Kvant 1986, số 11 · Trang
ISSN 0130-2221
11
1988
Tạp chí vật lý và toán học khoa học nổi tiếng
Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô và Viện Hàn lâm Khoa học Sư phạm Liên Xô
Bơm nhiệt
XX TẤT CẢ ĐOÀN
Olympic trường học
TRONG VẬT LÝ
Alma-Ata, tháng 4 năm 1986
TRONG PHÒNG:
-
Phỏng vấn một học giả
O. M. Belotserkovsky
Nhân dịp kỷ niệm 275 năm ngày sinh của Ngài
M. V. Lomonosova -
V. A. Oleynikov. Tính bất khả quy và tính phi lý
-
V. A. Oleynikov. Tính bất khả quy và tính phi lý
Trường học ở «Kvant»
Vật lý 8, 9, 10
trường học Quan
Physics 8, 9, 10
«Kvant» cho học sinh nhỏ
Bài toán
A. S. Shteiberg. Gặp kính kim loại
Lượng tử dành cho học sinh nhỏ tuổi
Problems
A. S. Shteinberg. Gặp kính kim loại
- Kính vạn hoa «Kvant»
Kính vạn hoa của Quant
Vấn đề «Kvant»
Bài toán M1011—M1015; F1023—F1027
Lời giải bài toán M991—M995; F1003—F1007
Vấn đề của Quant
Problems M1011—M1015; P1023—P1027
Solutions M991—M995; P1003—P1007
Nghệ thuật lập trình
V. A. Kaimin. Xây dựng thuật toán đối thoại
The art of programming
V. A. Kaimin. Constructing dialog algorithms
Xưởng của người nộp đơn
A. A. Bolibrukh, V. M. Uroev, M. I. Shabunin.
Bài toán trên mặt phẳng tọa độ
College applicant’s section
A. A. Bolibrukh, V. M. Uroev, M. I. Shabunin.
Problems on the coordinate plane
Thế vận hội
V. V. Vavilov, S. V. Reznichenko, I. N. Serdeeev.
XX Olympic cách ly trọng lượng trong toán học
A. R. Zilberman, V. V. Kashkarov.
XX Thế vận hội cách nhiệt trọng lượng trong vật lý
Các thí sinh đạt giải Olympic Cô lập cân nặng XX dành cho học sinh
Olympiads
V. V. Vavilov, S. V. Reznichenko, I. N. Sergeev.
20th All-Union olympiad in mathematics
A. R. Zilberman, V. V. Kashkarov. 20th All-Union olympiad in physics
Prizewinners of the 20th All-Union school olympiad
Thông tin
Hội thảo khoa học kỹ thuật dành cho học sinh tại MIPT
Hội thảo khoa học của học sinh trường Vật lý và Âm nhạc thuộc Đại học quốc gia Moscow
Information
Science-technology conference for school children at MPTI
Scientific conference for schools at the Moscow university PMS
- Đáp số, được chỉ định, đã giải quyết
«Kvant» mỉm cười (59)
Trộn (22, 56, 57)
Trang cờ vua
Trên một tấm hình trụ
(trang bìa thứ 3)
Anwers, hints, solutions
Kvant smiles(59)
Miscellaneous (22, 56, 57)
The chess page
On the cylindrical chessboard
(3rd cover page)
© Nhà xuất bản Nuka. Tòa soạn chính văn học vật lý và toán học, «Kvant», 1986
2
“Chuyển tới việc hình thành các chuyên ngành rộng rãi, kết hợp kiến thức cơ bản sâu sắc và duy trì đào tạo thực tế tập trung vào một ngành cụ thể. Những dòng này trong Dự án “Những phương hướng chính để tái cơ cấu giáo dục chuyên ngành cấp cao và trung học trong nước” của Ủy ban Trung ương CPSU tổng hợp kinh nghiệm của các trường đại học hàng đầu. Một trong những thách thức này là Viện Vật lý và Công nghệ Mátxcơva. Sự quan tâm đến chủ đề này của học sinh không hề suy giảm trong bốn thập kỷ qua. Lịch sử, giữa quá khứ và tương lai của vật lý được gửi xuống vực thẳm với hiệu trưởng của nó - Lenin Người đoạt giải Viện sĩ O. M. Belotserkovsky.
Phỏng vấn một học giả
O. M. Belotserkovsky
— Oleg Mikhailovich, quá trình đào tạo của một nhà vật lý năm 1946 là đào tạo về các quá trình sâu sắc và phức tạp xảy ra trong khoa học và sản xuất. Làm sao bạn có thể bình luận về chúng ngày nay, với vị trí mà người ta có thể nói là của lịch sử?
- Mỗi giai đoạn phát triển của xã hội đều quyết định trình độ học vấn trung học và đại học của xã hội đó. Phải nói rằng ngay từ trước chiến tranh, khoảng cách giữa khoa học, sản xuất và giáo dục đã bắt đầu ngày càng được cảm nhận rõ ràng. Và ý tưởng coi vật lý như một trường đại học có khả năng thu hẹp khoảng cách này đã ra đời chính xác trong những năm trước chiến tranh. Năm 1938, một bài báo xuất hiện trên Pravda có chữ ký của các nhà khoa học lớn nhất của các nước, trong đó vấn đề tạo ra một loại trường đại học mới đã được thảo luận và về cơ bản tất cả các tính năng chính của hệ thống vật lý đã được nêu tên.
Cuộc sống đòi hỏi phải thực hiện hợp lý và tối ưu các thành tựu khoa học vào sản xuất. Đổi lại, khoa học phải nhanh chóng đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp đang phát triển nhanh chóng, đặc biệt là các ngành mới. Để thực hiện tất cả những điều này, cần có các chuyên gia đặc biệt: được đào tạo tổng quát cơ bản và có kiến thức tốt về các vấn đề cụ thể.
Ý tưởng fizek chỉ được thực hiện sau chiến tranh. Đầu tiên, bằng việc thành lập Khoa Vật lý và Công nghệ của Đại học Quốc gia Moscow, và vào đầu những năm 50, khoa này được chuyển thành Viện Vật lý và Công nghệ Moscow. Các học giả P. L. Kapitsa và M. A. Lavrentiev đứng về nguồn gốc của fizek. Viện sĩ S. A. Khristanovich về bản chất là hiệu trưởng đầu tiên của MIPT. I. F. Petrov, người giữ chức giám đốc viện trong nhiều năm, đóng vai trò cơ bản trong sự phát triển và thành lập viện của chúng tôi. Tôi sẽ so sánh nó với một phương tiện phóng mạnh mẽ phóng vệ tinh vào quỹ đạo. Tôi tin rằng chính ông ấy là người đã đưa Fizek vào quỹ đạo của khoa học vĩ đại.
Cá nhân tôi rất hài lòng vì đã đến với ngành vật lý, nơi hiện đã trở thành một trường đại học kỹ thuật thực sự.
— Bạn chuyển sang Khoa Vật lý và Công nghệ của Đại học Quốc gia Moscow từ năm thứ tư tại Đại học Kỹ thuật Cao cấp Bauman Moscow. Điều gì quyết định sự lựa chọn của bạn?
– 16 hoặc 17 người trong chúng tôi chuyển từ Baumasky đến Đại học Tổng hợp Moscow. Chúng tôi được nhận vào khóa học “hai nửa”. Khi đó, đối với tôi, dường như có thể “mất” hai năm để tiếp thu kiến thức cơ bản, đồng thời làm việc trong lĩnh vực khoa học ứng dụng. Suy cho cùng, trước đây chỉ có sinh viên tốt nghiệp đại học mới làm việc trong lĩnh vực học thuật, còn sinh viên tốt nghiệp cao đẳng kỹ thuật mới đi làm sản xuất.
- Hãy cho tôi biết bạn đã học loại hình giáo dục thể chất nào trong những năm học của mình. Rốt cuộc, đây là những năm đầu tiên nó tồn tại.
— Giống như bây giờ, có rất nhiều vật lý trong chương trình. Đội ngũ giảng viên rất mạnh. Công việc trong phòng thí nghiệm đã trở thành học thuật
3
A. I. Shalnikov và G. S. Landsberg. Khóa học kết hợp vật lý đại cương và lý thuyết được giảng dạy bởi các học giả P. L. Kapitsa và L. D. Landu. Họ dạy khóa học này chỉ trong một năm. Bài giảng của họ rất độc đáo và độc đáo. Suy cho cùng, chúng ta thường dành nhiều thời gian để đọc các khóa học một cách tuần tự. Và họ đã cố gắng kết hợp chúng. Ý tưởng rất hay! Những bài giảng này đã được bảo tồn và chúng tôi sẽ cố gắng xuất bản chúng.
Khoa Toán do Viện sĩ M. A. Lavrentyev đứng đầu. Cơ học được giảng dạy bởi viện sĩ L. I. Sedov và thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô V. V. Sokolovsky, nhà vật lý - giáo sư S. E. Khaikin và S. G. Kalashnikov.
Điều khá tự nhiên là nhiều nhà khoa học và học giả vĩ đại chưa phải là nhà khoa học và học giả vĩ đại. Chẳng hạn, trưởng khoa toán cao cấp hiện tại của chúng tôi, thành viên tương ứng L. D. Kudryavtsev, vẫn là một ứng cử viên khoa học, và viện sĩ S. M. Nikolsky là một bác sĩ.
Các bài giảng về vật lý đã được Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô S. M. Rytov trình bày một cách xuất sắc. Tôi trân trọng những ghi chú của tôi từ những bài giảng này. Và trong kỳ thi vật lý, tôi được anh ấy cho điểm B và vô cùng buồn bã.
— Khi đó có những yếu tố của hệ thống giáo dục thể chất như các câu hỏi tự chọn trong các kỳ thi, học viện cơ bản, cấp trên và chính phủ không?
— Kỳ thi cấp bang về vật lý đã được L. D. Land vượt qua. Và anh ấy đã chấp nhận nó rất khắc nghiệt.
Không có câu hỏi tùy chọn, nhưng có bài kiểm tra viết. Khó khăn hơn bây giờ. Nếu bạn đạt được 70-80% số điểm tối đa, thì bạn gần như chắc chắn đạt điểm A. Bạn đến gặp giảng viên và ông ấy không đặt nhiều câu hỏi mà chỉ nói chuyện với bạn.
Căn cứ và thủ lĩnh đã tồn tại ngay từ đầu. Trọng tâm chính là đào tạo vật lý và kỹ thuật. Có rất ít học viện cơ bản: sáu đến tám.
— Hệ thống giáo dục thể chất có những thay đổi gì trong những năm tiếp theo?
— Theo thời gian, hệ thống fizek đã phát triển, đây là điều đương nhiên. Các khoa mới xuất hiện. Hiện nay chúng tôi có khoa cơ khí và công nghệ bay. Trải qua hai mươi năm tồn tại, nó đã chứng tỏ mình là người xuất sắc.
Một yếu tố mới khác là việc tiếp nhận người nộp đơn ở Vladivostok, Kyiv, Krasnodar, Chelyabinsk, Khabarovsk. Tuyển dụng những người mạnh nhất tại địa phương, đào tạo họ ở Dolgoprudny theo một chương trình đặc biệt và phân bổ họ sau năm thứ tư trở lại các chuyên ngành mà một nguồn lực hoặc khu vực nhất định đang cần gấp - tất cả những điều này đáp ứng các yêu cầu hiện đại, đáp ứng, nếu bạn muốn, trình độ đào tạo nhân sự thế giới.
Nhìn chung, viện của chúng tôi bắt đầu rất chú ý đến những ứng viên “của chúng tôi”. Các trường vật lý và công nghệ trao đổi và buổi tối đã được thành lập, việc tối ưu hóa vật lý và toán học tại chỗ đang được tiến hành, đồng thời các số báo quảng cáo trên tờ báo “For Sciences” của viện chúng tôi đang được xuất bản. Để xử lý 700-800 sinh viên tương lai, viện “sàng lọc” 10-12 nghìn học sinh.
— Nếu bạn so sánh những người nộp đơn ngày hôm nay với những người nộp đơn trong nhóm của bạn…
“Bây giờ cần phải đào tạo chuyên sâu hơn, chuyên sâu hơn, thậm chí phức tạp hơn. Những người trẻ đôi khi cũng hướng về điều này và tự hỏi: hôm nay chúng ta có làm được không? Và tôi không chắc.
Bây giờ các chàng trai hãy chuẩn bị tốt hơn. Ví dụ, tuyển sinh năm ngoái chúng tôi có những trường trung cấp kỹ thuật mạnh nhất. Hai người chiến thắng tối ưu hóa cho một địa điểm! Đó là những gì nó nói. Nhưng mặt khác, học sinh ngày nay trẻ hơn và kém kiên nhẫn hơn. Chúng tôi đã kiên trì hơn. Vào thời điểm khó khăn đó vẫn còn những tình huống đáng kể. Tuy nhiên, đối với tôi, có vẻ như nó vẫn được bảo tồn ở một mức độ nhất định cho đến tận bây giờ. Đặc thù nghề nghiệp của chúng tôi là chủ yếu cần những người đam mê.
— Oleg Mikhailovich, đặc điểm chính của diện mạo hiện tại của MIPT là gì?
— Ngày nay, trong vật lý, dường như có sự kết hợp khá thành công của “ba trụ cột”, ba chu trình giáo dục: viện phổ thông, khoa và cơ sở. Trong khuôn khổ khoa đầu tiên, các khoa cao nhất về vật lý đại cương, toán học cao hơn và vật lý lý thuyết hoạt động. Khoa và chu trình cơ bản tương ứng với các lĩnh vực đào tạo nhân sự chính.
Nhìn chung, có ba “cụm” chuyên ngành lớn tại viện. Cái này
5
Năm nay, đất nước chúng ta đang kỷ niệm rộng rãi ngày kỷ niệm của mình - kỷ niệm 275 năm ngày sinh của Mikhail Vasilyevich Lomonosov. Điều thường xảy ra là tên của một nhà khoa học xuất sắc đã cống hiến hết mình cho một lĩnh vực khoa học vẫn chưa được biết đến đối với đại diện của các chuyên ngành khác và đặc biệt là đối với công chúng. Mặt khác, Lomonosov coi các nhà hóa học, vật lý, nhà lý thuyết và địa lý là một trong những người đặt nền móng cho khoa học của mình… Ông đã để lại một dấu ấn tươi sáng trong văn học và nghệ thuật Nga.
Anh ta đang cố gắng trình bày trong một bài báo một cách vô vọng tất cả sự đa dạng về sở thích và thành tựu của Lomonosov - nhiều cuốn sách đã viết về điều này. Ý tưởng về sự đa dạng trong tài năng của Lomonosov được đưa ra bởi một “bức tranh khảm” về tác phẩm của ông và những tuyên bố về ông của những đại diện xuất sắc của khoa học và văn hóa khoa học, với việc xuất bản tạp chí của chúng tôi kỷ niệm Bộ Bách khoa toàn thư vĩ đại của Nga.
6
Về định luật bảo toàn
… tất cả những thay đổi xảy ra trong Tự nhiên đều ở trạng thái mà bao nhiêu thứ thuộc về một cơ thể sẽ chỉ được thêm vào những cơ thể khác. Vì vậy, nếu một số vật liệu bị mất ở đâu đó, chúng sẽ sinh sôi ở nơi khác; Ai đó sẽ dành bao nhiêu giờ để canh thức, anh ta sẽ mất bao nhiêu giấc ngủ? Quy luật tự nhiên phổ quát này mở rộng đến chính các quy luật chuyển động; hoặc một cơ thể di chuyển người khác bằng chuyển động của nó, nó mất đi bao nhiêu cơn say từ chính nó, nó giao tiếp với người khác bao nhiêu, cơ thể nhận được chuyển động từ nó.
Từ “Suy ngẫm về nguyên nhân của Tellota và cảm lạnh”
Chúng ta tưởng tượng chuyển động bên trong xảy ra theo ba cách: 1) các hạt không nhạy cảm liên tục thay đổi vị trí, hoặc 2) quay trong khi giữ nguyên vị trí, hoặc cuối cùng, 3) liên tục dao động qua lại trong không gian không nhạy cảm, trong những khoảng thời gian không nhạy cảm. Chúng ta sẽ gọi chuyển động tịnh tiến thứ nhất, chuyển động quay thứ hai và chuyển động nội tại dao động thứ ba. Bây giờ chúng ta nên xem xét chuyển động nào trong số này tạo ra Tellota. Để tìm hiểu điều này, chúng tôi lấy vị trí sau đây làm cơ sở. 1) Chuyển động bên trong đó không phải là nguyên nhân gây ra hiện tượng Tellote, sự vắng mặt của chuyển động này sẽ được chứng minh ở các vật thể nóng.
Ảnh hưởng văn hóa tổng thể của Lomonosov là rất lớn. Ngôn ngữ văn học và khoa học, ngữ pháp, lập trường, văn học của chúng ta đã được Lomonosov xác định trong nhiều thế kỷ. Viện Hàn lâm Khoa học của chúng ta, với sự nghiên cứu không mệt mỏi về quê hương của mình, chỉ nhận được sự tồn tại và ý nghĩa thực sự của nó thông qua Lomonosov… Khoa học và công nghệ hiện đại, to lớn của Liên Xô đã trở thành hiện thực trên mảnh đất do Lomonosov chuẩn bị. Lomonros với bề rộng bài toán, đơn giản và thực tế lời giải và tính chân thực vượt trội đã trở thành hình mẫu cho những thiên tài hàng đầu của khoa học Nga trong quá trình phát triển hơn nữa - Mendeleev, Lebedev, Pavlov…
Lomonosov có thể nói là một biểu tượng và biểu tượng của văn hóa và khoa học Nga với những đặc thù và tính thời sự của nó.
S. I. Vavilov (1891—1951)
8
chuyển động dao động. Nhưng vì hầu hết các vật thể, khi bị nung nóng đến nhiệt độ bốc lửa, vẫn giữ được sự kết dính rất mạnh của các hạt, nên điều rất quan trọng là vật thể đó sẽ không phát sinh từ chuyển động dao động bên trong của vật chất liên kết.
Vì vậy, sau khi chúng ta trả lời chuyển động nội tại tịnh tiến và dao động, thì nhất thiết cơ thể bao gồm chuyển động quay bên trong của vật chất bị ràng buộc - xét cho cùng, nó phải được quy cho bất kỳ chuyển động nào trong ba chuyển động.〈…〉
…mức nhiệt cao nhất và cuối cùng khi chuyển động là không thể. Ngược lại, chuyển động tương tự có thể bị giảm đi đến mức cơ thể cuối cùng đạt đến trạng thái nghỉ ngơi hoàn hảo và không thể giảm chuyển động thêm nữa. Do đó, nhất thiết phải có một mức độ lạnh nhất và cuối cùng, phải bao gồm việc chấm dứt hoàn toàn chuyển động quay của các hạt.
Về thiết bị gây cháy
Bắt đầu bước vào lĩnh vực hóa học, các công cụ vật lý cũng như sự thật được họ khám phá nhằm mục đích loại bỏ hoặc giảm bớt ở một mức độ nhất định những khó khăn gặp phải trong ngành khoa học này, đồng thời soi sáng những khu vực tối tăm và ẩn sâu trong sự thiếu hiểu biết.
