V Giải đấu Vật lý trẻ Moscow

59

Thanh ngang V Moscow dành cho các nhà vật lý trẻ

Tôi sẽ không tiết lộ những bí mật này ở đây, -
Câu hỏi, không phải đáp số, là lời thú nhận của tôi.
G. I b s e n

Thanh ngang V Moscow do Khoa Vật lý của Đại học Tổng hợp Moscow tổ chức từ ngày 20 tháng 12 năm 1982 đến ngày 3 tháng 4 năm 1983. Ban tổ chức Turinik do Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, Viện sĩ E. P. Velikov, ban giám khảo là giáo sư Khoa Vật lý của Đại học quốc gia Moscow V. L. Bonch-Bruevich. 40 trường học ở Moscow và khu vực Moscow đã tham gia lớp học trung học hiện đại này.

Như thường lệ, thanh ngang được thực hiện theo ba giai đoạn.

Tôi làm tròn - thi đấu tập thể thư từ. Trường học dành cho tập thể lời giải được cung cấp cho 20 bài toán trong thời gian hai tháng. Căn cứ vào kết quả của cuộc thi này, các đội đến từ 15 trường đã được vào vòng 2.

Vòng 2 - vòng loại quyết định giải đấu tài chính. Các kỳ thi tuyển sinh đủ điều kiện được tổ chức tại các trường học ở Mátxcơva theo hướng dẫn của cuộc thi tương ứng.

Vòng thứ ba - chuyến tham quan tài chính được tổ chức tại Khoa Vật lý của Đại học quốc gia Moscow. Chương trình của nó bao gồm: cuộc thi bài tập về nhà, cuộc thi đội trưởng, cuộc thi thể lực dành cho ba đội - giải tài chính, cuộc thi quy mô lớn và chọn ra những người chiến thắng.

Bằng tốt nghiệp cấp 1 và giải thử thách xà ngang được trao cho các đội trường số 57 và số 7 Matxcova, bằng cấp 2 cho đội trường số 710 Matxcova, bằng cấp 3 cho các đội trường số 444 Matxcơva, thôn số 82. Chernogolovka và Trường Vật lý số 18 tại Đại học quốc gia Moscow. Đạt giải nhất phần thi xà ngang cá nhân, 17 em học sinh đã được trao giấy chứng nhận và quà tặng. Khoa Vật lý của Đại học Tổng hợp Moscow đã trao giải cho các trường OLS có đội đạt kết quả cao trong điều kiện này những dụng cụ vật lý có giá trị. Tạp chí «Kvant» đã trao tặng cho một số học sinh sách trong “Bộ sách Thư viện «Kvant» có tên tác giả.

Thanh ngang VI của các nhà vật lý trẻ sẽ nghiên cứu vào ngày 15 tháng 10 năm 1983. Gửi câu hỏi của bạn về việc tổ chức những cái hiện đại đó, những phản hồi và đề xuất cũng như đơn đăng ký tham gia TUF-VI tới địa chỉ: 117234, Moscow, Đại học Tổng hợp Moscow, Khoa Vật lý, Hội đồng Làm việc với Học sinh. Ban tổ chức TYUF.

Cuộc thi tập thể về thư tín

Điều kiện bài toán được xây dựng càng ngắn gọn càng tốt. Dữ liệu bổ sung cần thiết và trình độ chuyên môn nên được chèn vào bằng cách sử dụng thông thường. Bạn có thể sử dụng các nhiệm vụ này khi tổ chức các câu đố ở trường, các buổi tối giải trí khoa học, các chuyến tham quan dành cho các nhà vật lý trẻ và sử dụng chúng trong các câu lạc bộ vật lý.

1. “Goll.” “…một đòn mạnh mẽ! Go-o-ol!!!” Áp suất tối đa trong quả bóng đá khi nó được đá là bao nhiêu?

2. “Cơn mưa”. Ước tính lượng lông tơ trong không khí sẽ giảm đi bao nhiêu lần sau cơn giông (Moscow, tháng 6, cơn giông có cường độ và thời gian trung bình).

3. “Trường hấp dẫn của Trái đất.” Điện áp của trường hấp dẫn của Trái đất phụ thuộc như thế nào vào khoảng cách đến tâm của nó?

4. “Điện trường của Trái đất”. Đề xuất phương pháp thay đổi hiệu điện thế của điện trường Trái Đất.

