Olympic Vật lý

Kvant 1975, số 11 tr. 62-65 Thẻ TRIU

Bản dịch tự động sơ bộ, chất lượng thấp: có thể còn lỗi và câu chữ chưa tự nhiên. Bản này sẽ được thay bằng bản dịch tốt hơn. Bản gốc →

Vòng chung kết Olympic Vật lý học sinh toàn liên đoàn lần thứ IX diễn ra từ ngày 17 đến ngày 23 tháng 4 tại thành phố Kaluga, nơi K. E. Tsiolkovsky sống và làm việc.

Kaluga là một thành phố cổ của Nga. Hơn 600 năm trước, thành phố này lần đầu tiên được đề cập đến, sau đó là một pháo đài nhỏ. Kaluga ngày nay là một thành phố lớn hiện đại với các khu dân cư, trường học, rạp chiếu phim và trường đại học mới rộng lớn.

Năm nay, có 43 học sinh lớp 8*), 47 học sinh lớp 9 và 51 học sinh lớp 10 tham dự vòng chung kết.

Ngày 17 tháng 4 tại tòa nhà mới của Học viện Sư phạm Bang Kaluga (KSPI) được đặt theo tên. K. E. Tsiolkovsky đã tổ chức lễ khai mạc vòng chung kết Olympic Vật lý toàn liên đoàn lần thứ IX dành cho học sinh. Vào ngày này, tờ báo “Người theo chủ nghĩa Lênin trẻ” của thành phố đã đăng tải lời chào mừng của phi công du hành vũ trụ G.V. Sarafanov và các bài thuyết trình của Ban tổ chức Olympic học sinh toàn liên đoàn, viện sĩ I.K. Kikon. Phát biểu trước các “Olympians” trên các trang báo, I. K. Kikon nói: “Tôi vô cùng chúc mừng các bạn vì bản thân các bạn cũng không nhận ra cuộc sống của mình hạnh phúc như thế nào. Nếu đây không phải là một điều viển vông, tôi cũng như những người bạn đồng trang lứa của mình, sẽ rất vui khi được ở vị trí của các bạn, được chiếm giữ.”

*) Việc đánh số lớp tương ứng với năm học trước.

ngồi vào bàn và tham gia cuộc thi Olympic này.”

Tại lễ khai mạc, Bí thư thứ nhất Ủy ban khu vực Kaluga của Komsomol, Phó Giáo sư Khoa Vật lý Đại cương của KSPI M. I. Tulchinsky, Viện sĩ I. K. Kikoin, Chủ tịch Ban giám khảo Olympic Vật lý toàn Liên minh lần thứ IX L. N. Usachev và những người khác đã gửi những lời chúc tốt đẹp nhất tới những người tham gia.

Sau lễ khai mạc đã diễn ra buổi hòa nhạc biểu diễn nghiệp dư của các sinh viên Học viện Sư phạm.

Ngày 18/4, vòng thi lý thuyết Olympic đã được tổ chức trong phòng học rộng rãi của KSPI. Mỗi người tham gia Olympic được tặng 5 bài toán, với lời giải trong đó 4 giờ được phân bổ.

Hầu hết bài toán được cung cấp tại Olympic đều được xuất bản trong “Bài toán Kvant (xem «Kvant» Số 7, 8 cho năm nay). Chúng tôi trình bày các văn bản bài toán không có trong “Bài toán Kvant.

Tên lửa có hai động cơ có thể mang lại cho nó gia tốc không đổi $a_1$ và $a_2$ , hướng thẳng đứng lên trên. Động cơ đầu tiên được thiết kế để hoạt động trong thời gian $t_1$ , động cơ thứ hai - trong thời gian $t_2$ , với $a_1 > a_2$ và $t_1 < t_2$ . Các động cơ có thể được bật đồng thời hoặc tuần tự. Nên chọn thứ tự bật động cơ nào để khi động cơ ngừng hoạt động tên lửa sẽ đạt độ cao cực đại? (8 lớp)