Lomonosov đã nhận được 2000 rúp từ sa hoàng, nhiều hơn mong muốn trong ba năm của ông tại Học viện Khoa học… Tầm quan trọng của các nghiên cứu khoa học của ông trong phòng thí nghiệm không được quan chức và triều đình rõ ràng. Để biện minh cho bản thân trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình, Lomonosov đã viết cho Bá tước Shuvalov vào năm 1753: “… Tôi tin rằng tôi sẽ được phép làm việc vài giờ mỗi ngày để cùng với bilg韶du, tôi có thể sử dụng chúng trong các thí nghiệm vật lý và hóa học.”〈…〉 Người ta phải ngạc nhiên về mức độ Lomonosov đã làm trong lĩnh vực khoa học thực nghiệm cơ bản,
bất chấp những điều kiện không thuận lợi này.
P. L. Kapitsa (1894—1984)
Lomonosov kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm với công việc sâu rộng nhằm tạo ra nhiều loại công cụ đáp ứng nhu cầu và thực hành: hải quỳ-
9
Tuy nhiên, tôi cho rằng tốt nhất, trong khả năng tốt nhất của mình, nên loại bỏ những khó khăn đã đề cập ở một khía cạnh nào đó và cố gắng khai thác sức mạnh gây cháy của những dụng cụ này, được tôn vinh bởi rất nhiều công nhân đã thúc đẩy khoa học tự nhiên tiến lên, và tôi không nghi ngờ gì, sẽ hỗ trợ công việc hóa học cần lửa mạnh.〈…〉
Và cuối cùng, tôi nảy ra ý tưởng rằng các tia mặt trời, ngay cả sau khi phản chiếu từ gương phẳng, vẫn giữ được năng lượng tỏa nhiệt, do đó, khi được thấu kính lồi thu vào, chúng phải tạo ra nhiệt. Ngay lập tức, một cách đắc thắng, tôi lấy một chiếc gương phẳng và một thấu kính có đường kính 2 inch và vì trời vừa quang đãng nên những tia nắng mặt trời phản chiếu qua gương đã được thấu kính thu lại. Sau đó, khi tôi thay một miếng gỗ vào, một đốm đen hình thành trên đó và khói bốc ra từ đó. Tôi nhìn nó một cách thích thú và với mục tiêu tiến xa hơn, tôi kết nối tiêu điểm của thấu kính tiếp xúc với tia trực tiếp với tiêu điểm của thấu kính đầu tiên và mang đến cho chúng tờ giấy rất trắng, không chịu sáng lên từ các tia trực tiếp của mặt trời được thu thập bởi thấu kính này hoặc thấu kính khác; Ngay lập tức khói bắt đầu xuất hiện, một đốm đen hình thành trên tờ giấy, tờ giấy bốc lên và ngọn lửa bùng lên bắt đầu thiêu rụi nó. Vì vậy, sau khi lặp lại thí nghiệm này nhiều lần và CỨU BỎ MỌI NGUY CƠ VỀ SỰ ĐÚNG CỦA NÓ, TÔI KHÔNG NGHĨ ĐẠI KẾT LUẬN RẰNG BẰNG CÁCH SẮP XẾP NHƯ TÔI ĐÃ ĐỀ CẬP TRÊN, NHIỀU GƯƠNG VÀ ỐNG KÍNH HƠN, BẠN CÓ THỂ NHẬN ĐƯỢC NHIỆT LỚN.
máy đo, phong vũ biểu hàng hải, dụng cụ quang học gây cháy, “nằm ngang”, “kính thiên văn ban đêm”, kính viễn vọng gương phản chiếu, ống định lượng để so sánh cường độ ánh sáng của các ngôi sao và rất nhiều dụng cụ và thiết bị chính thức khác là thành quả hoạt động không mệt mỏi của ông. Ý tưởng tuyệt vời của Lomonosov về khúc xạ kế chỉ được công nhận và thực hiện vào cuối thế kỷ 19.
M. V. Keldysh (1911–1978)
…Tôi phải công bằng với ông Lomonosov rằng ông ấy được ban tặng niềm hạnh phúc nhất
Livstrotz để giải thích các hiện tượng vật lý và hóa học. Cần phải ước rằng tất cả các học giả khác cũng có thể trình bày những phát minh mà ông Lomonosov đã chỉ ra…
10
Về phương pháp nghiên cứu khoa học
Điều cần thiết không phải là loại nhà hóa học hiểu khoa học này chỉ từ một chương trong sách, mà là người đã siêng năng thực hành nó bằng nghệ thuật của chính mình… Không phải loại nhà toán học được yêu cầu chỉ giỏi những phép tính khó, mà là người đã quen với kỹ năng toán học bằng hình ảnh và bằng chứng, có khả năng suy luận ra sự thật hiện đại trong tự nhiên một cách chính xác và không gây hiểu lầm… Hóa học bằng tay, toán học có thể được gọi đúng là các trung tâm vật lý.
Về văn học khoa học đại chúng
Bất cứ ai chịu khó thông báo cho công chúng những gì chứa đựng trong các tác phẩm mới trước hết phải sắp xếp lực lượng của mình. Rốt cuộc, anh ta đang đảm nhận một công việc khó khăn và rất phức tạp, trong đó anh ta không báo cáo về những điều khách quan và không chỉ về những điều chung chung, mà để nắm bắt những gì mới và thiết yếu nằm trong công việc, thường được tạo ra bởi những người vĩ đại nhất…
Một nhà báo được phép bác bỏ trong các bài viết mới những gì, theo ý kiến của anh ta, xứng đáng - mặc dù đây không phải là bài toán trực tiếp của anh ta và sự công nhận của anh ta theo đúng nghĩa; nhưng vì anh ấy đã đảm nhận việc này nên anh ấy mắc nợ thiên nhiên. Trong phần mô tả, người ta có thể nghe thấy vẻ ngoài của một chủ nghĩa tự nhiên uyên bác hơn là một tư thế; nhưng sức mạnh chân thành của niềm vui đã biến sự tự nhiên thành tư thế.
Lomonosov yêu thích khoa học một cách say mê nhưng ông lại suy nghĩ và quan tâm một cách say mê những gì cần thiết vì lợi ích của quê hương. Ông không muốn phục vụ khoa học thuần túy mà chỉ phục vụ nhân loại.
N. G. Chernyshevsky
(1828—1889)
Mỗi cái chạm vào nước Nga, thân thương trong trái tim anh, mà anh nhìn từ góc độ tương lai tươi sáng của nó, đều mang lại cho anh sức mạnh kỳ diệu… Anh khảo sát toàn bộ vùng đất Nga từ đầu này đến đầu kia từ một độ cao tươi sáng nào đó, ngưỡng mộ và không bị đánh thuế bởi sự vô biên và hiệu quả của nó.
N.V. Gogol (1809—1852)
11
những người vợ nên hiểu kỹ lời dạy của tác giả, phân tích tất cả các bằng chứng của ông và đối mặt với chúng bằng những phản đối xác đáng và lý luận chắc chắn, trước khi tự cho mình quyền thực hiện nó. Những nghi ngờ đơn thuần hoặc những câu hỏi được đặt ra một cách tùy tiện không mang lại quyền như vậy; hoặc không có kẻ ngu dốt nào không thể đặt nhiều câu hỏi hơn mức người quan trọng nhất có thể trả lời. Nhà báo đặc biệt không nên tưởng tượng rằng điều mình không hiểu và không thể giải thích cũng giống như tác giả, người có thể có lý do riêng để viết tắt, lược bỏ một số chi tiết.
Về việc dạy dỗ thanh thiếu niên
“Thứ nhất, khi dạy học sinh, chúng ta nên quan sát thường xuyên nhất để các loại nhân chứng khác nhau không tạo gánh nặng cho chúng và không khiến chúng chú ý.”
“Cho phép học sinh thực hiện theo ý mình để chứng minh cho mỗi em thấy cách đối xử và quan niệm đặc biệt của riêng mình.”
“Giáo viên không nên tỏ ra kiêu ngạo hay thân mật với học sinh của mình.〈…〉 Giáo viên không chỉ nên dạy bằng lời nói mà còn phải bằng hành động để làm gương tốt cho học sinh.”
Lomonosov là một người vĩ đại. Giữa Peter I và Catherine II, chỉ có ông ấy là người tự mình thúc đẩy sự giác ngộ. Ông ấy đã tạo ra trường đại học đầu tiên, hay hơn nên nói rằng chính ông ấy là trường đại học đầu tiên của chúng tôi… Kết hợp sức mạnh ý chí phi thường với sức mạnh phi thường của khái niệm, Lomonosov đã tuyên bố tất cả các ngành giáo dục. Khát khao khoa học là niềm đam mê mãnh liệt nhất của một tâm hồn giờ đây tràn đầy đam mê. Nhà sử học, nhà hùng biện, thợ cơ khí, nhà hóa học, nhà khoáng vật học, nghệ sĩ và nhà thơ, ông đã trải nghiệm mọi thứ và thâm nhập mọi thứ.
A. S. Pushkin (1799–1837)
Trong thiết kế của bài viết, hình của tác giả từ các cuốn sách của M. V. Lomonosov đã được sử dụng: phong vũ biểu biển; kính tiềm vọng của pháo đài; thiết bị gây cháy; kèn không đẹp mắt; máy ghi sét; phương tiện sân bay (nguyên mẫu của máy bay trực thăng).
12
Tính bất khả quy và tính phi lý
V. A. OLEINIKOV
Trong số trước tác giả đã nói về nhiều
lịch sử hàng thế kỷ của những người cấp tiến phi lý
và đa thức không định hướng, về dấu
Eisenstein. Ở đây chúng ta sẽ nói về việc đạt được
sự phát triển của thế kỷ 20 trong lĩnh vực này, nhưng hơn thế nữa
ngôn ngữ hình học trực quan.
Được tạo ra vào đầu thế kỷ XIX và XX
thế kỷ của lý thuyết số đại số
đã trở thành một động lực mới để học tập
đa thức không dẫn động. Số đại số α đơn giản là một đồng
đa thức có hệ số nguyên
tính bằng xu:
13
Tất cả các căn thức mà chúng ta đã xem xét ở bài viết trước đều là số đại số. Tuy nhiên, khái niệm số đại số rộng hơn nhiều: ngay từ đầu thế kỷ trước, P. Ruffini (1765-1822) và N. G. Abel (1802-1829) đã chỉ ra rằng không phải mọi phương trình bậc trên bậc 4 đều có thể giải được bằng căn thức. Do đó, các số đại số không làm cạn kiệt các căn thức vô tỉ và số hữu tỉ.
Nhưng những số đại số này có liên quan chặt chẽ với các đa thức tối giản. Cụ thể, bất kỳ số đại số nào cũng là nghiệm của một đa thức tối giản duy nhất (lên đến thừa số số). Điều này tuân theo THEOREM («Kvant» Số 10, trang 7).
Tính chất tối giản đã trở thành chủ đề thu hút sự chú ý của nhiều nhà toán học xuất sắc. Cùng với việc tìm kiếm những tính chất tổng quát (chẳng hạn như trong THEOREM), các nhà nghiên cứu còn bị ám ảnh bởi dấu hiệu Eisenstein. Người ta cảm thấy rằng đằng sau dấu hiệu này có ẩn chứa một nguyên tắc chung nào đó, việc xác định được nguyên tắc này sẽ giúp có được những dấu hiệu mới, tổng quát hơn. Đây chính xác là những gì nó bật ra. Tiến bộ hơn nữa ở đây gắn liền với khả năng diễn dịch tính chất tối giản sang ngôn ngữ của các hình ảnh hình học. Nền tảng của ngôn ngữ này được Vlik Newot đặt ra 200 năm trước khi các sự kiện được mô tả và mang tên ông.
sơ đồ Newton
Để xây dựng sơ đồ Newton của đa thức cho một số nguyên tố cần phải:
- Mặt phẳng tọa độ OKM (OK là trục hoành và OM là trục tung);
- thước kẻ, đinh, búa;
- một chút kiên nhẫn.
Bởi vì cơ sở đầu tiên được áp dụng - mỗi năm từ được gán một điểm có tọa độ ; là lũy thừa lớn nhất của trong đó chia hết cho . Tập hợp tất cả các điểm như vậy là cơ sở của sơ đồ.
Trên hình 1 là cơ số của đa thức
tại . Số hạng tự do chia hết cho , nhưng không còn chia hết cho - ta có điểm (0; 2), chia hết cho - điểm (1; 1), cho điểm (2; 2).
Chú ý! Nếu thì chúng tôi hoàn toàn không áp dụng điểm cơ bản.
Trong trường hợp của chúng tôi, không đưa ra điểm cơ bản.
Nếu không chia hết cho thì và điểm nằm trên trục OK.
Trong trường hợp của chúng tôi, và không chia hết cho , chia hết cho , chia hết cho (xem hình 1).
Chúng ta sẽ giả sử rằng, cùng với hệ số dẫn đầu của đa thức , số hạng tự do cũng khác 0. Ngược lại, luôn được đưa ra (chứng minh điều đó!) và do đó chúng tôi không quan tâm. Do đó, ít nhất hai điểm sẽ được vẽ trên mặt phẳng OKM:
điểm bắt đầu của cơ sở là (0; 2) và điểm kết thúc của nó là (7; 2)
Và bây giờ là sơ đồ (hình 2). Chúng ta lấy một cái búa và đóng đinh ở tất cả các điểm của đế, sau đó đặt thước dọc dựa vào chiếc đinh đóng vào điểm bắt đầu. Chúng ta xoay nó ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi nó nằm trên một chiếc đinh cơ bản khác (chúng ta có (1; 1)). Kết nối các điểm này với một đoạn, chúng ta có được liên kết đầu tiên của sơ đồ. Để có được liên kết tiếp theo, bạn cần xoay thước quanh móng thứ hai (1; 1) cho đến khi nó gặp điểm cơ sở mới.
Chúng ta xoay thước thêm nữa và áp dụng các liên kết còn lại cho đến khi cuối cùng, chúng ta thêm vào điểm cuối của đế và có được liên kết cuối cùng.
Sơ đồ của Newton đã sẵn sàng và được hiển thị trên hình 2. Nó xuất hiện dưới dạng một đường gãy lõm hướng lên trên và luôn có ít nhất một liên kết.
14
Xây dựng sơ đồ Newton của riêng bạn cho đa thức
chỉ đơn giản là .
Điểm bổ sung (đối với chúng tôi - (2; 2)) không nên làm người đọc thất vọng - trong bất kỳ hoạt động sản xuất bền vững nào, người ta không thể làm gì nếu không lãng phí.
Về các liên kết. Chúng có ba loại:
Hợp chất, đơn giản, ứng dụng
Một liên kết trong sơ đồ Newton được gọi là đơn giản nếu ngoài các điểm cuối của nó, không có điểm nào khác có tọa độ nguyên. Ngược lại, nếu có một liên kết bên trong một liên kết, chúng tôi sẽ gọi nó là tổng hợp (hình 3). Hơn nữa, chúng ta gọi một liên kết đơn giản có thể áp dụng được nếu chiều dài hình chiếu của nó trên trục ngang OK bằng một.
Thế thôi. Việc làm quen với ngôn ngữ tượng trưng của tính tối giản là chính đáng. Đã đến lúc bắt đầu nói nó. Chúng ta được khen thưởng vì mọi nỗ lực trong việc tạo ra sơ đồ Newton
dấu hiệu Dumas
Nếu đối với một số nguyên tố nào đó, sơ đồ đa thức về cơ bản bao gồm một liên kết đơn giản, thì đa thức như vậy là tối giản.
Gistav Dumas sống ở Thụy Sĩ và đã tích cực tham gia vào vấn đề bất khả quy vào đầu thế kỷ này. Ông có được dấu hiệu này vào năm 1906.
Dấu hiệu Dumas cho phép… vẽ dấu hiệu Eisenstein,
hiểu nó sâu sắc hơn và ghi nhớ nó.
Theo tiêu chí Eisenstein, tất cả các hệ số của đa thức , ngoại trừ hệ số cũ, đều chia hết cho , và số hạng tự do chia hết cho và không chia hết cho . Tình trạng này được phản ánh bởi hình.
Thế kỷ 20 không chấp nhận những điểm dừng *) và nỗi buồn vì những cơ hội bị bỏ lỡ.
Dấu hiệu, dấu hiệu, dấu hiệu…
Tại hình 4 có thêm một dấu hiệu nữa.
Được kèm theo dưới dạng lời nói, nó có được “sức nặng lớn hơn”:
Nếu đối với đa thức bậc lẻ người ta có thể chỉ định một số nguyên tố sao cho hệ số dẫn đầu không chia hết cho và tất cả các hệ số khác
được chia thành , nhưng có thêm hệ số
với cũng chia hết cho và số hạng tự do
, chia hết cho , không chia hết cho thì đa thức là tối giản.
Dấu hiệu Dumas chưa cạn kiệt! Bất kỳ ai cũng có thể trở thành chủ sở hữu biển hiệu của riêng mình, nâng phần cuối của liên kết ngày càng cao hơn và đảm bảo rằng nó vẫn đơn giản.
Kết luận rất rõ ràng: sản xuất hàng loạt các tính trạng là một hoạt động kinh doanh đầy hứa hẹn và đồng thời tuyệt đối an toàn**).
Lại phi lý nữa
Sự phong phú trung bình của các dấu hiệu khả quy cũng tìm được chỗ cho dấu hiệu của tính phi lý (bằng chứng trong Phụ lục ở trang 16).
Nếu đối với một số nguyên tố nào đó, sơ đồ của đa thức không chứa các liên kết được áp dụng (phân vùng tổng hợp thành các số nguyên tố), thì trong số các nghiệm của nó không thể có các nghiệm hữu tỉ.
*) Người đọc chậm hiểu sẽ tìm thấy điều gì đó về cách chứng minh dấu Dumas ở phần Phụ lục ở trang 1. 16.
**) Nhưng nó khó có thể mang lại cho chúng ta vòng nguyệt quế của Eisenstein.
16
Hướng thuật toán bắt nguồn từ thời L. Kronecker (1823-1891), một nhà toán học nổi tiếng người Đức, khi cách chính xác nhất (nhưng không phải nhanh nhất) được phát minh để tìm hiểu xem một đa thức nhất định có thể rút gọn hay không (rất giống với cách được thảo luận trong ví dụ đầu tiên của chúng tôi: trang 15). Được làm phong phú với những ý tưởng về những biển hiệu nửa vời, hướng đi này đang có đà phát triển. Gần đây nhất (năm 1982), nó đã được các bậc thầy của trường phái Hà Lan (A. Lenstra, G. Lenstra, L. Lovas) thể hiện như một kiệt tác với tên gọi “Thuật toán cơ sở rút gọn”, giải quyết vấn đề tốc độ về nguyên tắc.