5. “Vụ nổ”. Trên một hòn đảo nhỏ ở sườn núi Kuril, nhà vật lý đang săn bướm. Đột nhiên, vào lúc con bướm gập cánh lại, nó bị hất mạnh sang hai bên 10 cm. Hóa ra cách nhà vật lý được quan sát 300 km, một vụ phun trào núi lửa đã bắt đầu - nó tạo ra vụ nổ mạnh đầu tiên với lượng khí và tro cao. Hãy ước tính năng lượng của vụ nổ này.

6. “Đầm lầy”. Giải thích tại sao một người có thể chết đuối nhiều hơn, ngay cả khi mật độ trung bình của môi trường đầm lầy lớn hơn đáng kể so với mật độ của nước.

7. “Tốt”. Người ta nói rằng vào một ngày nắng đẹp, bạn có thể nhìn thấy những ngôi sao từ một cái giếng sâu. Giải thích những ngôi sao nào có thể được quan sát theo cách này và cái giếng sẽ như thế nào khi làm điều này.

8. “Rãnh Marina”. Áp lực nước ở đáy vây đại dương sâu nhất là bao nhiêu?

9. “Bóng bay”. Một quả bóng có thể tích 1000 m³ ở trạng thái cân bằng ở độ cao H = 300 mét so với bề mặt Trái đất. Đột nhiên một con đại bàng vàng (m=10 kg) đậu lên người anh. Bong bóng sẽ hạ xuống như thế nào?

10. “Quả bóng bay” Khám phá sự phụ thuộc của áp suất dư thừa trong khí cầu vào đường kính của nó.

11. “parafin”. Đo hệ số giãn nở thể tích của parafin trong khoảng nhiệt độ 0-80°C.

12. “Quả bóng nảy” Một tấm đàn hồi nằm ngang dao động điều hòa lên xuống với biên độ A, tần số v. Xác định độ cao cực đại mà quả cầu thép đặt trên mặt này có thể đạt tới. Đánh giá qua

60

mấy giờ $t$ kể từ khi bắt đầu quá trình, chúng ta có thể mong đợi quả bóng nhảy lên độ cao 0,99 $H$.

Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm.

13. “Conan Doyle”. “Tối hôm đó, ngồi cạnh các chú tôi trên chiếc ghế sofa nhung đỏ, lần đầu tiên tôi nhìn thấy một số người mà danh tiếng và sự lập dị cho đến ngày nay vẫn chưa bị thế giới lãng quên.

“Ông già với vẻ mặt chua chát và đôi chân gầy guộc là Công tước xứ Cooneysberry,” người chú nói. “Cùng với Earl Tuff, anh ấy đã đi du lịch mười chín dặm trên một phazon trong một giờ, và trong nửa giờ anh ấy đã chuyển được một lá thư đi một khoảng cách năm mươi dặm - lá thư được truyền từ tay này sang tay khác bằng một quả bóng cricket…

• Tại sao ông ấy lại gặp phải chuyện này, thưa ông? – Tôi ngạc nhiên hỏi. Bác nhún vai.

“Đó là điều anh ấy muốn,” anh nói.
(A. Conan Doyle. “Rodney Stone”).

Phát minh và thử nghiệm kênh truyền thông tin vật chất (bóng tempis) bằng phương tiện thế kỷ 18 trên khoảng cách 2 km trong thời gian tối thiểu.

14. “Phế liệu”. Hãy tính xem cần bao nhiêu công để thắt nút một miếng thép.

15. “Ống kính”. Một nguồn sáng điểm đặt tại tiêu điểm của thấu kính hội tụ. Sự phân bố cường độ của chùm ánh sáng được tạo ra theo cách này dọc theo đường kính của nó là bao nhiêu? Đề xuất phương pháp tạo chùm sáng song song có phân bố cường độ đồng đều trên tiết diện chùm tia.

16. “Bida”. Khi đánh bi-a, LIB không phát ra âm thanh. Cao độ của âm cơ bản là gì? Âm bội là gì?

17. “Khoảnh khắc từ tính”. Trong một bình hình trụ có một khí electron ($n=10^{13}$ cm$^{-3}$, $T=300$ K). Thành bình phản xạ đàn hồi các electron. Các electron không tương tác với nhau. Hình trụ được đặt trong từ trường, đường cảm ứng của nó song song với trục hình trụ. Xác định tổng mômen từ của khí electron.

18. “Hệ thống ống nước.” Làm thế nào mà không phá hủy một đường ống nước, bạn có thể xác định hướng nước chảy trong đó nếu bạn chỉ tiếp cận được một khu vực giới hạn ($l=2$ m) của đường ống này?