Tàu vũ trụ chuyển động theo quỹ đạo tròn quanh Trái đất trong mặt phẳng quỹ đạo của Mặt trăng với vận tốc góc bằng vận tốc góc khi Mặt trăng quay quanh Trái đất. Trong khi di chuyển, con tàu nằm trên một đường thẳng nối tâm Mặt Trăng và Trái Đất. Khoảng cách từ tàu đến Trái đất sao cho lực hấp dẫn tác dụng lên tàu từ Trái đất và Mặt trăng bằng nhau. Động cơ của tàu có hoạt động không? Trọng lượng của phi hành gia trên tàu vũ trụ là bao nhiêu? Khối lượng của phi hành gia là 70 kg, chu kỳ Mặt trăng quay quanh Trái đất là 27,3 ngày. Khối lượng Trái đất gấp 81 lần khối lượng Mặt trăng và khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng là khoảng 60 bán kính Trái đất. Bán kính Trái Đất được lấy là 6400 * km *. (8 lớp)
Hai lăng trụ lục giác đều làm bằng vật liệu trong suốt $ABCDEF$ và $A'B'C'D'E'F'$ (Hình 1) được gấp chặt chẽ với các mặt được bôi đen $ED$ và $E'D'$ . Các cạnh còn lại có lớp phủ chống phản chiếu, nghĩa là không có ánh sáng nào phản chiếu vào chúng. Mặt $AB$ được chiếu sáng bởi một chùm ánh sáng song song rộng và mặt phẳng tới trùng với mặt phẳng của đáy lăng kính. Tại một giá trị nhất định của góc tới, toàn bộ luồng ánh sáng tới trên mặt $AB$ đi qua mặt $A'B'$ của lăng kính thứ hai. Xác định chiết suất của vật liệu làm lăng kính (10 ô).

Với lời giải bài toán 1, cần phải hiểu kỹ các giá trị vận tốc ban đầu ở giai đoạn thứ hai của chuyển động của tên lửa trong các chế độ vận hành động cơ khác nhau, viết biểu thức về độ cao bay lên của tên lửa theo thời gian $t_1 + t_2$ ở các chế độ khác nhau và chỉ ra rằng chế độ tối ưu là trong đó động cơ đầu tiên được bật trước, sau đó là động cơ thứ hai.

Trong bài toán 2, khó khăn chính đối với những người không hoàn thành nhiệm vụ này là xác định hướng tác dụng của lực đẩy của động cơ. Các lực hấp dẫn tác dụng lên con tàu từ Mặt trăng và Trái đất bù trừ cho nhau. Do đó, chỉ có lực đẩy của động cơ mới có thể mang lại cho tàu khả năng tăng tốc cần thiết. Vì điều này

Cơm. 1.

Cơm. 2.

Những người chiến thắng trong cuộc thi Olympic toàn liên minh lần thứ IX dành cho học sinh môn vật lý, đã nhận được Chứng chỉ cấp 1. Từ trái sang phải: A. Morzhkov, V. Shukin, V. Bulatov, V. Boryu, O. Sherbkov, K. Tretyachenko, L. Chernykh, Y. Makedonov, V. Krivtsun, L. Avdeev, E. Shakhnovich, S. Demokritov.

lực kéo phải hướng thẳng vào tâm Trái đất. Khi đó toàn bộ phi hành gia có số lượng bằng lực đẩy của động cơ và được hướng xuyên tâm từ tâm Trái đất.

Điều chính với lời giải bài toán 3 là xây dựng chính xác đường đi của tia thông qua các dấu hiệu. Suy ra trực tiếp từ điều kiện bài toán rằng đường đi của tia sáng, trong đó toàn bộ luồng ánh sáng tới trên mặt AB đi qua mặt A’B’, phải như trong Hình 2. Khi đó góc tới α trên mặt AB (bằng góc khúc xạ γ trên mặt FE) bằng 60°, và góc khúc xạ β bằng 30°. Do đó $n = \frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = \sqrt{3}$ .

Sau khi hoàn thành tất cả các công việc thuộc loại lý thuyết, những người tham gia Olympic được đưa đi tham quan thành phố và xem các màn trình diễn của các vận động viên thể thao từ khu vực của trường thể thao trẻ em Yunost đã diễn ra.
Vào ngày 19 tháng 4, vào ban ngày, các “Olympians” làm việc trên subbotnik của Cộng sản, và vào buổi tối, một buổi tối cấp bộ đã diễn ra trong khu vực Cung điện của những người ghim.
Đối với bồi thẩm đoàn, những ngày này rất tập trung - cần phải thực hiện tất cả các công việc thuộc loại lý thuyết.
Vào ngày 20 tháng 4, một vòng thử nghiệm đã được tổ chức trong đó tất cả những người tham gia Olympic đều tham gia (không giống như những năm trước, khi chỉ những người hoàn thành xuất sắc nhất nhiệm vụ lý thuyết mới được phép tham gia thử nghiệm). Mục tiêu chính của thí nghiệm là sử dụng các thiết bị đơn giản

tiến hành một loạt thí nghiệm, đánh giá kết quả thu được, độ tin cậy và sai số đo của nó. Tôi cũng rất coi trọng khâu thiết kế của tác phẩm. Dưới đây là lời bài hát thử nghiệm bài toán.

lớp 8
Học sinh lớp tám được tặng hai bài toán.