Sự tụ họp của một thời đại hỗn loạn vang vọng ầm ĩ trong sự im lặng của văn phòng và cuối cùng buộc đa thức tối giản phải phục vụ con người. Anh ấy nghiên cứu về lý thuyết mã hóa đại số và có thể các mã sửa lỗi đã giúp xác định các vấn đề trong việc hiển thị các chương trình truyền hình từ World Cup Mexico vào mùa hè này. Và trong lý thuyết và thực hành các quá trình ngẫu nhiên, đa thức tối giản bảo vệ bí mật nhà nước một cách sáng tạo, biến chúng thành những cảnh giả ngẫu nhiên và bảo vệ chúng khỏi những đôi tai nhạy cảm.
Bước đầu tiên đã được đưa vào đất nước của các đa thức tối giản - chúng ta đã làm quen với các nhà lãnh đạo được công nhận của nó. Nhưng các đại diện khác của nó - cả đã được biết đến và chưa được khám phá - vẫn ở phía sau hậu trường. Xứ sở của các đa thức tối giản chứa đầy những điều bí ẩn, và mỗi bước đi mới vào đó lại nảy sinh những câu hỏi mới.
Ứng dụng
Ở đây chúng tôi trình bày một nỗ lực chung để chứng minh dấu Dumas. Nhưng trước tiên, tháo gỡ và lắp ráp. Sơ đồ Newton cung cấp thông tin quan trọng về đa thức . Thật thuận tiện để lưu trữ nó ở dạng tháo rời.
Quy tắc tháo gỡ. Hãy chia sơ đồ thành các liên kết, vẽ các mũi tên ở cuối và cắt chúng song song với chúng ta (như vectơ) tại điểm bắt đầu (hình 8). Hóa ra là vậy
Hình 8.
liên kết của một đa thức với số nguyên tố . Nếu điểm cơ sở nằm bên trong liên kết (chúng ta có điểm (6; 1) trên liên kết cuối cùng), thì liên kết sẽ không bị hỏng tại thời điểm này.
Quy tắc hội. Di chuyển lên trên (ngược chiều kim đồng hồ), chúng ta lần lượt sắp xếp các vectơ kết nối (xem hình 8). Vì vậy: Một sơ đồ Newton đã cho tương ứng với chính xác một liên kết và từ một sơ đồ đã cho, nó có thể được xây dựng lại một cách duy nhất.
Cần lưu ý rằng vị trí trên trục OM của điểm ứng dụng kết nối không đóng vai trò quan trọng. Bằng cách nhân với lũy thừa phù hợp (không làm thay đổi tính chất tối giản), người ta có thể tùy ý di chuyển toàn bộ sơ đồ và cùng với đó là điểm bắt đầu, dọc theo trục OM.
Định lý Dumas. Liên kết sản phẩm là sự kết hợp của các đầu nối liên kết và (hình 9).
Hình 9.
Đây là một loại đa thức khác ( với trang 14 cũng phù hợp). Cơ sở, sơ đồ và liên kết của nó có màu đỏ.
Định lý Dumas chỉ ra cách, khi biết sơ đồ của các đa thức và từ cùng một số nguyên tố , xây dựng sơ đồ tích của chúng. Để làm điều này, bạn nên chồng các bó thành phần lên nhau, căn chỉnh điểm bắt đầu của chúng, sau đó tạo một đường đứt nét theo quy tắc lắp ráp (hình 10).
Hình 10.
Phép cộng. Nếu trong kết nối của sản phẩm hai liên kết trùng nhau một phần hoặc hoàn toàn thì một trong số chúng phải được kéo ra khỏi kết nối và đặt sau liên kết kia.
Bí mật của lăng kính Dumas giờ đây rất đơn giản - nếu có thể rút gọn thì theo định lý Dumas, liên kết của nó luôn bao gồm một số liên kết hoặc một, nhưng khi đó nó là không thể thiếu (xem lại phần Bổ sung).
Để chứng minh nguyên lý của định lý thành phần THEOREM («Kvant» Số 10, trang 7), hãy viết sơ đồ chuyển động tuyến tính (nó chỉ gồm đúng một liên kết nguyên thủy) và rút ra phát biểu từ định lý Dumas:
Nếu tất cả các kết nối đơn giản đều có hình chiếu lên trục OK có độ dài > k, thì tất cả các ước của đa thức đều có độ > k.
Việc chứng minh định lý Dumas dựa trên thực tế là phép nhân đa thức với một trên mặt phẳng RCM tương ứng với việc chuyển cơ bản sang một vectơ có tọa độ , trong đó là điểm của cơ sở , tương ứng duy nhất . Những cân nhắc sâu hơn (khá cơ bản) không được đưa vào phạm vi của bài viết này và chúng tôi bỏ qua chúng.
17
Vật lý 8, 9, 10
Ghi chú “Kinematika của chuyển động quay” được xuất bản dưới đây dành cho tác phẩm kinh điển thứ tám, “The Tell Pump” dành cho tác phẩm kinh điển thứ chín và “Danh pháp trong Quang học hình học” dành cho tác phẩm kinh điển thứ chín.
Động học của chuyển động quay
Từ từ đi qua ngã tư, chiếc xe buýt bắt đầu di chuyển dọc theo con phố, tăng dần tốc độ…
Chuyển động của bánh xe buýt điện chỉ là một trong nhiều ví dụ về chuyển động cơ học phức tạp trên thế giới xung quanh chúng ta. Nó chỉ ra rằng bất kỳ chuyển động phức tạp nào cũng có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của hai chuyển động đơn giản - tịnh tiến và chuyển động quay. Điều này nên được hiểu theo cách này: luôn có thể chọn một hệ thống báo cáo chuyển động tịnh tiến như vậy, trong đó chuyển động trông giống như một vòng quay quanh một trục cố định.
Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi nên chọn loại hệ thống báo cáo nào để bánh xe buýt chuyển động rõ ràng trong đó? Những đại lượng vật lý nào mô tả chuyển động này, những đại lượng này liên hệ với nhau như thế nào và nó phụ thuộc vào thời gian như thế nào? Những câu hỏi như vậy có thể nảy sinh không chỉ ở vạch qua đường dành cho người đi bộ mà còn trong giờ học, bài kiểm tra hoặc tại lời giải một bài toán cụ thể.
Câu hỏi đầu tiên rất dễ trả lời; chúng tôi đã đồng ý rằng hệ thống báo cáo chuyển động lũy tiến có thể được kết nối với chính xe buýt điện (thân của nó). Trước khi trả lời các câu hỏi còn lại, trong ví dụ của chúng tôi, bánh xe quay không đều - mô hình tốc độ của bất kỳ điểm nào trên bánh xe sẽ thay đổi theo thời gian.
Chúng ta hãy xem xét một điểm nhất định của một bánh xe nằm cách trục quay một khoảng và tại một thời điểm nào đó có tốc độ và gia tốc (hình 1). Từ các thông điệp vật lý, thật hợp lý khi tưởng tượng gia tốc là tổng của hai thành phần: một trong số chúng hướng xuyên tâm vào tâm vòng tròn - gia tốc hướng tâm, thành phần thứ hai hướng tiếp tuyến với vòng tròn - gia tốc tiếp tuyến. Cả hai gia tốc này đều có một ý nghĩa vật lý nhất định - gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho tốc độ thay đổi theo kiểu vận tốc và gia tốc hướng tâm đặc trưng cho tốc độ thay đổi theo hướng của tốc độ. Có thể chỉ ra rằng mô hình gia tốc hướng tâm là (“Vật lý 8”, § 16), và mô hình gia tốc tiếp tuyến là , trong đó là sự thay đổi trong mô hình của tốc độ của một điểm trên slide một góc nhỏ .
Đại lượng tuyến tính và góc. Như đã đề cập, chúng ta cần duy trì các đại lượng vật lý đặc trưng cho sự quay không đều của bánh xe (trong hệ thống báo cáo liên quan đến xe buýt điện). Chúng ta hãy thử thực hiện điều này bằng cách tương tự với các chuyển động thẳng không đều.
Hãy cùng theo dõi điểm của bánh xe trong một khoảng thời gian ngắn . Trong thời gian này, điểm sẽ di chuyển dọc theo một cung tròn dọc theo đường đi và sẽ có tốc độ và gia tốc tiếp tuyến (hình 2). Khi các giá trị và , được gọi là đại lượng tuyến tính, mô tả chuyển động của điểm , nhưng không thể dùng để mô tả chuyển động quay
19
Bơm nhiệt
Tất cả chúng ta đều quen với máy sưởi điện. Chỉ cần cắm một lò sưởi như vậy vào mạng là đủ, và sau một thời gian, căn phòng sẽ ấm lên - năng lượng của dòng điện trong đó sẽ chuyển thành nhiệt. Lò sưởi điện có thiết kế rất đơn giản và thực chất là một cuộn dây đốt nóng - một điện trở. Quá trình chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt được thực hiện gần như hoàn toàn, ngoại trừ một phần năng lượng nhỏ chuyển thành bức xạ ánh sáng nếu hình xoắn ốc đủ nóng và phát sáng. Nhân tiện, theo quan điểm này, bóng đèn điện không phải là một lò sưởi tốt như lò sưởi điện, vì vài phần trăm năng lượng của nó bị mất dưới dạng bức xạ ánh sáng. Nhưng kỳ lạ thay, nó giống một lò sưởi hơn là một nguồn sáng, tức là nó chủ yếu làm nóng và không tỏa sáng.
Có vẻ như lò sưởi điện hoàn thành nhiệm vụ của nó một cách hoàn hảo, chuyển đổi gần như toàn bộ năng lượng hiện tại thành nhiệt lượng cần thiết. Liệu chúng ta có thể, bằng cách tiêu tốn một ít năng lượng, để thu được lượng nhiệt gấp đôi và do đó tiết kiệm chi phí sưởi ấm không? Thoạt nhìn, điều này hoàn toàn không thể xảy ra và mâu thuẫn với định luật bảo toàn năng lượng. Tuy nhiên, chúng ta đừng vội vàng và hãy cố gắng xem xét vấn đề này chi tiết hơn. Và chúng tôi sẽ dạy bạn từ… một chiếc ô tô lạnh giá, hay đơn giản là một chiếc tủ lạnh.
Tủ lạnh lấy nhiệt từ ngăn chứa bên trong, nơi nhiệt độ được giữ ở mức thấp và tách nhiệt vào phòng. Một quá trình như vậy không thể được xác định bởi chính nó. Nhiệt không thể tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng (đây là một trong những công thức của định luật nhiệt động thứ hai).
Truyền nhiệt “ngược” đòi hỏi phải cung cấp năng lượng liên tục - hoạt động của máy nén tủ lạnh. Chúng ta không biết chi tiết về chiếc tủ lạnh nhưng nó luôn cần năng lượng để hoạt động.
Để, nhờ công A, tủ lạnh lấy đi một lượng nhiệt từ tủ đông. Khi đó, theo định luật bảo toàn năng lượng, một lượng nhiệt tỏa ra trong phòng. Do đó, rõ ràng là khi tủ lạnh chạy, ngay cả khi cửa mở, căn phòng vẫn ấm áp.
Hãy thử tìm hiệu suất của tủ lạnh. Nhưng trước hết chúng ta nhớ đến động cơ nhiệt, nguyên lý thiết kế và hoạt động của nó hoàn toàn giống với máy làm lạnh. Về cơ bản, máy lạnh là một động cơ nhiệt hoạt động theo chu trình ngược.
Như bạn đã biết, chất lỏng làm việc của động cơ (hình 1) nhận được từ bộ sưởi một lượng nhiệt , hoạt động và đưa vào tủ lạnh (đừng nhầm lẫn với máy làm lạnh!) một lượng nhiệt . Hiệu suất cực đại của động cơ nhiệt lý tưởng là
trong đó là nhiệt độ của lò sưởi và là nhiệt độ của tủ lạnh.
Hiệu suất của tủ lạnh được xác định bằng tỷ lệ giữa lượng nhiệt lấy từ tủ đông và công cần thiết cho việc này. Vì
20
của một chiếc tủ lạnh lý tưởng nó bằng (hình 2)
Lưu ý rằng, như sau từ công thức này, hệ số làm mát có thể lớn hơn đơn vị.
Và bây giờ không khó để chứng minh cách bạn có thể sử dụng tủ lạnh để sưởi ấm căn phòng trong mùa lạnh - để làm được điều này, ngăn tủ lạnh cần được đưa ra bên ngoài (và tất cả các bộ phận khác của “bộ phận” còn lại trong phòng!)! Sau đó, thực hiện công (hiển thị năng lượng từ mạng điện) và lượng nhiệt từ đường phố, chúng ta truyền lượng nhiệt vào phòng. Rõ ràng là không có gì mâu thuẫn với định luật bảo toàn năng lượng - năng lượng bổ sung dưới dạng nhiệt được lấy từ không khí tải lạnh.
Máy làm lạnh hoạt động theo cách này được gọi là “bơm nhiệt”, vì nhiệt được “bơm” từ ngoài vào trong phòng. Do hoạt động của máy bơm nhiệt, căn phòng trở nên ấm hơn và đường phố càng trở nên lạnh hơn (tất nhiên, hiệu ứng sau là hoàn toàn hoàn hảo). Hiệu suất của bơm nhiệt được xác định bằng tỷ lệ giữa lượng nhiệt mà căn phòng nhận được với công bên ngoài cần thiết cho việc này. Lý tưởng nhất là nó bằng
và luôn lớn hơn một.
Ví dụ: hãy xem xét trường hợp khi nhiệt độ không khí tải là () và nhiệt độ bên trong phải được duy trì ở (). Sau đó
nghĩa là, nó sử dụng năng lượng điện để vận hành máy bơm nhiệt, chúng ta có thể thu được nhiệt lượng gấp bảy lần so với một thiết bị tùy chỉnh. Tất nhiên, hiệu suất thực tế luôn thấp hơn và động cơ bơm nhiệt cũng không chuyển toàn bộ năng lượng tiêu thụ thành công. Tuy nhiên, việc sử dụng máy bơm nhiệt vẫn tiết kiệm chi phí hơn gấp nhiều lần so với việc sử dụng quang điện.
Từ khóa học vật lý ở trường, bạn đã học về cách giải các bài toán quang học hình học bài toán khác nhau bằng đồ họa. Ví dụ, để tìm vị trí ảnh của một nguồn sáng chính xác trên một khuôn mặt mỏng, chỉ cần xây dựng đường đi của hai tia tùy ý rời khỏi nguồn và truyền qua thấu kính là đủ.
Trong lưu ý này, chúng ta sẽ nói về một phương pháp đồ họa khác, chưa qua đào tạo lời giải tương tự như bài toán. Đồng thời, trong các hình vẽ được cung cấp cho bạn, bạn sẽ không nhìn thấy bất kỳ tia sáng nào, trục quang học của thấu kính hoặc thậm chí chính thấu kính. Chúng ta đang nói về loại đồ họa nào?
Trong toán học, có một phần đặc biệt gọi là danh pháp học (từ tiếng Hy Lạp pomos - luật và grapho - thực phẩm), nghiên cứu các phương pháp xây dựng các hình vẽ đặc biệt - danh pháp học. Với sự giúp đỡ của họ, chẳng hạn, bạn có thể không tính toán tùy tiện, thu được kết quả gần đúng
21
lời giải phương trình hoặc giá trị gần đúng của các hàm liên xã hội được tìm thấy. Chúng tôi cũng sẽ tận dụng cơ hội này.
Đặt vật sáng cách một khoảng so với đường thẳng có tiêu cự và ảnh của nó ở khoảng cách . Có thể chứng minh (điều này được thực hiện ở § 60 của Vật lý 10) rằng ba đại lượng này có liên hệ với nhau bằng một mối quan hệ đơn giản - công thức đường mảnh:
Lưu ý rằng mỗi số hạng trong công thức có thể dương hoặc âm. Nếu vật hoặc ảnh của nó hoặc tiêu điểm của đường thẳng là thật thì các đại lượng , hoặc hoặc được lấy bằng dấu cộng, nhưng trong trường hợp vật, ảnh hoặc tiêu điểm của đường thẳng là tối thiểu thì các đại lượng tương ứng được coi là âm.
Hãy xây dựng một biểu đồ cho công thức đường thẳng và chỉ ra cách sử dụng nó để giải bài toán cụ thể.
Chúng ta hãy mô tả một hệ tọa độ hình chữ nhật (hình 1) trên mặt phẳng. Dọc theo trục , chúng ta vẽ đoạn có chiều dài và dọc theo trục , chúng ta vẽ đoạn có chiều dài . Hiện tại, để xác định và , chúng ta sẽ đếm các phân đoạn dương và đến . Từ sự giống nhau của các tam giác và suy ra hoặc từ đâu ra
dễ dàng thu được phương trình quen thuộc (*).
Như vậy, ta thu được các độ dài , và được xây dựng dựa trên hình vẽ các đoạn thẳng nối nhau theo phương trình đường mảnh (vì thế khi dựng ta sử dụng ký hiệu như vậy cho độ dài của các đoạn thẳng). Và điều này có nghĩa là chúng ta có thể xây dựng một biểu đồ cho công thức đường thẳng. Thật vậy, nếu khoảng cách từ vật đến đường thẳng được vẽ dọc theo trục hoành của hệ tọa độ hình chữ nhật và khoảng cách từ đường thẳng đến ảnh được vẽ dọc theo trục tung, thì tất cả các đường thẳng nối hai đầu của các đoạn tương ứng sẽ cắt nhau tại một điểm (hình 2). Các hình chiếu của điểm này lên các trục tọa độ đều giống nhau và bằng tiêu cự của đường thẳng này.
Như bạn đã biết, để xác định một đường thẳng trên một mặt phẳng, chỉ cần biết tất cả các điểm thuộc về nó là đủ. Do đó, bằng cách sử dụng biểu đồ được xây dựng, dựa trên hai trong ba giá trị đã biết , và , luôn có thể xác định bằng đồ họa phần ba còn thiếu. Vì vậy, ví dụ, trong cấu trúc được hiển thị ở hình 1, chúng tôi thực tế đã xác định tiêu cự của đường thẳng () từ khoảng cách đã biết từ đường thẳng đến vật thể () và từ đường thẳng đến hình ảnh ().
Thật dễ dàng để xác minh rằng phương pháp được đề xuất không chỉ phù hợp với các đường nội tại mà còn phù hợp với các đường phân tán, cũng như cho bất kỳ vị trí nào của vật thể và hình ảnh so với đường thẳng. Ví dụ: nếu đối tượng hoặc hình ảnh là tối thiểu thì các giá trị tương ứng hoặc là âm và do đó,
22
LƯU Ý, chúng phải được đặt theo hướng âm tính từ gốc tọa độ (sang trái hoặc xuống dưới). Có thể điểm giao điểm của tất cả các đoạn thẳng tương ứng với tiêu điểm của thấu kính sẽ có hình chiếu âm. Điều này có nghĩa là tiêu điểm của thấu kính là tối thiểu, nghĩa là thấu kính phân kỳ. Vị trí của các vật thể và hình ảnh thực và tối thiểu được hiển thị trong hình 3.
Danh pháp cũng có thể được sử dụng để xác định độ phóng đại tuyến tính của thấu kính - tỷ lệ giữa kích thước tuyến tính của hình ảnh với kích thước tuyến tính của vật thể: (xem § 60 của “Vật lý 10”). Từ hình 1 rõ ràng là
Do đó, hình ảnh có thể được phóng to, thu nhỏ hoặc có cùng kích thước với chính đối tượng.