19. “Xịt”. Một viên sỏi rơi xuống nước từ độ cao $H$. Độ cao tối đa của nước bắn tung tóe là bao nhiêu?

20. “Capstan”. Sợi dây, một đầu gắn vào tường, được quấn trên trục động cơ điện ($n$ vòng). Lực căng ở phần cố định của dây là bao nhiêu nếu tác dụng một lực $F$ vào đầu tự do của dây? Hệ số ma sát trục cáp m, tần số quay trục $v$.

Cuộc thi tại nhà bài toán

1. “Hiệu suất”. Biểu diễn tiết mục về chủ đề thể chất với sự tham gia của các thành viên trong nhóm và các bạn lớn. Thời gian biểu diễn là 5 phút. Thể loại là tùy ý.

2. “Không trọng lượng”. Giải thích nguyên lý hoạt động và trình diễn một thiết bị được chế tạo trong phòng thí nghiệm của trường thể hiện hiện tượng không trọng lượng (ví dụ: đèn pin phát sáng khi ở trạng thái không trọng lượng).

Cuộc thi chính bài toán

Đối với lời giải những bài toán này với việc trình bày các báo cáo bằng văn bản trước ban giám khảo Turir, nhóm đã có hai giờ.

1. “Heli”. Người thí nghiệm tạo ra một vidho sâu, sau đó hít một hơi thật sâu vào phổi và đường thở bằng gel (thông qua một ống gasold). Sau đó, người thí nghiệm phát âm một số âm khô khan trong lời nói của mình. Thứ nhất, chiều cao trở nên cao hơn nhiều lần. Thứ hai, âm sắc của giọng nói bị biến dạng rất nhiều khiến không thể nhận ra. Khi khí heli cạn kiệt, thực tế là sau hơi thở đầu tiên, âm thanh bình thường của giọng nói sẽ được phục hồi. Giải thích tại sao cao độ giọng nói của con người bị suy giảm trong thí nghiệm này. Thực hiện các ước tính số.

2. “Nam châm”. Được biết, sử dụng nam châm bạn có thể nâng được tạ. Trong thí nghiệm chứng minh lực nâng của nam châm, người ta đã sử dụng những thứ sau: nam châm gốm torid, có dán một tay cầm làm bằng vật liệu không từ tính để thuận tiện, một bệ nâng ở dạng hai đĩa thép được nối dọc theo trục bằng một thanh và một bộ trọng lượng có thể tháo rời. Hóa ra trọng lượng tối đa của vật nặng có thể nâng được bằng nam châm này là $P_1$.

Nếu bây giờ đặt một dải thiếc mỏng lên mặt bên của nam châm thì lực nâng của nam châm sẽ tăng lên đáng kể: $P_2>P_1$. Trong thí nghiệm: đường kính ngoài của nam châm là 60 mm, đường kính trong là 30 mm, chiều rộng là 15 mm, độ dày của dải thiếc là 0,15 mm, $P_1=25$ N, $P_2=35$ N. Làm thế nào cột có thể giải thích sự tăng lên đáng kể của lực nâng của nam châm?

3. “Chỉ số khúc xạ”. Xác định chiết suất của thủy tinh làm thanh trụ. Những người thí nghiệm có thể tùy ý sử dụng: một tấm kính hình trụ ở đầu sợi dây hoặc xuyên qua đầu sợi dây được gắn với thang, nguồn sáng - thang gelyan-neon, một đĩa có lỗ cabbed ($\varnothing=1$ mm và 2 mm) trên shakit, màn hình trắng, thước cặp và thước dây (2 mét).

4. “Nước và đá” Có thể đun sôi trà trong ly đá không? Hóa ra là có thể! Ba chiếc ly có thành mỏng thông thường (200 ml) được đông lạnh thành một tảng băng lớn. Đổ nước lạnh vào ly, thêm 2 miếng đường và một nhúm trà. Tất cả những thứ này được đặt trên một khay kim loại vào lò vi sóng hai mảnh “Electronka” và bật nó lên. Sau 5 phút, đội trưởng và các đội mỗi người được nhận một ly trà nóng, ngọt, được pha sẵn. Hóa ra băng chỉ tan ở những nơi tiếp xúc với kính nóng. Giải thích tại sao đá lại tích tụ trong lò vi sóng và băng. - KHÔNG.