 50 г. Минска.
Руководители команды были авторы этой статьи — научные сотрудники Научно-исследовательского института содержания и методов обучения Академии педагогических наук СССР.
Организация и проведение XVI Международной физической олимпиада
*)О том, как формируется наша команда, можно прочитать в статье С. С. Кротова «XV Международная физическая олимпиада» (Квант, 1984, № 12).
Теоретический тур олимпиады проводился в Порторж, а экспериментальный тур — в городе Колер.
Для подготовки задач и проведения теоретического типа были привлечены также учены Люблянского университета.
Уточнение условий задач, их решения и критерии оценок, а также утверждение результатов проверки работ проводилось на заседания Международной комиссии, в котором наряду с представлением олимпиата и генеральным секретарем входили руководители команда всех стран.
Участникам олимпиады было предложено решить 3 теоретические задачи (за 5 часов) и выполнить 2 экспериментальных задачи (за 4 часа). Вот их условия*):
Teоретический тур
Задача 1
Юный радиолюбитель поддерживает радиосвязь с двумя девишками, проживающими в разных городах. Он намерен сконструировать такую систему антенн, которая позволяет ему разговаривать с одной из_devушек (живущей в городе B) с оптимальным качеством связи, но таким образом, чтобы вторая_devушка (живущая в городе A) их разговор сльшать не могла, и наоборот. Система антенн собирается из двух вертикальных антенн, излучающихся с одинаковой интенсивностью во всех горизонтальных направлениях.
Определите расстояние r между антеннами, угло́ψ0 между плоскостюю, проходящей через антенны, и направлением на север, и разность фаз Δφ электрических сигналов, излучаемых антеннами. Расстояние между антеннами должно быть минимальным.
Найдите численное решение в случае, если юноша имеет радиостанцию, работающий на частоте ν=27 МГц, а система антенн устанавливается в Порторж. Использовать карту, юноша выяснил, что углы между направлением на север
*) Решение этих задач, проведенные в разделе «Ответы, указания, решения», подготовлены при учении членов нашей команда: В. Барзыкина — теоретическая задача 1, Ю. Жесткова — теоретическая задача 2, Т. Ивановко — теоретическая задача 3, Г. Григорьева — экспериментальная задача 1, О. Черпа — экспериментальная задача 2.
50
Экспериментальный тур
Задание 1
Определите положение центров и ориентацию магнитов, спрятаных в ящике, покрашеном в черный цвет. Магнит изображен на рисунке 1; его координаты x, y и z следует изменять от угла, помещенного красным цветом на рисунке 2. Определите компоненту вектора магнитной индукции в плоскости XY с помощью предварительного откалиброванной измерительной системы. Определите наиболее значение магнитной индукции, созданной вашим магнитом.
Оборудование: постоянный магнит, такой же, как спрятанывые в ящике; источник напряжения (0—24 В); измерительная катушка (1400 витков, R=230 Ом); черный ящик со спрятаными магнитами; две катушки для создания магнитного поля (8800 витков в каждой, R=990 Ом); волтметр (с диапазонами измерения 1 В, 3 В, 10 В, рекомендуемых для использования); электронная схема; амperметр; переменное сопротивление ( кОм); соединительные проводы; пластина с отверстиями для крепления катушки; резиновые колца для различного употребления, например для крепления катушки; деревянные палочки для тех же целей; линейка; нитки.
Инструкция
Для исследования можно применить любой неразрушащий магнитный метод. Конечный ответ должен содержать результаты измерений, формулу, графики и рисунки (последние должны использоваться вместе комментировед, где это возможно).
Правильное использование измерительной системы показано на рисунке 3. При подключении катушки 1 через электронную схему 2 к волтметру 3 максимальное отклонение стрелки волтметра пропорционально изменению магнитного потока через катушки.
Задание 2
Исследуйте процессускорения и замедления медного диска, вращаемого motor переменного тока. Измеряя время полуборота диска, найдите зависимость угла поворота, угловой скорости и угловогоускорения диска от времени. Определите вращающий момент сил и мощность motor как функцию угловой скорости.
Оборудование: motor переменного тока с выключателем и медным диском; индуктивный датчик; многокапельный секундомер с компьютером.
Инструкция
Индикционный датчик регистрации движения железных стержней на диске, когда они близке 0,5 мм от него, и посылает сигнал на секундомер. Секундомер подключиен к компьютеру таким образом, что он регистрации момент времени прохождения железного стержня под датчиком и запоминает его. Для включения секундомера нужно нажать последовательно кнопки «5» и «6» на пульте управления компьютера.
Компьютер высвечивает результаты в графической форме. По вертикальной оси представлены интервалы времени между двумя последовательными моментами регистрации железного стержня, по горизонтальной оси — номера интервалов.
При нажатии кнопки «7» компьютер выдает результаты измерений в виде таблицы. В первой колонке таблицы показан номер измерения, во второй — время, прошедшее с момента начала измерения, в третьей — представленные интервалы времени между последующими моментами прохождения железных стержней около индукционного датчика.
Каждая задача теоретического и экспериментального тров оценивалась в 10 баллов.
За первую задачу теоретического траа 10 баллов получили 12 участков (3 — из СССР), за вторую 9,5 баллов (высший балл) получили лишь один участок (из СССР), за третью 10 баллов получили 2 участка (1 — из СССР). Абсолютно лучший результат после теоретического траа был у школьника из Чехословакии П. Шпаниеля — 29 баллов. У Г. Григорьева был второй результат — 27,5 баллов. Далее следовали Т. Иваненко и Р. Бадами (Великобритания) — по 27 баллов. Лучший командный результат после выполнения задач теоретического траа был у команды СССР — 121,0, у команд ФРГ и Великобритании, занявших 2 и 3 места, — 99,5 и 94,5 баллов соответственно.
Максимальное число баллов за первое экспериментальное задание получили Школьник из Швеции X. Свенсон (8,5), за второе — Школьник из Великобритании Д. Маккей (9,5) и из Румынии К. Малуреану