Bạn cũng có thể giải nghịch đảo bài toán - sử dụng độ phóng đại cho trước và tiêu cự đã biết của thấu kính, xác định khoảng cách và . Để làm điều này, chỉ cần xây dựng điểm quen thuộc và vẽ qua một đường thẳng nghiêng với trục hoành một góc . Các điểm giao nhau của đường này với các trục tọa độ sẽ cho chúng ta các giá trị mong muốn và .
A. I. Shapiro
Số lượng phân chia
(Nhiệm vụ nghiên cứu)
Một thước kẻ sinh viên bình thường dài 20 cm (với 19 vạch chia) có đặc tính phổ quát sau: với sự trợ giúp của nó, trong một chiều, bạn có thể đánh dấu bất kỳ đoạn nào có chiều dài 1, 2, 3, …, 20 cm. Thuộc tính này có thể được giữ nguyên nếu một số phần bị xóa. Số cách chia tối thiểu phải còn lại là bao nhiêu (và cách sắp xếp chúng như thế nào) để bảo toàn tính chất phổ quát? bài toán này và những khái quát của nó là chủ đề của nhãn này.
Chúng ta hãy gọi một thước đo có độ dài với phép chia phổ quát (hoặc -phổ quát) nếu nó có thể được sử dụng để vẽ bất kỳ đoạn nào có độ dài 1, 2, …, trong một chiều. Như vậy, thước học sinh thông thường (20, 19) là thước phổ quát, nhưng cũng có (20, 6) thước phổ quát (xem bên dưới). bài toán chính là tìm số cách chia tối thiểu mà thước đo phổ quát tồn tại. Các ước tính sau đây cho đã được biết (xem «Kvant» 1976, số 12, trang 7):
Đối với nhỏ, số lượng phân chia tối thiểu có thể được tìm thấy bằng cách liệt kê. Đối với các số này lần lượt bằng 0, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4 và đạt được trên các thước sau (các số trong ngoặc vuông biểu thị độ dài của các đoạn giữa các phần chia liên tiếp): [1]; [1, 1], [1, 2], [1, 2, 1], [1, 1, 3], [1, 3, 2], [1, 1, 3, 2], [1, 1, 3, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [1, 1, 4, 3], [
23
Nhiệm vụ
-
Làm cách nào để cắt hình ở hình thành ba phần bằng nhau?
-
Đường ray được cố định vào tà vẹt để ngăn đường ray di chuyển sang một bên. Người ngủ có vai trò quan trọng nào khác?
-
Trong mục ******=, hãy thay thế các dấu hoa thị bằng các số sao cho đẳng thức có ý nghĩa và chính xác sau khi xoay tờ giấy (trên đó viết nó) 180°.
-
Người bán mang hạt ra chợ bán hóa ra đã nhầm cân đòn bẩy và đúng cân nặng. Để trả lời người mua 2 kg quả hạch, người ta cân quả cân bằng quả hạch, đặt nó lên đĩa bên phải của cân, lần khác cân quả cân này bằng quả hạch, đặt nó lên đĩa bên trái của cân. Hóa ra kết quả là anh ta trả lời được hơn 2 kg hạt (xem cái này). Người bán phải làm gì để trả lời chính xác 2kg hạt?
-
Vẽ ba dây AB, BC, CD thành một đường tròn và đánh dấu trung điểm của chúng: M, N, K. Chứng minh rằng các góc BMN và NKC bằng nhau.
Những nhiệm vụ này được đề xuất cho chúng tôi bởi M. Babikov, A. P. Savin, A. V. Shvetsov, N. Kh. Rozov, G. A. Galperin.
Gặp:
kim loại
thủy tinh
Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học
A. S. STEINBERG
Bạn bật máy ghi âm lên, nhưng thay vì có nhạc, bạn lại nghe thấy tiếng thở khò khè khó hiểu. Trong hội thảo, bạn sẽ nghe thấy chẩn đoán tiêu chuẩn: độ mòn của đầu từ. Do tiếp xúc lâu với băng, nó bị mòn và không mang lại chất lượng tái tạo. Có lẽ nhiều người đã quen với tình huống này.
Bây giờ hãy tưởng tượng quảng cáo: “Mua máy ghi âm có đầu bằng kim loại bằng thủy tinh!” Rất có thể, sự kết hợp của từ “kính kim loại” sẽ cho bạn thấy các quốc gia. Nhưng bạn có thể tin tưởng một cách an toàn vào lời khuyên của quảng cáo - trong số rất nhiều đặc tính hữu ích của kính kim loại (đôi khi chúng còn được gọi là kim loại vô định hình), khả năng chống mài mòn cũng tăng lên. Thủy tinh kim loại là gì?
Thủy tinh (thủy tinh trơn, không phải kim loại) đã được con người biết đến từ lâu. Một hỗn hợp cát có thành phần thích hợp xuất hiện trong lửa, tan chảy, sau đó đóng băng và… hóa ra đó là thủy tinh. Điều này đã xảy ra khoảng sáu nghìn năm trước, và kể từ đó phạm vi của kính không ngừng mở rộng.
25
Nhưng chỉ trong Vka của chúng tôi, những bí mật của nó mới bắt đầu được tiết lộ.
Hai trạng thái “đặc” của vật chất được biết rõ: lỏng và tinh thể. Sự khác biệt bên ngoài của chúng tương ứng với sự khác biệt đáng kể trong cấu trúc nguyên tử của chúng. Trong chất lỏng, các nguyên tử được sắp xếp tương đối với nhau ít nhiều một cách ngẫu nhiên, nhưng trong tinh thể, sự sắp xếp của chúng có trật tự chặt chẽ. Tuy nhiên, những nguyên tử này nằm ở vị trí giống như các nút của mạng không gian, được gọi là tinh thể. Các chất khác nhau có đặc điểm hình dạng mạng tinh thể riêng. hình 1 hiển thị một trong các tùy chọn có thể.
Nếu một tinh thể được nung nóng trên điểm nóng chảy, nó sẽ tan chảy và biến thành chất lỏng. Nếu chất tan chảy được làm nguội dưới điểm nóng chảy, nó sẽ kết tinh lại. Đồng thời, các nguyên tử dường như “cảm nhận” được thời điểm quan trọng đang đến gần khi cần phải xây dựng lại và tổ chức “từ chất lỏng của chất tự do” để tạo thành một tinh thể. Mọi chuyện sẽ diễn ra như thể có lệnh “đứng!” và các chiến binh nguyên tử lần lượt vào vị trí, xếp hàng theo một thứ tự nhất định. Và cho dù các nguyên tử có “hoạt động” tốt đến đâu thì vẫn cần một thời gian để “xây dựng”. Ví dụ nổi tiếng nhất về sự kết tinh là sự hình thành băng từ nước ở 0°C. Tất cả các kim loại, hợp kim của chúng và hàng ngàn chất khác đều hoạt động giống hệt nhau ở nhiệt độ nóng chảy của chúng. Nhưng đôi khi các sự kiện phát triển theo một kịch bản bất thường.
“Cuộc sống” của nguyên tử là sự chuyển động không ngừng. Nhưng khả năng di chuyển của chúng nhanh chóng giảm khi nhiệt độ giảm. Tình huống này có thể được lợi dụng. Hãy tưởng tượng rằng một loại quái vật nhiều nhóm nào đó đã nắm lấy tất cả các nguyên tử của chất lỏng và giữ chúng tại chỗ cho đến khi chất tan nguội đến nhiệt độ dưới điểm nóng chảy, và chỉ sau đó buông ra. Khi đó các nguyên tử sẽ không thể tổ chức lại thành tinh thể nữa. Họ vẫn còn trong tình trạng hỗn loạn. Bản thân chất lỏng sẽ đặc lại và trở nên rắn chắc. Vật liệu này được gọi là thủy tinh.*)
Tất nhiên, việc giữ nguyên tử là không thực tế. Nhưng nó có thể làm mát chất lỏng một cách nhanh chóng. Khi đó ở nhiệt độ cao (điểm nóng chảy) các nguyên tử sẽ không có thời gian để sắp xếp lại, còn ở nhiệt độ thấp thì sẽ quá muộn. Hãy nhớ một trong những trò chơi của trẻ em. Trong đó, tất cả người chơi phải giữ nguyên vị trí mà họ đã bị lệnh “đóng băng”. Đôi khi nó không được tự nhiên. Làm mát đột ngột là lệnh “đóng băng” cho các nguyên tử. Không giống như con người, nguyên tử có thể ở những vị trí “bất tiện” trong nhiều năm, quy mô, hàng nghìn năm. Và nếu người chơi được hồi sinh bằng lệnh “chết”, thì các nguyên tử sẽ được “đánh thức sự sống” bằng cách hâm nóng lại.
Nhưng “làm nguội nhanh” nghĩa là gì? Mỗi chất có đáp số riêng. Đối với hỗn hợp soda và cát, “nhanh” có nghĩa là nhiệt độ giảm một phần độ mỗi giây. Tốc độ làm nguội này đạt được khi không có khối lượng nóng chảy tự nhiên. Đó là lý do tại sao tổ tiên chúng ta đã có thể mở được kính thông thường. Nhưng đối với hợp kim kim loại, “nhanh” thực sự là nhanh. Các ước tính đã chỉ ra rằng để ngăn kim loại lỏng tan chảy kết tinh, nó phải được làm lạnh ở tốc độ một triệu độ. Tất nhiên, nhiệt độ nóng chảy không phải là một triệu độ. Tốc độ giảm nhiệt độ này có nghĩa là cần phải làm nguội chất nóng chảy, chẳng hạn như từ 2000 °C xuống 1000 °C trong 10⁻³ s, tức là trong một mili giây. Đây là cái giá của việc “dừng” nguyên tử.
Ý tưởng làm mát nhanh không phải là mới. Nó đã được biết đến từ thời cổ đại dưới cái tên làm cứng. Homer vĩ đại đã làm chứng: “Như người thợ rèn nhúng chiếc rìu nóng đỏ vào nước lạnh và tìm kiếm sắt trong bọt sủi, sắt mạnh hơn được tạo ra trong lửa và nước”.
*) Thủy tinh thuộc nhóm chất vô định hình tổng quát hơn - đây là tên đặt cho chất rắn không có mạng tinh thể.
26
sủa." Tuy nhiên, các phương pháp làm cứng truyền thống chỉ cung cấp tốc độ làm nguội 100-1000 độ mỗi giây. Đối với mục đích của chúng tôi, danh sách này là không đủ.
Hãy để kim loại một lúc và đặt câu hỏi: làm thế nào để làm nguội nhanh trà nóng? Cách dễ nhất là uống nó từ cốc trong đĩa. Nhiệt sẽ được giải phóng chủ yếu ra không khí xung quanh. Bằng cách tăng bề mặt tiếp xúc không khí, chúng ta tăng tốc độ làm mát. Chúng ta chọn càng phẳng thì trà sẽ nguội càng nhanh (tất nhiên, với thể tích không đổi!). Cuối cùng, bạn có thể chỉ cần đổ trà lên bàn. Do sự lan rộng của chất lỏng, diện tích bề mặt của nó sẽ còn tăng hơn nữa. Đúng vậy, chúng tôi sẽ không khuyến nghị kỹ thuật này khi uống rượu, vậy thì đừng nghi ngờ những khoảnh khắc còn lại.
Vì vậy, kết luận đầu tiên: để tăng tốc độ làm mát, bạn nên tối đa hóa diện tích bề mặt tiếp xúc với môi trường truyền nhiệt, trong trường hợp này là từ không khí.
Nhưng không khí loại bỏ nhiệt tương đối chậm. Kim loại được coi là chất dẫn nhiệt tốt, và trong số đó, trước hết là đồng. Chúng tôi tin chắc điều này mỗi khi chúng ta chạm vào lớp phủ kim loại - nó luôn có vẻ lạnh vì nó nhanh chóng loại bỏ nhiệt của con người.
Điều này dẫn đến một khuyến nghị khác: không nên rót trà trên bàn mà nên rót trên khay kim loại rộng (tốt nhất là đồng). Sau đó nó sẽ nguội gần như ngay lập tức.
Điều này kết thúc “buổi trà đạo” không mấy tinh tế của chúng tôi. Cô ấy đề xuất một công thức cụ thể. Để làm nguội nhanh kim loại lỏng, cần tạo một lớp rất mỏng trên bề mặt đồng (thường gọi là chất nền).
Các thí nghiệm thành công đầu tiên về làm lạnh cực nhanh chất lỏng kim loại được thực hiện vào năm 1960. Một giọt kim loại nóng chảy xuất hiện trên đế đồng. (Trong giai đoạn đầu, năng lượng của khí bột của một khẩu súng lục thông thường được sử dụng cho việc này.) Khi chạm vào màn hình đồng, giọt nước sẽ dẹt ra, nguội đi ngay lập tức (tốc độ làm nguội đạt độ/s) và một chiếc bánh nhỏ bằng kim loại rắn vô định hình bay lên không trung từ “bàn đạp” đồng (hình 2). Ở những nơi mỏng nhất, độ dày của nó bằng 0,0001 mm.
Có một số biến thể khác của phương pháp “thả squishing”. Hạn chế chính của họ là năng suất thấp. Và kim loại vô định hình thu được ở dạng bột mịn, và điều này không phải lúc nào cũng thuận tiện cho việc sử dụng thực tế. Nhưng việc áp dụng các nguyên tắc làm mát tương tự cho phép chúng ta tạo ra các cách để tạo ra một dải kim loại vô định hình liên tục. Đây là một lựa chọn có thể. Một dòng kim loại nóng chảy mỏng chảy vào đĩa đồng đang quay. Khi tiếp xúc với đĩa, nó nguội đi và dải băng vô định hình vốn đã bị ép buộc (hình 3) bị văng ra khỏi đĩa.
Nhìn bề ngoài, thủy tinh kim loại không có điểm gì chung với sản xuất thủy tinh thông thường và không khác gì kim loại (tinh thể) thông thường. Nhưng đây chỉ là bên ngoài. Sự sắp xếp lộn xộn của các nguyên tử, bất thường ở nhiệt độ phòng, cũng tương ứng với những tính chất bất thường. Kim loại vô định hình cực kỳ cứng và bền. Các đầu từ được làm từ nó dài hơn nhiều lần so với các “tổ hợp” tinh thể về tuổi thọ sử dụng. Và về độ tinh khiết, đặc tính từ tính được sử dụng về phía chúng. Ngày nay, nhiều quốc gia khác nhau đã bắt đầu sản xuất đầu từ làm bằng thủy tinh kim loại cho băng từ video, âm thanh và bộ nhớ máy tính.
Tính sáng tạo cao của kim loại vô định hình gợi ý một lĩnh vực ứng dụng khác của chúng. Cực kỳ được làm từ những công cụ chế độ này.
(Về phần kết, xem trang 39.)
27
Bài toán
M1011—M1015; F1023—F1027
M1011. Chứng minh rằng với số dương thì bất đẳng thức sau đúng:
a) ;
b) ;
b) .
L. D. Kurlyandchik
M1012. Chứng minh rằng:
a) có thể đặt một số đường tròn không giao nhau trên một mặt phẳng sao cho mỗi đường tròn tiếp xúc với đúng 5 đường tròn khác;
b) số 5 ở điểm a) không thể thay thế bằng 6.
D. V. Fomin
M1013. Trên các cạnh và của tam giác lấy hai điểm và . Khi các đường thẳng song song đi qua các điểm , và cắt đáy tại các điểm , và . Chứng minh rằng diện tích hình thang (hoặc hình bình hành) không lớn hơn diện tích của một trong các hình tam giác và (hình 1).
V. V. Rozhdestvensky
M1014. Cho là các số tự nhiên nguyên tố cùng nhau phân biệt từng cặp. Chứng minh rằng có vô số số tự nhiên sao cho các số cũng là những số nguyên tố cùng nhau.
V. F. Lev
M1015. Có thể phân tích đa thức thành thừa số có hệ số nguyên không?
S. L. Manukyan
F1023. Đèn được đặt cách trần nhà và độ cao so với sàn nhà. Khi nó phát nổ, các mảnh vỡ văng ra mọi hướng với cùng tốc độ . Tìm bán kính của hình tròn trên sàn nơi các hòn đá sẽ rơi. Giả sử rằng tác động của các mảnh lên trần nhà là đàn hồi tuyệt đối và trên sàn - không đàn hồi; Muối không được chạm vào tường.
F1024. Đánh giá sự thay đổi áp suất trong phòng xông hơi sau khi đổ nước từ muôi lên đá nóng. Người ta cho rằng bạn, hiểu rõ về hiện tượng này, có thể đặt ra những điều cần thiết
28
Giảm số lượng, chọn chính xác các giá trị số của chúng và nhận giá trị số đáp số.
G. V. Meledin
F1025. Trong mạch điện ở hình 2, các cuộn dây siêu dẫn có cùng giá trị biểu thị , điốt là lý tưởng, điện tích ban đầu của tụ điện có công suất là . Vẽ đồ thị sự thay đổi điện tích của tụ điện và dòng điện và qua cuộn dây sau khi đóng phím .
E. I. Butikov
F1026. Mặt phẳng nằm ngang nơi khối nằm dao động theo định luật điều hòa với tần số Hz theo phương tạo một góc với phương thẳng đứng (hình 3). Hệ số ma sát của khối trên sàn là . Ở biên độ tối thiểu nào của chùm tia thì khối sẽ “bò” dọc theo địa điểm?
E. I. Butikov
F1027. Nguồn sáng nằm cách màn hình m. Một lỗ có đường kính cm được tạo trên màn hình bằng cách hướng nguồn. Dòng ánh sáng qua lỗ sẽ thay đổi như thế nào nếu một hình trụ trong suốt làm bằng vật liệu có chiết suất được đặt giữa màn hình và nguồn, như minh họa trong hình 4 (chiều dài hình trụ m, đường kính cm; nguồn nằm trên trục hình trụ)?
A. I. Butkov
Problems
M1011—M1015; P1023—P1027
M1011. Prove the following inequalities for any positive numbers :
a) ;
b) ;
c) .
L. D. Kurlyandchik
M1012. Prove that a) it is possible to choose several disks on the plane so that each touches exactly 5 others and no two disks have common inner points; b) the number 5 in a) cannot be replaced by 6.
D. V. Fomin
M1013. Các điểm và được chọn trên các cạnh và của tam giác . Ba đường thẳng song song đi qua và cắt nhau tại các điểm và . Chứng minh rằng diện tích hình thang (hoặc hình bình hành) lớn hơn diện tích của một trong các hình tam giác và (xem hình 1).
V. V. Rojdestvenski
M1014. The natural numbers are pairwise relatively prime. Prove that there exists an infinite set of natural numbers such that the numbers are also pairwise relatively prime.
V. F. Lev
M1015. Can the polynomial be factorized into polynomials with integer coefficients?