Xác định mật độ của chất lỏng chưa biết.
Người thí nghiệm có sẵn các cốc thủy tinh, chất lỏng có mật độ đã biết (nước, đồng sunfat) và ống nghiệm.
Khi đánh giá công việc này, tôi tính đến số cách thực hiện phép đo, độ chính xác của phép đo được đánh giá theo nhiều cách khác nhau, độ chính xác của công việc và tất nhiên là kết quả thu được.
Xác định gia tốc cực đại mà campulma truyền cho quả bóng.
Người thí nghiệm được tặng một chiếc máy giặt, campulma và thước kẻ.
Khi thực hiện công việc này, cần xác định hệ số ma sát giữa vòng đệm và mặt bàn, có tính đến sự phụ thuộc của ma sát vào tốc độ. Điều quan trọng là phải thực hiện đủ số lượng phép đo và đánh giá chính xác độ chính xác của kết quả thu được.

lớp 9
Xác định những phần tử nào có thể nằm trong “hộp đen” và cách chúng được kết nối.
Người thí nghiệm có sẵn một thiết bị ổn định, một vôn kế và một cục pin được nối bằng dây. Cần xác định chính xác mạch điện, lấy đặc tính dòng điện, phát hiện và giải thích tính không bị giam giữ của nó.
Khi tiến hành lấy kết quả, tôi đánh giá cách xử lý dụng cụ một cách khôn ngoan và lựa chọn phương pháp đo. Để có được kết quả chính xác

Do đó, cần phải tính đến điện trở trong của vôn kế và tất nhiên là đánh giá độ chính xác của thí nghiệm.

Lớp 10

1. Xác định tiêu cự của thấu kính phân kỳ theo mọi cách có thể.

2. Xác định độ phân giải của mắt bạn (độ phân giải được đặc trưng bởi khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm mà tại đó mắt có thể cảm nhận được những điểm này một cách riêng biệt).

Đối với thí nghiệm, một nguồn sáng, thấu kính hội tụ và phân kỳ, màn hình, giấy bạc, thước kẻ và thang đo được cung cấp.

Khi đánh giá công việc, việc lựa chọn phương pháp và độ chính xác của việc đo tiêu cự của thấu kính hội tụ, độ chính xác của việc xác định tiêu cự của thấu kính phân kỳ và cấu trúc chính xác của đường đi của tia trong hệ thống hai thấu kính đã được tính đến.

Người chiến thắng Olympic N. Vasiliev.

Vào buổi tối sau cuộc thử nghiệm, các “vận động viên Olympic” đã đến thăm Bảo tàng Nhà tưởng niệm K. E. Tsiolkovsky và Bảo tàng Lịch sử Du hành vũ trụ Nhà nước. Theo truyền thống, các phi hành gia Liên Xô sẽ đến đây sau chuyến bay vào vũ trụ tiếp theo của họ.

Vào ngày 21 tháng 4, chuyến tham quan nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại thành phố Obninsk vào năm 1954 đã diễn ra.

Và rồi ngày mà mọi người đã nóng lòng chờ đợi cũng đến: các thành viên ban giám khảo, và tất nhiên, chính các “vận động viên Olympic”. Ngày 22/4, Lễ bế mạc Kỳ thi Olympic Vật lý học sinh toàn Liên đoàn lần thứ IX đã diễn ra, tổng kết kết quả chung cuộc.

Những người chiến thắng trong Olympic đã được trao bằng cấp và giải thưởng. Giải đặc biệt «Kvant» - bìa tạp chí năm 1974 có chữ ký của các thành viên ban biên tập - đã được trao cho N. Vasiliev (Kaluga). Một lượt đăng ký tạp chí «Kvant» năm 1976 đã được trao cho G. Abdulaev (Kirovabad), E. Ponomarev (p/o Chernogolovka, vùng Moscow), A. Smirnov (làng Semibratovo, vùng Yaroslavl) và R. Sharipov (Karakul).