S. L. Manukian
29
PROBLEMS" and the numbers of all the solved problems; in your letter enclose an uns-tamped selfaddressed envelope — we shall use it to send you the correction results. At the end of the academic year we sum up the results of the Kvant problem contest. If you have an original problem to propose for publication, please send it to us under separate cover, in two copies (in Russian or in English), including the solution. On the envelope write NEW PROBLEM IN PHYSICS (or MATHEMATICS). Please print your name and address in BLOCK LETTERS.
P1023. A lamp hangs at the distance from the ceiling and from the floor. When it explodes, fragments fly in all directions with the same speed . Find the radius of the circle on the floor within which they fall. You may assume that the collisions with the ceiling are absolutely elastic and those with the floor absolutely inelastic; no fragments reach the walls.
P1024. Estimate the variation of pressure in a sauna after water from a jar is splashed on very hot rocks placed inside the sauna. It is assumed that you are familiar with the phenomenon and can find the appropriate parameters, choose reasonable numerical values for them, so as to obtain a numerical answer.
G. V. Meledin
P1025. In the circuit shown on figure Pisc. 2, the coils with the same inductivity are superconducting, the diode is ideal, the initial charge of the capacitor is . Plot the dependence of the charge of the capacitor, and the currents and flowing through the coils, after the switch in turned on.
E. I. Butikov
P1026. A flat horizontal surface, on which a slab is placed, vibrates according to the harmonic law with frequency Herz in a direction constituting an angle of with the vertical (see figure Pisc. 3). The friction coefficient of the slab against the surface is . For what minimal amplitude of vibration will the slab start to “creep” along the surface?
E. I. Butikov
P1027. A light source is placed at the distance of m from a screen. An aperture of diameter cm is made in the screen opposite the source. How will the flow of light through the aperture change, if a smooth transparent cylinder made of material of refraction index is placed between the screen and the source as shown on figure Pisc. 4 (the length of the cylinder is m, its diameter is cm; the source is on the cylinder’s axis).
A. I. Butikov
Lời giải bài toán
M991—M995; F1003—F1007
Gọi là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác . Chứng minh , tức là nằm trên đường trung trực của đoạn . Giả sử đi qua điểm - trung điểm chung của đường trung tuyến và đường trung bình của tam giác (xem hình), do đó, là đường trung tuyến vuông góc với , nên chỉ cần chứng minh hoặc điều đó là đủ .
Các điểm và nằm trên đường tròn có đường kính và tâm () nên ; Ngoài ra, . Do đó, chúng ta lấy vuông góc với đoạn (và chia nó làm đôi), có nghĩa là —góc giữa các đường thẳng và —bằng , trong đó là góc giữa các đường thẳng và hoặc và (). Có hai trường hợp có thể xảy ra: , nếu , như trong hình của chúng tôi, hoặc , nếu . Vì các góc và nằm trong đường tròn và nằm trên cùng một dây , chúng bằng hoặc bằng hai trong tổng , do đó, hoặc được chọn từ các đẳng thức mà . Với sự lựa chọn này
30
Hóa ra luôn là . Tương tự như vậy, . Nhưng theo điều kiện.
Lưu ý rằng đối với , một phần của định lý nổi tiếng về “điểm 9 đường tròn” rút ra từ phát biểu đã được chứng minh (xem “Kính vạn hoa «Kvant» trong số 11 năm 1985): đáy của các đường cao và trung điểm của cạnh của tam giác nằm trên cùng một đường tròn.
**M992. Trong số 90 sinh viên tốt nghiệp một phép tính tổng, mỗi người có ít nhất 10 phép tính tổng khác. Chứng minh rằng một sinh viên tốt nghiệp có thể đến thăm ba người khác sao cho trong bốn người đó có ít nhất hai người khác.
M993*. a) Tìm 11 số tự nhiên liên tiếp có tổng bình phương của số tự nhiên đó.
b)* Chứng minh rằng với không có n số tự nhiên liên tiếp có tổng các bình phương là chính phương.
Giả sử là một sinh viên tốt nghiệp tùy ý. Nó đủ để chứng minh rằng có một sinh viên tốt nghiệp là bạn của hai người bạn cùng một lúc (khi đó có thể mời và hai người bạn này).
Nếu một sinh viên tốt nghiệp như vậy ở trong số bạn bè , thì mọi thứ đều ổn. Ngược lại, mỗi người trong số người bạn là bạn của ít nhất 8 người tốt nghiệp (không tính ), bản thân họ không phải là bạn của . Nếu tất cả những sinh viên tốt nghiệp này đều khác nhau, thì hóa ra sẽ có không ít hơn sinh viên tốt nghiệp khác với và bạn bè của anh ấy; nhưng số lượng sinh viên tốt nghiệp như vậy không vượt quá . Điều này có nghĩa là hai người bạn có một người bạn chung , đó là điều ta cần chứng minh.
a) Đáp số: 18, 19, …, 28 .
6) Chúng ta phải chỉ ra rằng phương trình hoặc
(1)
không có lời giải trong các số nguyên và , , , với . (Bằng chứng nổi tiếng về được sử dụng ở đây, bằng chứng mà chúng tôi dành cho người đọc; tuy nhiên, chỉ cần kiểm tra nó bằng cách tính cho là đủ.)
Nếu đẳng thức (1) được thỏa mãn thì phần dư của phép chia cho bằng phần dư của phép chia cho . Nhưng đối với , khi số dư tương ứng là 2, 2 và 6 ( và 15·19), điều này là không thể đối với bất kỳ nào (xem bảng ở lề).
Với và , số chia hết cho , do đó số và do đó , chia hết cho ( là số nguyên tố). Bằng cách che chắn , , chúng ta có thể viết lại phương trình của mình thành hoặc
Không có phương trình này cho các giá trị được phép của , và không có lời giải, vì
Đối với , 8, 10, phương trình (1) có thể được viết lại một cách thuận tiện dưới dạng
31
Do đó, tại chúng ta thu được rằng phải chia hết cho . Bảng ở lề cho thấy điều này chỉ có thể thực hiện được khi và đồng thời chia hết cho 7. Nhưng trong trường hợp này, tất cả các số hạng của phương trình (2) ngoại trừ một phải chia hết cho , điều này không thể chia hết được. Theo cách tương tự, người ta đã chứng minh rằng ngay cả với phương trình của chúng ta cũng không có lời giải. Cuối cùng, tại ở phía bên trái của (2) có một số mà khi chia cho 9 sẽ có số dư là 6 và, như có thể thấy từ bảng của chúng ta, không thể biểu diễn dưới dạng .
♦
Đáp số: . Đối với và bất đẳng thức này chuyển thành đẳng thức nên giá trị ban đầu không thể lớn hơn 2/3. Nhưng đối với , có thể sử dụng các phép biến đổi đồng nhất để giảm bất đẳng thức về dạng
do đó, nó hợp lệ với mọi và giá trị ban đầu của chính xác là 2/3.
♦
M994*. Với giá trị nào của thì bất đẳng thức đúng với tất cả các giá trị của và ?
M995. Hàm cho mọi được xác định, liên tục và thỏa mãn điều kiện . ()
a) Tìm hai hàm số (không giống nhau bằng 0). b) Chứng minh rằng không có hàm số nào khác như vậy.
a) Đáp số: và . Có thể tìm thấy các hàm này bằng cách giả sử rằng , thay hàm này vào điều kiện
và giải phương trình bậc hai (gốc của phương trình này là ).
6) Như có thể thấy từ lời giải bài toán a), chỉ cần chứng minh rằng mọi hàm thỏa mãn điều kiện bài toán đều có dạng là đủ. Để làm điều này, trước tiên chúng ta hãy thiết lập một số tính chất của hàm .
- . (Đặt , rồi , do đó , tức là .)
- Tại các điểm khác nhau, hàm nhận các giá trị khác nhau. (Nếu thì , tức là và .) Đặc biệt, có một gốc duy nhất .
Từ các tính chất này và tính liên tục của hàm suy ra: - trên mỗi biên nhận và , hàm giữ nguyên dấu và khi đi qua 0, dấu của nó sẽ thay đổi (nếu không, các giá trị gần bằng 0 sẽ được lấy ít nhất hai lần - ở bên phải và bên trái của điểm ) và
- hàm có hàm nghịch đảo (tất nhiên được xác định trên phạm vi ; bên dưới chúng ta thấy rằng nhận tất cả các giá trị thực).
Hãy đặt , , , …
32
- Có thể tìm thấy một lực hấp dẫn bằng nhau tác dụng lên các mảnh vỏ đã nổ không?
- Trong các thí nghiệm với bán cầu Magdeburg, mỗi bên có 8 con ngựa. Lực kéo có thay đổi không nếu một bán cầu được gắn vào bệ và 16 con ngựa được buộc ở phía bên kia?
- Có thể tìm thấy sức mạnh tự nhiên?
- Không cần nhắc nhở, một chiếc xe đẩy sẽ trượt xuống cầu trượt nhân tạo, hình dạng của cầu trượt này được hiển thị ở hình. Những tấm ván mạnh nhất nên được đặt ở đâu?
- Cách xử lý là gì: giữ xe trượt ở độ dốc của đường trượt hay di chuyển đều lên trên?
Rõ ràng, toàn bộ khó khăn của vật lý nằm ở việc nhận biết các lực của tự nhiên một cách năng động, và sau đó sử dụng các lực này để liên hệ với các hiện tượng khác…
“Khoa học toán học của vật lý tự nhiên”
33
-
Xe tải bắt đầu di chuyển. Lực nào tác dụng lên tải trọng đặt ở giữa cơ thể nó? Nó hướng tới đâu?
-
Hai lò xo giống hệt nhau từng tạo nên một cơ cấu cơ học, hoàn toàn không sử dụng khái niệm lực. Tuy nhiên, sự hình thành của nhựa đường phụ thuộc vào cơ chế cơ học phải được áp dụng để chịu được đinh. Họ sẽ khác nhau? Tại sao?
…được trao cho nhà vật lý người Đức G. Ghersi, ông đã có thể xây dựng cơ học mà không sử dụng hoàn toàn khái niệm lực. Tuy nhiên, sự hình thành của cây dương trong Cơ học không được giải quyết bằng cơ chế đã cho mà được thể hiện bằng một lực tác dụng lên cơ thể. Lực này làm cho vật chuyển động và chuyển động đó được biểu diễn bằng vectơ. Vectơ là một vectơ có độ lớn và hướng. Độ lớn của vectơ là lượng thay đổi về vị trí của cơ thể và hướng là hướng mà cơ thể chuyển động.
…nhà khoa học vĩ đại người Pháp R. Descartes (1596-1650) đề xuất rằng chỉ có những lực tác dụng ở đồng hồ một trăm giờ - lực tiếp xúc.
QUYỀN LỰC
Bạn có quen thuộc với khái niệm này không?
QUYỀN LỰC?
Những từ được đưa ra trong etraf chứa đựng một chương trình chỉ ra và truyền cảm hứng cho Newton và những người theo ông. Cơ học do Newton tạo ra là cơ sở cho hầu hết mọi ngành vật lý, và đối với hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật, nó vẫn giữ vai trò này cho đến ngày nay.
Cơ học Newton dựa trên ba định luật ý nghĩa, trong đó có khái niệm chức năng của lực - thước đo sự tương tác của các vật thể vật chất. Đề nghị làng làm việc dựa trên điều dễ hiểu này, nhấn mạnh rằng các định luật Newton không tiết lộ nguồn gốc và tính chất của các lực, điều này giúp người ta có thể tưởng tượng hành vi của các vật thể dưới tác động của chúng.
- “Lực và biến dạng”, “Về lực căng bề mặt” - 1983, số 12;
- “Ma trận trường và lực từ” - 1984, số 3;
- “Ăn số lượng vật lý như thế nào” - 1984, số 3;
- “Định luật nào trong ba định luật Newton quan trọng hơn?” - 1985, số 1;
- “ Nón ma sát ” - 1986, số 1;
- “Điện trường” - 1986, số 5.
34
…, ; tương tự, chúng tôi xác định , …, cho .
Thay thay vì vào điều kiện cho số nguyên bất kỳ, chúng ta thu được đẳng thức
Công thức này cho phép chúng ta biểu thị cho bất kỳ nào theo và ; như được hiển thị ở lề,
trong đó chuỗi được đưa ra bởi sự tương ứng và “điều kiện ban đầu” , cho tất cả các mục tiêu (bây giờ chúng ta lại bỏ qua câu hỏi về miền định nghĩa cho ). Dãy số được nhiều người biết đến: với đây là những số Fibonacci đáng kể*); chúng ta chỉ cần biết rằng tăng không giới hạn ở (đối với điều này là hiển nhiên; đối với chỉ cần lưu ý rằng và là đủ).
Bằng cách suy ra Tính chất 3 ở trên, có thể xảy ra hai trường hợp: dấu của tất cả trùng với dấu - hoặc - với dấu .
Trong trường hợp đầu tiên, và có dấu khác nhau đối với bất kỳ nào, vì vậy đối với
Vì vậy, . Vì vế phải của bất đẳng thức này có xu hướng bằng 0 khi , nên dãy phải có giới hạn nào đó (bằng ); đồng thời .
Trong trường hợp thứ hai, với mọi có cùng dấu (dấu ). Vì là hàm liên tục và , miền của hoặc miền của hàm nghịch đảo đều là số thực và công thức của chúng tôi cho được xác định và hợp lệ cho tất cả và tất cả mục tiêu . Bây giờ với bất kỳ nào chúng tôi có
do đó . Chuyển sang giới từ cho ở đây, chúng ta thu được, như trong trường hợp đầu tiên, rằng và .
Lưu ý rằng ; như sau từ điểm a),
Những con số này cũng tham gia vào công thức chung của Binet cho các số Fibonacci, được đưa ra ở lề.
◆
Một quả bóng được bơm căng bằng không khí có khối lượng rất nhỏ nên ngay cả ở tốc độ khoảng vài m/s nó thực tế có thể được coi là
*) Ví dụ, cuốn sách “Những con số Fibonacci” của N. N. Vorobyov (M.: Nauka, 1978) được dành riêng cho họ.
35
tốc độ lớn ở độ cao H. Xác định quỹ đạo chuyển động đều của quả bóng.
Để trở nên không có khối lượng, áp suất không khí mạnh sẽ triệt tiêu ảnh hưởng của quán tính của quả bóng (ví dụ, hãy thử ném nó xa hơn một vài mét).
Do đó, theo định luật thứ hai của Newton, chúng ta thấy rằng tổng các lực tác dụng lên quả bóng bằng không. Trong quá trình chuyển động ổn định, vectơ vận tốc của quả bóng hướng theo phương ngang và nằm trong cùng mặt phẳng thẳng đứng với dây cáp, vì lực tác dụng lên không khí có hướng ngược với tốc độ và ngoài nó, chỉ có lực căng của dây cáp có hình chiếu nằm ngang. Cuối cùng, từ các thông điệp đối xứng, rõ ràng quỹ đạo ổn định của quả bóng là một hình tròn, bán kính của nó có thể được tìm thấy nếu chúng ta tính đến hình chiếu nằm ngang của sợi cáp tiếp tuyến với nó (tốc độ của quả bóng hướng dọc theo hình chiếu của sợi cáp). Sử dụng định lý Pythagore hai lần (xem hìnhok), ta thấy chiều dài hình chiếu của sợi dây là và bán kính của hình tròn mà quả bóng chuyển động là
D. Yu. Grigoriev
F1004. Một thanh đơn mỏng, có thể điều chỉnh tự do trong mặt phẳng thẳng đứng quanh trục nằm ngang đi qua đầu thanh, treo bất động trên mặt nước (hình 1); chiều dài của thanh , mật độ của vật liệu (ρ nhỏ hơn mật độ của nước ). Từ từ hạ trục xuống, thanh được đặt trong nước. Tìm mối liên hệ giữa góc lệch của thanh so với phương thẳng đứng và khoảng cách từ trục quay đến mặt nước; vẽ đồ thị mối quan hệ này.
Trong quá trình ngâm, có ba lực tác dụng lên thanh: trọng lực, lực Archimedes và phản lực từ trục. Trong quá trình ngâm chậm, ở bất kỳ giá trị khoảng cách nào từ trục đến mặt nước, thanh sẽ ở vị trí cân bằng.
Để làm điều kiện cân bằng, chúng ta sử dụng đẳng thức bằng 0 của tổng mômen của các lực đối với trục quay. Vì khoảnh khắc của lực Archimedes trước khi trục bắt đầu chìm () và sau đó () được biểu thị bằng các công thức khác nhau, nên các giai đoạn này cần được xem xét riêng.
I. (xem hình 2). Momen trọng trường bằng
(S là diện tích mặt cắt ngang của thanh); Khoảnh khắc lực lượng của Archimedes -
Chúng ta sẽ coi mômen trọng trường là dương; thì mômen lực của Archimedes là âm (vì anh ta có xu hướng quay thanh theo hướng ngược lại). Khi đó điều kiện cân bằng sẽ được viết dưới dạng
36
Điều kiện này được thỏa mãn khi
- sin α=0,
- cos α=x/l/√(1-ρ/ρ₀).
Ý nghĩa vật lý trong các điều kiện được chỉ định trong nhiệm vụ có lời giải:
- α=0 - tồn tại với mọi x ≥0,
- α=arccos(x/l/√(1-ρ/ρ₀)) - tồn tại với l√(1-ρ/ρ₀) ≥x ≥0.
Chúng ta hãy xét tính ổn định của vị trí cân bằng thứ nhất α=0, tương ứng với vị trí thẳng đứng của thanh. Đối với một sai lệch nhỏ so với vị trí này (góc α nhỏ, do đó sin α≈α và cos α≈1) thì mô men của lực bằng
Khi x>l√(1-ρ/ρ₀) tác dụng mô men này, tức là nó làm thanh quay cùng hướng với mômen của lực hấp dẫn - các lực sẽ đưa thanh về vị trí cân bằng. Do đó, miễn là x>l√(1-ρ/ρ₀), trạng thái cân bằng ở α=0 sẽ ổn định. Tại thời điểm x<l√(1-ρ/ρ₀) M<0 - vị trí cân bằng α=0 trở nên mất ổn định. Rõ ràng là trong trường hợp này sẽ có một vị trí cân bằng ổn định (2)), vì sự tồn tại của một trạng thái cân bằng ổn định là rất khó xảy ra và không có vị trí cân bằng nào khác ngoại trừ 1) và 2).
Do đó, khi thanh chìm xuống, đầu tiên nó sẽ giữ nguyên ở vị trí thẳng đứng (α=0) cho đến x=l√(1-ρ/ρ₀), sau đó nó bắt đầu lệch từ vị trí thẳng đứng () sang vị trí nằm ngang tại x=0.
II. x<0 (hình 3). Sau khi nhúng trục vào, tổng mômen lực bằng
và điều kiện M=0 có dạng
Một phân tích tương tự như phân tích được thực hiện ở trên (với x>0) cho thấy vị trí cân bằng ổn định sẽ là:
3) α=arccos x/l√(ρ/ρ) tại -l√(ρ/ρ)<x<0,
4) α=π với x<-l√(ρ/ρ).
Như vậy, sau khi nhúng trục vào, thanh
38
trong đó là điện trở của 1 ohm. Từ phương trình (1)–(3) ta thu được
Thay các điểm và vào (4) biểu diễn qua , ta được
Mặt khác, điện trở của toàn mạch là
Kể từ đây,
từ đâu Ohm.
S. S. Krotov
F1007. Một tia sáng chiếu vào một quả cầu gồm hai bán cầu được làm bằng thủy tinh có chiết suất và (). Quả bóng bắt đầu quay với tốc độ tổ ong quanh một trục vuông góc với hướng của chùm tia (hình 1). Đặt độ lệch tối đa của điểm sáng trên màn hình được lắp ngay phía sau quả bóng.
Hình 1.
Hình 2. ; .
Hình 3. a) ; ; ; ; .
Vì chùm tia đi qua tâm quả bóng nên chùm tia không bị khúc xạ ở bề mặt quả bóng (ở lối vào và lối ra).
Trong thời gian chùm tia tới đi qua “nửa” đường đi đầu tiên của nó trong môi trường đậm đặc hơn về mặt quang học. Hơn nữa, trong khi góc quay nhỏ hơn góc của phản xạ toàn phần từ ranh giới khúc xạ - , thì chùm tia khúc xạ ở ranh giới đó sẽ truyền vào môi trường kém chiết quang hơn (hình 2) và . Với góc quay ngày càng tăng ở , chùm tia khúc xạ bị “ép” vào ranh giới của môi trường, tức là . Kể từ thời điểm vượt qua giá trị , tia bị phản xạ khỏi giao diện và thoát ra khỏi hiện tượng khúc xạ có chiết suất . Vì vậy, tại thời điểm có một tia nhảy trên màn hình (hình 3, a).
Sau đó () , tức là chùm tia phản xạ bị “ép” vào ranh giới của môi trường (xem hình 3, b), tiến gần đến phương thẳng đứng.
Từ thời điểm ranh giới đi qua vị trí thẳng đứng (), tia rơi vào môi trường chiết quang kém hơn, bị khúc xạ tại ranh giới và thoát ra khỏi môi trường đậm đặc hơn. Góc tới và góc khúc xạ có liên hệ với nhau bởi hệ thức . Khi ranh giới của phương tiện truyền thông đi qua phương thẳng đứng () , sẽ có hiện tượng “nhảy” chùm tia trên màn hình (hình 4). Sau đó (), chùm tia được “ép” về mức pháp tuyến đến ranh giới của môi trường (hình 5), và ở , nó đi qua hình cầu mà không bị khúc xạ.
Từ tính chất tương hỗ của các tia sáng, có thể thấy rõ đường đi của tia sáng sẽ thay đổi như thế nào khi tiếp tục
39
xoay (; hình 6).
Có thể thấy từ hình, độ lệch tối đa của chùm tia tới màn hình không được xác định bởi góc
Tại () - chùm tia trên màn hình “đi tới vô cực”.
Hình 5. ;
, .
Hình 6. a) ; b) . (Các số tương ứng với các số hình.)
Gặp:
kim loại
thủy tinh
(Xem phần đầu ở trang 24)
Lưỡi dao cạo bền hoặc mũi khoan không mài mòn là những bước đầu tiên trên con đường này.
Không kém phần hứa hẹn là một đặc tính đáng chú ý khác của kim loại vô định hình - khả năng chống ăn mòn đặc biệt cao. Đối với một số loại kính, nó vượt quá điện trở của thép không gỉ. Mọi người đều biết rỉ sét là gì. Nhưng làm thế nào để giải quyết nó một cách hiệu quả lại là một câu hỏi khó hơn nhiều. Mười phòng thí nghiệm ở nhiều nước trên thế giới đang tham gia vào nó. Một lựa chọn khả thi lời giải là tạo ra những con voi mỏng vô định hình trên bề mặt kim loại. Việc bảo vệ như vậy ngày nay sẽ hiệu quả hơn nhiều nếu vecni, sơn, v.v. được sử dụng cho mục đích này. Đúng, việc tạo một lớp như vậy khó hơn nhiều. Khu vực này hiện đang được tích cực phát triển.
Rất có thể, các sản phẩm làm từ kim loại vô định hình dưới dạng đầu hoặc lưỡi từ tính sẽ sớm xuất hiện trong nhà của chúng ta. Cho đến nay, việc sử dụng rộng rãi chúng vẫn bị cản trở bởi thực tế là kim loại vô định hình được sản xuất ở dạng dải ruy băng mỏng chứ không phải ở dạng mẫu lớn. Những thứ đó đơn giản là không thể được làm mát ở tốc độ cần thiết. Nhưng nghiên cứu vẫn tiếp tục…
40
Xây dựng thuật toán đối thoại
Ứng viên khoa học kỹ thuật
V. A. KAIMIN
Ghi chú này chủ yếu dành cho học sinh lớp 10 đang học khóa học “Cơ bản về Công nghệ Thông tin và Máy tính”, nhưng nó cũng sẽ hữu ích cho tất cả những ai làm việc với máy tính cá nhân.
Cuộc đối thoại giữa con người và máy tính về nhiều mặt tương tự như cuộc đối thoại giữa hai người. Cuộc đối thoại giữa hai người là sự trao đổi thông điệp, cụm từ, cử chỉ và câu cảm thán. Cuộc đối thoại giữa con người và máy tính giống cuộc trò chuyện giữa con người trên điện thoại hay chính xác hơn là trên điện thoại video. Các tin nhắn (thông tin) từ máy tính thường được hiển thị trên màn hình tivi kết nối với máy tính. Trong tin nhắn đáp số trên máy tính, một người nhập lệnh, đáp số hoặc yêu cầu thông qua bàn phím tương tự như bàn phím của máy đánh chữ. Trong đáp số, để đáp lại hành động của con người, máy tính hiển thị các thông báo mới trên màn hình và chờ đầu vào các lệnh, dữ liệu hoặc yêu cầu mới.
Các chương trình đối thoại, tùy theo mục đích của chúng, có thể được chia thành trò chơi, giáo dục, kinh doanh và nhạc cụ. Các chương trình trò chơi được sử dụng để giải trí trong thời gian rảnh rỗi sau khi làm việc hoặc học tập. Chương trình giảng dạy được sử dụng để dạy học sinh hoặc học sinh. Các chương trình kinh doanh được sử dụng để lời giải sản xuất bài toán, tích lũy và xử lý thông tin. Các chương trình công cụ được sử dụng để tạo ra các chương trình mới.
Bất kỳ chương trình đối thoại nào cũng dựa trên các quy tắc và thuật toán nhất định để tiến hành đối thoại. Các quy tắc bắt buộc để tiến hành bất kỳ cuộc đối thoại nào là:
- thông báo (“Chào buổi chiều”
- request(“Tên của bạn”, tên)
- đầu ra(“2 2=”, x, “?”)
Lệnh “báo cáo” chỉ định một cụm từ tiêu chuẩn được truyền đạt tới đối tác đối thoại; trong ví dụ trên, đây là cụm từ “Chào buổi chiều”. Lệnh “truy vấn” chứa hai đối số: đối số đầu tiên là cụm từ truy vấn được chuyển cho đối tác và đối số thứ hai là tên của biến trong đó đáp số sẽ được viết (một cụm từ hoặc một số, tùy thuộc vào loại biến). Các lệnh thuộc loại “đầu ra” có thể chứa một hoặc nhiều đối số - đây là các cụm từ hoặc tên của các biến mà thông báo được rút ra - “đầu ra”. Chúng tôi sẽ thêm ba lệnh này vào ngôn ngữ thuật toán từ sách giáo khoa. Hãy để chúng tôi đưa ra một ví dụ về việc xây dựng một thuật toán đối thoại. (Để tiết kiệm dung lượng, một phần tiêu đề chương trình đã bị bỏ qua ở đây và bên dưới.)
hẹn hò Alg
sự khởi đầu
« thông báo (“Chào buổi chiều”
yêu cầu(“Tên của bạn =”, tên)
đầu ra (“Rất vui được gặp bạn”, tên!)
lừa đảo
Đoạn hội thoại ví dụ:
Ví dụ tiếp theo, hãy xem xét một thuật toán hộp thoại đơn giản cho trò chơi đoán. Hai người tham gia trò chơi: người thứ nhất đoán một số nguyên x trong khoảng từ 1 đến 100, và người thứ hai cố gắng đoán nó bằng cách chỉ ra các số: p₁, p₂,…. Trong đáp số, khi đưa ra số, người thứ nhất nói:
41
“xuất sắc”, “ít” hoặc “nhiều” tùy thuộc vào sự tương ứng giữa con số được chỉ định và con số dự kiến. Trò chơi kết thúc với những câu “làm tốt lắm”, “cô gái thông minh” ngay sau khi tính ra con số dự định.
Thuật toán tiến hành cuộc đối thoại cho người đầu tiên (đó sẽ là máy tính) và một ví dụ về cuộc đối thoại được đưa ra dưới đây. Thuật toán sử dụng hàm đặc biệt “x := ngẫu nhiên (a, b)”, tạo ra một số nguyên ngẫu nhiên giữa a và b.
đại số: đoán
sự khởi đầu
x: = ngẫu nhiên(1, 100)
sosbi (“đoán số”)
báo cáo (“từ 1 đến 100”)
yêu cầu(“số ==”, p)
trong khi p≠x
không
nếu p<x,
sau đó thông báo (“nhỏ”)
inchae thông báo (“rất nhiều”)
Tất cả
yêu cầu(“số ==”, p)
ki
sosbi (“xuất sắc”)
sosbi (“làm tốt lắm, cô gái thông minh”)
lừa đảo
Đoạn hội thoại ví dụ (cho x=67):
Đoán số
từ 1 đến 100
số = ? 50
một vài
số = ? 75
nhiều
số=? 62
một vài
số=? 67
Tuyệt
làm tốt lắm cô gái thông minh
Người thứ hai có thể chọn số giả thuyết bằng nhiều cách. Phương pháp tốt nhất đảm bảo đoán được các số trong phạm vi cho trước từ 1 đến 100 trong 7 bước. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc chia quãng làm đôi (xem «Kvant» Số 10, trang 49).
Việc biên soạn các thuật toán hội thoại và xây dựng chương trình hội thoại cho máy tính có thể được hệ thống hóa (xem «Kvant» Số 10, trang 47). Một bước bổ sung trong việc thiết kế có hệ thống các thuật toán và chương trình đối thoại là biên soạn sơ bộ kịch bản đối thoại.
Kịch bản hội thoại là sự mô tả về tổng thể tất cả các thông điệp được cung cấp cho đối tác đối thoại và hệ thống phản hồi trong đáp số đối với các thông điệp của anh ta. Để mô tả thống nhất một tập hợp các thông điệp trong tin học, người ta sử dụng một hệ thống ký hiệu chuyên biệt nhưng không phức tạp. Hãy xem xét nó bằng cách sử dụng ví dụ mô tả kịch bản “trò chơi: đoán”.
Kịch bản “trò chơi: đoán”
Ở đây p là một số nguyên
Ở đây phần tử có thể thay đổi của văn bản (tin nhắn của người thứ hai) được khoanh tròn màu đỏ. Một phần văn bản có thể thay đổi được đặt trong khung màu đỏ, mô tả ngôi thứ nhất đáp số cho số giả thuyết tiếp theo. Trong dấu ngoặc nhọn ở bên phải được chỉ định đáp số, được chọn tùy thuộc vào các điều kiện nhất định (so sánh giữa bí ẩn và các con số được chỉ định). Dấu ngoặc nhọn của dấu vết biểu thị các phần của văn bản được lặp lại (ở đây là sự lặp lại của “truy vấn - đáp số” khi đoán số).
Việc xây dựng các thuật toán và chương trình với mô tả sơ bộ về tình huống cho phép bạn suy nghĩ trước về sự rõ ràng, mạch lạc logic và khéo léo trong cuộc đối thoại.
42
ha, vì đây không phải là thuộc tính của thuật toán mà là thuộc tính của tập lệnh. Hơn nữa, sự hiện diện của một mô tả đầy đủ về kịch bản và mô tả các phương thức lời giải do bài toán đặt ra cho phép chúng tôi xử lý một cách có hệ thống việc có - không có lỗi trong thuật toán.
Để minh họa, chúng tôi trình bày việc xây dựng thuật toán đối thoại lời giải bài toán “ném bóng vào rổ”, thuật toán này chuyển thành trò chơi hai người.
Người chơi thứ nhất cầm rổ và cho người chơi thứ hai biết khoảng cách đến rổ. Người chơi thứ hai chọn tốc độ và góc ném bóng ban đầu và báo cáo dữ liệu này cho người thứ nhất. Tại đáp số người chơi đầu tiên báo cáo “đánh”, hoặc “dưới mức” hoặc “vượt quá” với giá trị tính bằng mét.
Vấn đề: Ném bóng vào rổ
Được cho:
L—khoảng cách tới rổ (m)
V₀ - tốc độ ban đầu (m/s)
α₀ — góc ném (erad)
D – đường kính giỏ (m)
Yêu cầu: đánh - dấu hiệu đánh r - khoảng cách còn lại (m)
Sự liên quan:
r = |L - l| (khoảng cách còn lại)
đánh = {r < D/2} (điều kiện trúng)
l = V₀ t (phạm vi bay)
0 = V₀ t - gt²/2 (điều kiện trúng)
V₀ = V₀ cos(α₀ π/180) (tốc độ ngang (t = 0))
V₀ = V₀ · sin(α₀ · π/180) (tốc độ dọc (t = 0))
g = 9,81 (gia tốc trọng trường)
Tại
{D > 0 (độ rộng giỏ dương)
V₀ > 0 (vận tốc dương)
0° < α₀ < 90° (dung sai góc)
Phương pháp
đánh = ||L - l| < D/2 (điều kiện trúng đích)
r = |L - l| (khoảng cách còn lại)
l = v₀² · sin(2α₀ · π/180)/g (phạm vi bay)
g = 9,81 (gia tốc trọng trường)
Trong kịch bản trò chơi bên dưới, bạn có thể chơi nhiều trò chơi. Trong mỗi trò chơi, người đầu tiên đặt khoảng cách tới rổ, điền cho người thứ hai dữ liệu về tốc độ và góc ném ban đầu rồi báo cáo kết quả. Nếu dữ liệu vật lý là vô nghĩa - tốc độ âm hoặc bằng 0, hoặc góc âm hoặc quá lớn, thì người đầu tiên sẽ báo cáo “tốc độ lạ” hoặc “góc đáng kinh ngạc” và yêu cầu lại dữ liệu.
Kịch bản “Trò chơi bóng”
Dưới đây là thuật toán tiến hành hội thoại cho người chơi đầu tiên. Thuật toán này gồm 3 phần: phần thứ nhất đảm bảo dỡ mẻ, phần thứ hai tổ chức một đợt riêng biệt, phần thứ ba tổ chức các phép tính toán học.
Chiến lược của người chơi thứ hai có thể được xây dựng theo nhiều cách. Đơn giản nhất trong số đó là phương pháp “thử và sai”. Tuy nhiên, chiến lược thực sự là thực hiện các phép tính toán học dựa trên kiến thức về các định luật vật lý cho phép một bài toán nhất định đạt được chiến thắng trong lần thử đầu tiên.
alg “ném bóng vào rổ”
bắt đầu trò chơi lint
những thứ L, D
báo cáo (“ném bóng vào rổ”)
D := ngẫu nhiên (0,1; 0,5)
đầu ra (đường kính giỏ =>; D)
trò chơi:=có
trò chơi cho đến nay:=có
không
L:=ngẫu nhiên (10; 250)
đầu ra(“khoảng cách tới giỏ=>; L)
ném bóng vào rổ
yêu cầu (“chúng ta có nên chà đạp lần nữa không? [có/không]”, trò chơi)
kii
báo cáo (“cảm ơn vì đã chơi”)
lừa đảo
(Về phần kết, xem trang 48.)
44
ở dạng
Chúng ta cần tìm giá trị lớn nhất của hàm trên đoạn .
Hàm số là số chẵn nên chỉ cần xét nó trên khoảng là đủ. Trên đoạn này , tại .
Do đó, hàm của chúng ta đạt cực đại trên đoạn tại một trong các điểm 0, 1, 2/3. Phép tính cho thấy , , , vậy giá trị lớn nhất của trên đoạn là .
Đáp số: 32/9.
2 (1978). Đỉnh của hình bình hành có tọa độ tương ứng . Tìm thấy:
- tất cả các giá trị của mà tọa độ của đỉnh là nghiệm của hệ bất phương trình
- tất cả các giá trị của mà tọa độ của ít nhất một điểm của đoạn là nghiệm của hệ thống này.
Lời giải. Trong bài toán 1) về cơ bản bạn chỉ cần biết tọa độ của đỉnh , được tìm thấy ngay từ điều kiện , trong đó , - xem hình 2. Do đó, , và thay thế các giá trị này và vào hệ thống này, chúng tôi nhận được đáp số: .
Hãy chuyển sang phần nghiêm trọng hơn bài toán 2). Phương trình của đường thẳng được viết dưới dạng , trong đó là hệ số góc của đường thẳng , bằng tiếp tuyến của góc nghiêng của vectơ với trục , tức là . Do đó, phương trình của đường thẳng có dạng . Hãy viết lại dữ liệu thành điều kiện thành điều kiện trong hệ thống dưới dạng
và đặt và lần lượt là các đường thẳng cho bởi các phương trình và (xem hình 2).
Mỗi đường thẳng và chia mặt phẳng thành hai phần và các bất đẳng thức của hệ này được thỏa mãn bởi các điểm nằm trong nửa mặt phẳng dưới. Bây giờ ý nghĩa hình học của bài toán 2): cần phải tìm tất cả các giá trị của tham số sao cho ít nhất một điểm của đường chéo thuộc vùng được tô bóng trên hình 2. Để làm được điều này, cần và đủ phải đáp ứng đồng thời ba điều kiện sau:
a) điểm giao nhau của đường và nằm phía trên đường ;
b) điểm nằm dưới đường ;
b) điểm nằm dưới đường .
Dễ dàng tìm được tọa độ của điểm : , . Điều kiện a) biểu thị bất đẳng thức , do đó . Từ điều kiện 6) chúng ta thu được và từ điều kiện b) . Do đó, các giá trị của tham số phải nằm trên đoạn .
Đáp số: 1) ; 2) .
3 (1977). Trên mặt phẳng tọa độ
45
hình vuông ABCD nằm. Đường thẳng AB của hình vuông nằm trên đồ thị của hàm , các đỉnh C và D nằm trên đồ thị của hàm . Xác định độ dài cạnh của hình vuông.
Lời giải. Vì đường thẳng cắt trục một góc nên các đường chéo của hình vuông song song với trục tọa độ. Để xác định điều này, chúng ta giả sử rằng đường chéo AC song song với trục và đường chéo BD song song với trục . Sau đó , . Hãy đặt và biểu thị tọa độ của tất cả các đỉnh theo .
Từ điều kiện bài toán suy ra , , , . Vectơ DC nghiêng với trục một góc nên , tức là . Vì , chúng tôi nhận được đó. Vì vậy .
Đường chéo AC được chia đôi bởi đường chéo BD, vì vậy và ta thu được phương trình cho :
hoặc
Các nghiệm của phương trình này là , .
Nếu thì , , , , , , .
Hình vuông được định vị như trong hình 3. Trong trường hợp này là , .
Nếu thì , , , , , , . Hình vuông được định vị như trong hình 4. Trong trường hợp này là , .
Đáp số: hoặc .
Tập hợp các điểm trên mặt phẳng tọa độ
Gọi là phương trình của đường thẳng . Khi đó tập hợp các điểm có tọa độ thỏa mãn bất đẳng thức và là hai nửa mặt phẳng mà trên đó đường thẳng chia mặt phẳng tọa độ. Hai điểm và nằm trong cùng một nửa mặt phẳng khi và chỉ khi biểu thức lấy các giá trị cùng dấu trong đó, tức là tọa độ :
Xét hai đường thẳng cắt nhau và , cho bởi các phương trình tương ứng , .
Các đường thẳng và chia mặt phẳng tọa độ thành bốn phần (hình 5). Bây giờ không khó để chứng minh rằng bất đẳng thức (*) được thỏa mãn bởi các điểm thuộc một trong các tập hợp hoặc (đối với số đọc ở hình 5. - tập hợp ).
46
Hai sự thay thế này tỏ ra hữu ích cho lời giải và nhiều bài toán.
4 (1982). Tìm diện tích của hình xác định trên mặt phẳng tọa độ của hệ bất phương trình
Lời giải. Trước hết, chúng ta cần xác định số nào được cho bởi điều kiện bài toán. Để làm điều này, hãy xem xét từng bất đẳng thức trong hệ thống.
Bất đẳng thức đầu tiên được thỏa mãn bởi các điểm nằm trong (và trên ranh giới) của một đường tròn có bán kính có tâm tại gốc tọa độ (hình 6). Giải bất đẳng thức thứ hai, ta thu được . Do đó, bất đẳng thức thứ hai xác định một dải dọc nằm giữa các đường và (bao gồm các điểm của các đường này). Bất đẳng thức thứ ba của hệ có dạng (*), trong trường hợp này nó được thỏa mãn bởi các điểm nằm trong hai góc thẳng đứng tạo bởi các đường thẳng và (kể cả các điểm nằm trên đường thẳng đó). Bộ này được tô bóng ở hình 6; các đường thẳng biên sẽ được ký hiệu lần lượt là và . Để tìm hiểu cấu trúc của hình mà chúng ta quan tâm, chúng ta tìm tọa độ của điểm tại đó các đường và giao nhau với các đường và : . Chúng ta thấy điểm nằm bên dưới điểm nên các đường thẳng và cắt nhau thành sọc . Hơn nữa, đường thẳng chạm vào đường tròn , vì hệ thống
có một giáo dục lời giải . Lấy đi qua tâm của vòng tròn này. Do đó, hình chúng ta quan tâm là hình thang , từ đó hình bán nguyệt có bán kính đã bị loại bỏ (đường viền của hình này hiển thị ở hình 6 màu đỏ), sao cho diện tích cần tìm là
ở đâu . Vì vậy, chúng tôi nhận được đáp số:
5 (1980). Trên mặt phẳng tọa độ, chúng ta xem xét tập hợp của tất cả các điểm có tọa độ thỏa mãn các điều kiện và sao cho phương trình có bốn nghiệm phân biệt. 1) Điểm có thuộc tập không? 2) Tìm diện tích đa giác có đối tượng chứa tập hợp .
Lời giải. Công thức đại số-hình học của bài toán gợi ý rằng lời giải cũng phải là đại số-hình học. Chúng ta bắt đầu bằng phân tích đại số của điều kiện, sau đó sử dụng kết quả phân tích này để xác định tính chất hình học của tập hợp .
Một phương trình hai phương trình đã cho có bốn nghiệm phân biệt khi và chỉ khi phương trình đó
có hai nghiệm dương khác nhau. Để làm được điều này cần và đủ đồng thời phải đáp ứng các điều kiện sau:
a) phương trình (1) là phương trình bậc hai và phân biệt của nó là dương;
b) tích và tổng các nghiệm của phương trình (1) là số dương, nghĩa là
(chúng tôi đã sử dụng định lý Vieta), tương đương với hệ
Vế trái của bất đẳng thức (2) có thể coi là hình vuông ba-
47
số hạng liên quan đến biến với các hệ số phụ thuộc vào tham số . Căn nguyên của trilen này là , do đó biến thể (2) có thể được viết lại thành . (2')
Vào mặt phẳng tọa độ , ta thấy tất cả các thay đổi thu được , và đều có dạng thay đổi (). Ta xét các đường thẳng tương ứng (hình 7) trên mặt phẳng . Sử dụng phép thay thế đối với tập hợp các điểm thỏa mãn thay đổi () và tính đến các ràng buộc , chúng ta thu được tại giao điểm của tập hợp tam giác ABO (xem hình 7). Bây giờ dễ dàng nhận thấy điểm không thuộc tập hợp , vì nó nằm bên dưới đường . Tìm tọa độ điểm và : , ta được diện tích cần tìm:
Đáp số: 1) không thuộc về; 2) 2/9.
6 (1977). Tìm diện tích của hình được xác định trên mặt phẳng tọa độ của hệ biến thiên
Lời giải. Miền định nghĩa sự thay đổi (5) và toàn bộ hệ thống được tìm thấy từ điều kiện , tức là . Đây là mặt ngoài của một đường tròn (bao gồm cả đường viền) có bán kính 1 với tâm là gốc tọa độ. Trong nửa mặt phẳng , thay đổi (5) đúng cho tất cả từ miền định nghĩa. Trong nửa mặt phẳng biến thiên (5) bằng
(5')
Đặt là một đường tròn, và lần lượt là các đường được xác định bởi các phương trình và (hình 8). Các đường và chạm vào đường tròn tại các điểm và (kiểm tra phần này, xem xét các hệ phương trình tương ứng). Xem xét rằng biến thể (5) được thỏa mãn trong miền được bảo vệ bởi hình 8. Nhưng chúng tôi vẫn chưa dạy các hạn chế được chỉ định bởi biến thể (6).
Hai tia xác định bởi phương trình , rời khỏi điểm và cắt các đường thẳng và tại các điểm và , nằm trên trục hoành. Bất đẳng thức (6) được thỏa mãn bởi các điểm nằm bên trong góc . Do đó, tập hợp các điểm thỏa mãn sự thay đổi đồng thời của (5) và (6) là một hình có ranh giới hiển thị trên hình 8 màu đỏ (D là giao điểm của đường tròn với trục ). Biểu thị diện tích các hình tam giác và khu vực ODA lần lượt là và , ta thấy diện tích cần tìm bằng . Bởi vì
(góc bằng , vì cos ),
48
chúng ta nhận được đáp số: diện tích yêu cầu bằng .
Tất nhiên, sáu bài toán đã cho còn lâu mới đầy đủ tất cả các loại bài toán trên mặt phẳng tọa độ đã được đưa ra (trong 10 năm qua) trong kỳ thi tuyển sinh tại MIPT. Chúng tôi đã cố gắng phân tích phần rõ ràng nhất - bài toán thành các tiếp tuyến của đồ thị hàm số - vì gần đây trong «Kvant» một bài báo lớn đã được xuất bản dành riêng cho những vấn đề như vậy (xem «Kvant», 1986, Số 3, trang 51). Để độc giả có cái nhìn đầy đủ hơn, mời các bạn tự mình giải quyết vấn đề sau:
1 (1984). Qua điểm (5; 6) vẽ một tiếp tuyến của parabol , cắt trục hoành tại điểm và trục tọa độ tại điểm . Tìm bán kính của đường tròn nội tiếp tam giác ( là gốc tọa độ).
2 (1979). Các tiếp tuyến được vẽ với parabol tại hai điểm của nó, cắt nhau tại điểm và cắt trục x tại các điểm và . Tam giác là tam giác đều và góc của nó bằng . Tìm diện tích của tam giác này.
3 (1978). Trên mặt phẳng tọa độ cho hai đường thẳng và . Tìm: 1) các giá trị của và mà cả hai đường thẳng đã cho đều tiếp xúc với parabola ; 2) tọa độ của các điểm tiếp xúc.
4 (1982). Tại các điểm vẽ các tiếp tuyến và parabol thì hệ số góc của một trong các tiếp tuyến bằng 1.
Xây dựng thuật toán đối thoại
(Để bắt đầu, xem trang 40.)
Alg. “ném bóng vào rổ”
tháng tư trọng lượng
bắt đầu thắp sáng
trọng lượng
đánh:=không
Đã hiểu rồi:=không
người ăn xin
truy vấn(“góc ném”, )
yêu cầu(“tốc độ ban đầu”, )
sự lựa chọn
tại
đánh:=không
đầu ra (“tốc độ lạ”)
tại hoặc
đánh:=không
đầu ra (“góc lạ”)
inche
tính toán lượt truy cập
sự lựa chọn
khi nhấn:=có
kết luận (“làm tốt lắm, hiểu rồi”)
tại
đầu ra (“undershoot”, , “mét”)
tại
đầu ra (“chuyến bay”, , “mét”)
Tất cả
Tất cả
kts
lừa đảo
Alg. “tính toán cú đánh”
tháng tư trọng lượng
cắt: thắp sáng
trọng lượng
bắt đầu
nếu
thì tôi hiểu rồi:=yes
trúng đích:=không
Tất cả
lừa đảo
49
Olympic Toán Quốc gia XX
Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học V. V. VAVILOV,
Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học S. V. REZNICHENKO,
Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học I. N. SERGEEV
Từ ngày 24 đến ngày 29/4, tại quê hương V. I. Lenin ở Ulyanovsk, vòng chung kết Olympic Toán học toàn năng lần thứ XX dành cho học sinh nhân kỷ niệm 275 năm ngày sinh của M. V. Lomonosov đã được tổ chức. Năm 1982, Ulyanovsk là người tổ chức vòng chung kết Olympic Vật lý, Toán và Hóa học toàn Liên minh dành cho học sinh và nay thành phố vinh dự đăng cai tổ chức lễ kỷ niệm Olympic Toán học toàn năng. Vòng chung kết của Olympic XX có sự tham gia của các đội gồm 14 công nhân tài nguyên đồng minh, mỗi đội từ bốn khu vực của RSFSR, một đội từ Moscow và Leningrad, một trường của Bộ Đường sắt, bảy công nhân tài nguyên chuyên ngành từ các trường vật lý và toán học, cũng như một đội từ thành phố Ulyanovsk, nhà tổ chức Thế vận hội. Tổng cộng có 163 học sinh tham gia Olympic: 46 học sinh lớp 8, 58 học sinh lớp 9 và 59 học sinh lớp 10, trong đó có 27 học sinh đoạt giải Olympic toàn Liên đoàn lần thứ XIX.
Kể từ thời điểm họ đến Ulyanovsk, các thành viên trong nhóm và lãnh đạo đã được bao quanh bởi sự chăm sóc và quan tâm của các trang trại Olympiad. Khi đăng ký tham gia Olympic, Tello đã được các thành viên ban tổ chức chào đón; Để tưởng nhớ Thế vận hội, mỗi thành viên và đội trưởng của đội đã được trao huy chương kỷ niệm, huy hiệu truyền thống, chương trình Olympic và chủ quyền. Từ Học viện Khoa học Sư phạm Liên Xô, mỗi người tham gia được tặng một thư viện tài liệu về toán học. Tại tất cả các sự kiện, Olympic đều có sự đồng hành của các ủy viên - học sinh lớp 9 của các trường thành phố, nhân viên phòng giáo dục công lập của khu vực, giáo viên của trường và giáo sư đại học.
Lễ khai mạc Olympic Toán học toàn Nga lần thứ XX diễn ra vào ngày 24 tháng 4 trên lãnh thổ của Leninsky Emory. Đầu tiên, lễ xếp hàng được tổ chức tại tượng đài V.I. Lênin và các vận động viên Olympic đặt hoa. A. L. Kruglikov đã gửi lời chào và lời chúc thành công đến các nhà toán học trẻ trên tinh thần của các tổ chức khoa học và giáo dục tại Ủy ban khu vực Ulyanovsk của CPSU. Sau đó, trước âm thanh của dàn nhạc, đoàn người tham gia Olympic tiến về Đài tưởng niệm Leninsky, nơi diễn ra lễ khai mạc Thế vận hội tại Đại lễ đường. Phát biểu của Bí thư Tỉnh ủy Ulyanovsk V.N. Sverkalov, phó. Chủ tịch Dàn nhạc Trung ương của All-Olympiad M. N. Tambiev, Phó. Chủ tịch ban giám khảo Olympic, Tiến sĩ Khoa học Vật lý và Toán học A. V. Strauss. Những người chiến thắng trong Thế vận hội toàn Nga XVIII và XIX đã gửi lời chúc thành công đến bạn bè và đối thủ của họ. Lễ khai mạc kết thúc bằng chương trình biểu diễn nghiệp dư vinh danh các thí sinh tham gia Olympic, các trưởng nhóm và thành viên ban giám khảo các đội sáng tạo xuất sắc nhất của các trường học trên địa bàn thành phố.
Hai ngày tiếp theo - 25 và 26 tháng 4 - là khó khăn nhất đối với những người tham gia Olympic, vì mỗi ngày họ phải giải 4 bài toán cạnh tranh. Điều đáng mừng là các thí sinh tham gia Olympic nhìn chung đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ đề ra.
Những ngày diễn ra Olympic không hề dễ dàng đối với các thành viên ban giám khảo, những người làm việc dưới sự lãnh đạo của Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Xô viết Ukraine B.V. Gnedenko. Rốt cuộc, cần phải sắp xếp thời hạn để kiểm tra một số lượng lớn tác phẩm, tiến hành phân tích lời giải được đề xuất (nhiều trong số đó rất nguyên bản và thường không được ban giám khảo biết đến) và phân tích bài toán với việc duy trì các lỗi điển hình đối với những người tham gia Olympic và Liên bang Nga.
51
các điểm tạo thành tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC, nếu điểm A đi qua đường tròn thứ nhất thì sao?
V. Chinik
- Có một hình lục giác đều trên mặt phẳng dan. Mỗi cạnh được chia thành 1000 phần bằng nhau, các điểm chia được nối với nhau bằng các đoạn song song với các cạnh của hình lục giác. Chúng ta hãy chọn ba nút bất kỳ của lưới kết quả, đó là các đỉnh của một tam giác đều và tô màu chúng. Chúng ta sẽ tiếp tục tô màu ba nút theo cách này lâu nhất có thể. Chứng minh rằng nếu một nút không được tô màu thì nó không thể là đỉnh của lục giác ban đầu.
S. Duzhin
lớp 10
- Tìm tất cả các số tự nhiên mà mỗi số đó bằng bình phương của tất cả các ước của nó.
V. Ivlev
- Chứng minh rằng với mọi số dương bất đẳng thức
L. Kurlyandchik
- Qua đỉnh A của tam giác ABC có AB≠AC kẻ được nhiều đường thẳng. Chứng minh rằng bất kỳ trong số chúng có thể chứa nhiều nhất một điểm M khác các đỉnh của tam giác và thỏa mãn điều kiện . Xác định đường thẳng đang xét không chứa một điểm nào.
O. Musin
- Một hình lập phương có cạnh dài n, n ≥3, gồm cốc đơn vị. Chứng minh rằng trong mỗi chiếc cốc này, bạn có thể viết một số nguyên sao cho tất cả các số đều khác nhau và tổng các số ở bất kỳ hàng nào song song với bất kỳ cạnh nào của hình lập phương đều bằng 0.
Yu. Nesterenko, I. Serdeev
Ngày thứ hai
lớp 8
- Ký hiệu thập phân của số tự nhiên a gồm n chữ số x giống nhau, số b - gồm n chữ số y giống nhau và số c - gồm 2n chữ số z giống nhau. Với mọi n ≥2, hãy tìm tất cả các chữ số x, y, z thỏa mãn .
V. Vasilov
- Bên trong một hình mười giác lồi có hai điểm cách nhau 10 cm. Đối với mỗi điểm này, hãy tìm tổng khoảng cách từ điểm đó đến các đỉnh của hình mười hai cạnh. Chứng minh rằng số lượng kết quả nằm ở vị trí nhỏ hơn 1 m.
N. Nechetaev
- Sữa được rót vào 30 ly. Cậu bé đang cố gắng lấy được lượng sữa bằng nhau ở tất cả các cốc. Để làm điều này, anh ta lấy hai ly bất kỳ và rót sữa từ ly này sang ly khác cho đến khi lượng sữa trong chúng bằng nhau. Có thể rót sữa vào ly để người vắt sữa không thể đạt được mục đích của mình dù có rót bao lâu?
Yu. Nesterenko, I. Serdeev
- Một số hình chữ nhật được chia thành các đoạn thẳng, song song với các cạnh, theo hình vuông có màu trắng và đen. Đường chéo của hình chữ nhật được chia thành các đoạn màu trắng và đen. Tìm tỉ số giữa tổng chiều dài các đoạn màu trắng và tổng chiều dài các đoạn màu đen nếu kích thước của hình chữ nhật là: a) 100×99; 6) 101×99.
A. Berzin
lớp 9
- Trong cõi đẳng có n-giác đều đặn . a) Chứng minh rằng nếu n là số chẵn thì với một điểm M tùy ý của mặt phẳng trong biểu thức người ta có thể chọn dấu “cộng” và “trừ” sao cho tổng bằng 0,6) Chứng minh rằng nếu n là số lẻ thì biểu thức đã chỉ định bằng cách chọn dấu “cộng” và “trừ” chỉ có thể chuyển về 0 đối với một số hữu hạn điểm M của mặt phẳng.
S. Rukshin
-
Xem bài toán số 8, đoạn 6) cho lớp 8.
-
Các ô của bảng vuông có kích thước được điền số ±1 theo các quy tắc sau:
-
các số -1 được đặt trong tất cả các ô viền của bảng;
-
số được đặt trong ô độc lập tiếp theo của bảng bằng tích của các số gần ô này nhất, nằm ở các cạnh khác nhau của ô đó và nằm cùng hàng với ô đó hoặc trong cùng một cột với ô đó. Điều này được thực hiện cho đến khi tất cả các ô trống của bảng được lấp đầy.
a) Số lượng +1 nhiều nhất có thể đạt được trong bảng là bao nhiêu?
- +1 nhiều nhất bạn có thể nhận được trong bảng là bao nhiêu?
N. Azakhanov
- Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n đều có đẳng thức .
V. Berzins
lớp 10
- Chứng minh rằng tổng của tất cả các số có dạng , trong đó m, n là số tự nhiên và 1<m<n<1986, không phải là số nguyên.
D. Mitkin
- Một hình vuông và một hình tam giác ngoại tiếp một hình tròn có bán kính 1. Chứng minh rằng diện tích phần chung của hình vuông và hình tam giác lớn hơn 3,4. Chúng ta có thể nói rằng diện tích này lớn hơn 3,5 không?
K. Bukin
- Một đa thức p(x) được gọi là chấp nhận được nếu tất cả các hệ số của nó bằng 0,1,2 hoặc 3. Với một số nguyên dương n cho trước, hãy tìm số lượng tất cả các đa thức chấp nhận được thỏa mãn p(2)=n.
D. Flaas
- Hãy xem xét tất cả các sổ ghi chép AXBY được mô tả xung quanh quả cầu này. Chứng minh rằng khi cố định hai điểm A và B thì tổng các góc của tứ giác lồi AXBY tức là độ lớn
,
không phụ thuộc vào việc chọn X và Y.
I. Sharyzin
53
Chất lỏng có màu có mật độ được nâng lên độ cao , sao cho mức chất lỏng trong bình lớn và bình nhỏ trùng nhau. Tại một thời điểm nào đó, lỗ trên máy bơm mở ra và chất lỏng nặng bắt đầu chảy vào một bình lớn. Sau đó, sau một thời gian, đổ nhẹ chất lỏng vào một bình nhỏ, sau đó dễ lặp lại hơn. Khối lượng chất lỏng nặng lần đầu tiên chảy ra khỏi bình nhỏ là bao nhiêu? Tìm khối lượng chất lỏng nhẹ sẽ chảy vào một bình nhỏ và khối lượng chất lỏng nặng sẽ chảy ra khỏi bình trong mỗi chu kỳ trong tương lai. Giả sử các chất lỏng không trộn lẫn và bỏ qua sức căng bề mặt.
Lưu ý: Những trải nghiệm liên quan đã được trình chiếu cho khán giả.
-
Dưới pít-tông trong một bình hình trụ cao có một lượng gel kín đáo. Khí được làm nóng và piston trượt lên trên. Với công suất nào thì tốc độ của pít-tông nóng lên và không đổi và bằng m/s? Khối lượng của piston là kg, lực ma sát của nó với thành bình là N. Không có áp suất khí quyển.
-
Khóa được đóng định kỳ trong thời gian s và mở trong s (hình 6). Ở tần số nào thì kim ampe chuyển đổi thực tế không đạt được? Bộ khuếch đại của hệ thống điện từ hiển thị dòng điện nào? Điện trở trong của pin và điện trở của ampe không đáng kể, Ohm, µF, V.
-
Một bóng bán dẫn mạnh mẽ tạo ra nhiệt được gắn trên một tấm dẫn nhiệt được thổi bằng không khí. hình 3 hiển thị sự phân bổ nhiệt độ trên tấm. Xác định nhiệt độ không khí nếu biết rằng công suất tiêu tán là W. Người ta cũng biết rằng một tấm được làm nóng đồng đều đến °C sẽ tiêu hao công suất W ở nhiệt độ không khí °C. Truyền nhiệt tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa tấm và không khí.
lớp 10
-
Chiếc điện thoại lớn nhất thế giới của Liên Xô có một tấm gương có đường kính m làm thấu kính. Sẽ mất bao lâu để so sánh các bức ảnh được chụp trên điện thoại này để nhận thấy sự quay lẫn nhau của Thiên hà của chúng ta và tinh vân Tiên Nữ xung quanh một khối tâm chung? Khoảng cách đến tinh vân Tiên Nữ là , trong đó là bán kính quỹ đạo Trái Đất. Khối lượng của Thiên hà và Tinh vân Tiên Nữ tương ứng với và , trong đó là khối lượng của Mặt trời. Việc chụp ảnh được thực hiện dưới ánh sáng khả kiến ở bước sóng m.
-
Xem bài toán 2 cho lớp 9.
-
Một piston chuyển động chia hình trụ thành hai phần thể tích bằng nhau m³ (hình 7). Một phần chứa không khí khô, phần còn lại chứa hơi nước và nước. Khối lượng của nước là g. Khi xi lanh được làm nóng từ từ, piston bắt đầu chuyển động. Sau khi piston di chuyển được 1/4 chiều dài của xi lanh thì chuyển động dừng lại. Khối lượng hơi nước trong bình trước khi đun nóng là bao nhiêu? Xác định khối lượng không khí trong xi lanh và nhiệt độ ban đầu của nó. Ở nhiệt độ nào thì xi lanh ngừng chuyển động? Hằng số khí phổ quát J/(mol K). Nghiện
54
Áp suất hơi bão hòa so với nhiệt độ được cho trong bảng:
| | 100 | 120 | 133 | 152 | 180 |
| :— | :— | :— | :— | :— | :— |
| | 1 | 2 | 3 | 5 | 10 |
-
Một lõi sắt từ có khối lượng kg có thể được hút tự do vào cuộn dây. Cuộn dây được nối với nguồn điện áp và dòng điện chạy qua cuộn dây (được hiển thị trong biểu đồ ở hình 8). Tính độ tự cảm ban đầu của cuộn dây. Chuyển đổi theo tổn hao, tìm vận tốc của lõi tại thời điểm .
-
Hộp đen chứa các cuộn dây, một điện trở, một tụ điện và có ba cực. Trong quá trình nghiên cứu, ông đã thu được những kết quả sau. Trong mạch hiển thị ở hình 9, ampe kế hiển thị A ở tần số máy phát và dòng điện qua nó tụt hậu so với điện áp đầu vào . Tần số của máy phát giảm 100 lần, trong khi dòng điện tăng chưa đến 2 lần. Tần số máy phát được trả về giá trị trước đó và một vôn kế được kết nối thay vì ampe kế, như minh họa trong hình 9, 6. Nó hiển thị và độ tiêu pha giữa điện áp trên vôn kế và điện áp đầu vào lại là . Sử dụng dữ liệu này, tìm các tham số của các phần tử hộp đen. Bạn cần thay đổi tần số máy phát bao nhiêu lần để trong mạch ở hình 9, 6 độ tiêu pha là ? Dụng cụ đo lường có thể được coi là lý tưởng. Ví dụ, đầu ra của máy phát điện không thay đổi, điện trở trong của nó không đáng kể.
Sau khi các thí sinh hoàn thành phần thi của mình, các vận động viên Olympic đã đến kiểm tra. Trong số các thanh tra viên có đại diện của Moscow, Leningrad, Novosibirsk, Yerevan, Kuibyshev, Alma-Ata. Như thường lệ, việc kiểm tra được tổ chức sao cho mỗi công việc được kiểm tra cẩn thận ít nhất hai lần. Lúc đầu, các tác phẩm “đi dọc theo băng tải”, trên đó mỗi bài toán đều được kiểm tra bởi hai thành viên của zhorni (họ đã kiểm tra bài toán này trong tất cả các tác phẩm). Sau đó, các tiêu chí đánh giá cho từng bài toán được ban giám khảo thảo luận và thông qua, sau đó tiến hành kiểm tra lần thứ hai - lần này các thành viên ban giám khảo xem xét toàn bộ công việc của người tham gia. Những khác biệt có thể xảy ra trong các đánh giá trong lần kiểm tra thứ nhất và thứ hai đã được thảo luận ngay lập tức. Theo truyền thống lâu đời, tác giả của các tác phẩm chỉ được “tiết lộ” sau khi quá trình xác minh hoàn tất.
Trong khi những người tham gia giải quyết bài toán, bài toán đã được trình bày và thảo luận với trưởng nhóm. Một lần nữa, phân tích bài toán thuộc loại lý thuyết cho các địa điểm nêu ra các tiêu chí đánh giá đã được kiểm tra sau loại thử nghiệm. Những người tham gia không hài lòng với kết quả của họ có thể tham gia kháng nghị và thảo luận về công việc của họ với các thành viên của zhurni.
Vào ngày 19 tháng 4, những người tham gia Olympic và các thành viên của Zhorni đã tham gia Ngày dọn dẹp Cộng sản toàn Liên minh - họ làm việc trong Vườn Bách thảo. Sau giờ làm việc, chúng tôi xem xét một bộ sưu tập lớn các loài thực vật nhiệt đới - khu trưng bày thú vị nhất của khu vườn này.
Ngày hôm sau có một vòng thử nghiệm. Mỗi trang web được cung cấp 2 bài toán (với thời gian phản hồi tích lũy là 4 giờ).
Ở lớp 8, bài toán đầu tiên liên quan đến mạch điện một chiều. Có hai cục pin này, trong đó một cục pin (điều này đã được báo cáo trong điều kiện) một điện trở có điện trở không xác định được hàn nối tiếp. Sử dụng avometer, cần xác định điện áp của pin và giá trị của điện trở chưa biết. Ở đây chỉ cần kiểm tra một số thay đổi trong các mạch khác nhau, chẳng hạn như kết nối các pin nối tiếp và hướng về nhau là đủ. Có thể xác định pin “đã chuẩn bị” theo cách này: nối vôn kế với một trong các pin, sau đó nối pin thứ hai với cực thứ nhất song song, ở cực đối diện (hãy nghĩ xem tại sao nó không được di chuyển theo hướng ngược lại). Nếu số chỉ của vôn kế không thay đổi nhiều, điều đó có nghĩa là lần đầu tiên chúng ta kết nối với một cục pin thông thường.
Trong bài toán thứ hai, để khôi phục số 0, xác định khối lượng của tải, hãy sử dụng một lò xo lỏng - một phần cuộn dây của nó được bao phủ bởi một sợi chỉ mỏng, không cản trở việc kéo dãn khi cần thiết và với những thay đổi lớn về độ cứng của lò xo, “tắt” một phần cuộn dây. Ngoài ra còn có một số vật nặng có khối lượng đã biết (50 g), một giá ba chân, một bình chứa nước và một thước kẻ. Sử dụng các quả cân có khối lượng đã biết, có thể lập trình một lò xo “phi tuyến tính”, nhưng vấn đề là quả cân chưa biết đó quá nặng để cân thông thường, do đó cần phải sử dụng đến cái gọi là cân thủy tĩnh.
Trong bài toán đầu tiên dành cho lớp 9, số 0, hãy xác định mật độ của hai chất - ortecla và plasticine bằng cách sử dụng hai bình đựng nước, giấy vẽ đồ thị và thước kẻ. Nếu chúng là một trong những vật liệu nhẹ hơn nước thì tất cả
55
Nó sẽ rất đơn giản, nhưng cả tấm mica và chất dẻo đều chìm trong nước. Cần phải đồng ý làm một chiếc thuyền (hoặc thứ gì đó tương tự) bằng nhựa để nó có thể nổi trên mặt nước.
bài toán thứ hai đối với học sinh lớp chín khó hơn. Những người tham gia được tặng một kopka - một công tắc có đầu cuối ở vương miện. Khi bạn nhấn một nút, một mạch sẽ mở ra và một mạch khác gần như đồng thời đóng lại. Cần phải thay đổi thời gian “chết” - thời điểm mà một mạch đã mở và mạch thứ hai chưa đóng. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng pin, một bộ điện trở có điện trở đã biết (0,1 kOhm, 1 kOhm, 10 kOhm và 100 kOhm), một tụ điện công suất cao (500 μF), một diode bán dẫn (loại D9E), một nguyên tử (“Trường học”) và các dây dẫn. Ý tưởng thay đổi trạng thái là tụ điện chỉ được sạc từ pin thông qua một điện trở khi nó đã mở từ các mạch công tắc và mạch thứ hai chưa đóng, tức là trong thời gian “chết” - đây chính xác là điều cần thiết cho một diode (hình 10). Để hiệu chỉnh thiết bị, tụ điện phải được sạc đến một điện áp nhất định đã biết (để làm được điều này, cần phải chế tạo một bộ chia điện áp pin bằng điện trở) và đo điện tích của nó bằng điện kế. Bằng cách này, bạn có thể đo khoảng thời gian ngắn khá chính xác.
Trong bài toán đầu tiên của lớp 10, cần sử dụng các thiết bị đơn giản (ống nghiệm, ống thủy tinh có lỗ mỏng có đường kính xác định, cốc đo, giấy vẽ đồ thị, thước kẻ, nhựa, đá và nước trong cốc, một đoạn dây cứng và một miếng gạc để lau thiết bị khỏi ẩm) để thay đổi nhiệt độ và áp suất trong phòng. Để làm điều này, chỉ cần tạo ra một “nhiệt kế khí” từ ống nghiệm, ống thủy tinh và nhựa, tách thể tích bên trong hệ thống khỏi thể tích tải bằng cách sử dụng một giọt nước đẩy vào ống. Lưu ý rằng thiết bị thu được không chỉ là nhiệt kế mà còn là phong vũ biểu. Bằng cách đặt nó nằm nghiêng, sau đó đặt thẳng đứng và tính toán sự thay đổi thể tích, bạn có thể tìm được áp suất trong phòng. Trong trường hợp này, điều rất quan trọng là ống nghiệm phải được lấy ra khỏi tải từ bên trong hệ thống bằng cách sử dụng một giọt nước đẩy vào ống và thí nghiệm được tiến hành khá nhanh - cho đến khi thấy rõ sự bay hơi của giọt nước. Nhiệt độ có thể được tìm thấy bằng cách đoán “nhiệt kế” ở 0 °C trong một cốc nước và đá, sau đó tính sự thay đổi thể tích khi làm ấm đến nhiệt độ phòng.
Điều thú vị cần lưu ý là độ chính xác của kết quả thu được theo cách này hóa ra khá tốt - kết quả thực tế trùng khớp với số đọc của nhiệt kế và phong vũ biểu “thật”.
bài toán thứ hai dành cho học sinh lớp 10 truyền thống hơn - xác định mạch điện của “hộp đen” với các cực và thay đổi giá trị điện trở của các điện trở đặt bên trong. Tất cả các thiết bị đều bao gồm “hộp” này và một máy đo áp suất. Khó khăn nằm ở chỗ, ngoài các điốt và điện trở thông thường trong những trường hợp như vậy, còn có một tụ điện công suất cao (500 μF) bên trong, đó là lý do tại sao chỉ số ohm kế thay đổi trong quá trình sạc tụ điện. Tụ điện này cũng không phóng điện ngay lập tức nên phương pháp thay thế phải được tính toán cẩn thận.
Những người tham gia được tối ưu hóa không chỉ để giải các bài toán khác nhau mà còn chủ động hoàn thành chúng. Họ thăng tiến trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu, nơi họ gặp gỡ các nhà khoa học từ Đại học Bang Kazakhstan và các cuộc họp được tổ chức giữa họ với các giáo viên và nhân viên của Đại học Bang Moscow. Các thí nghiệm kinh tế thân thiện và các thành viên của zhurni tối nay, mặc áo choàng thời Trung cổ, đã lắng nghe một cách tích cực các nghĩa vụ mà các đội cạnh tranh đưa ra và đồng ý với một số người trong số họ. Những nghĩa vụ còn lại là công cụ của buổi tối, và bây giờ những người tham gia sinh lý học đã đồng ý với một số trong số đó. Buổi tối thật vui và thú vị.
Bạn có thể nghỉ ngơi tốt về thể chất trong phòng tập thể dục của trường. Thậm chí còn có một cuộc gặp gỡ bóng rổ giữa các đội của Zhorni và những người tham gia. Mặc dù tính đến thời điểm cuộc họp, kết quả của nhiệm vụ tối ưu hóa đã được tổng kết nhưng đội Zhorny đã giành chiến thắng, mặc dù với tỷ số cách biệt không đáng kể.
Để tối ưu hóa dịch vụ thông tin. Theo bước chân mới của chính họ, forogazettes ngay lập tức xuất hiện. Báo tường được treo dọc các hành lang của trường, những tờ báo không thể được một người bình đẳng truyền qua. Luôn có những người bên cạnh những người tham gia, sẵn sàng trả lời bất kỳ câu hỏi nào, chẳng hạn như đi học ở đâu sau khi tốt nghiệp ra trường.
Trong buổi lễ bế mạc sự kiện tối ưu hóa, những người chiến thắng đã được trao bằng cấp và nhiều sự công nhận khác nhau. Nói chung, việc tối ưu hóa đã thành công; có người chiến thắng, nhưng không có người chiến thắng.
Chúng tôi chúc tất cả những người tham gia Tối ưu hóa vật lý toàn Liên minh XX thành công rực rỡ trong sáng tạo.
57
Vật lý
Bằng cấp đầu tiên
trong 8 lớp nhận được
Mazurenko A. (Minsk, ssh. Số 50),
Medvedev M. (Gorky, ssh. Số 40),
Pushkin A. (Moscow, ssh. Số 57),
Sadaydak R. (Vùng Cherkassy, Matusovskaya s.sh. Số 1);
cho lớp 9 -
Velits A. (Gomel, ssh số 24),
Vobylev S. (Berezniki, s.sh. Số 9),
Vudko D. (Belgorod, s.sh. Số 3),
Karklin P. (Moscow, ssh. Số 47);
cho 10 lớp -
Volkov O. (Gorky, ssh. Số 23),
Gutsin A. (Novosibirsk, Trường Vật lý số 165 tại NSU).
bằng cấp II
trong 8 lớp nhận được
Knyashko K. (Kommunarsk, s.sh. Số 6),
Legotin V. (Kurgan, số 48),
Malkin A. (Leningrad, ssh. Số 30),
Mikhailovsky N. (Krasnoirsk, ssh. Số 20),
Sibirkov A. (Tomsk, s.sh. Số 3),
Stepanov S. (Kyiv, Trường Vật lý số 2 tại KSU),
Todoshenko I. (Perm, ssh. Số 16);
cho lớp 9 -
Anisimov A. (Kyiv, Trường Vật lý số 2 tại KSU),
Vibikov A. (Moscow, Trường Vật lý số 18, Đại học quốc gia Moscow),
Vinklyas G. (Vilnius, số 45),
Glushenkov D. (Leningrad, ssh. Số 239),
Goldian A. (Kyiv, Trường Vật lý số 2 tại KSU),
Karasev D. (làng Tuchkovo, vùng Moscow, quốc lộ phía bắc số 1),
Tretykov G. (Novgorod, s.sh. Số 21),
Shteta V. (Chuguev, ssh số 1),
Yanovich A. (Chelyabinsk, ssh. Số 32);
cho 10 lớp -
Belopolsky A. (Kyiv, ssh. Số 145),
Borovsky Yu. (Kyiv, Trường Vật lý số 2 tại KSU),
Vulatov O. (Stavropol, tuyến phía bắc số 1),
Gezzna G. (Vilnius, tuyến phía bắc số 7),
Karpovets E. (Riga, số 9),
Lebedev D. (Gatchina, ssh số 3),
Matytsin A. (Moscow, ssh. Số 91),
Myadtsilov S. (Odessa, s.sh. Số 16),
Nikolashvili G. (Tbilisi, Trường Vật lý Komarov),
Sverdlov M. (Minsk, ssh. Số 50),
Totrov M. (Leningrad, ssh. Số 30),
Erd Y. (Tallinn, ssh. Số 1).
bằng tốt nghiệp cấp III
trong 8 lớp nhận được
Belousov S. (Leningrad, Trường Vật lý số 45 tại Đại học bang Leningrad),
Bilbin A. (Borovich, ssh. Số 1),
Golovin D. (Tambov, ssh. Số 29),
Ezersky A. (Minsk, ssh. Số 50),
Zhurkov V. (Magadan, ssh. Số 1),
Klyaramez M. (Piarnu, s.sh. Số 1),
Sazonov S. (Klimovsk, ssh. Số 5);
cho lớp 9 -
Vasiliev Yu. (Angarsk, ssh. Số 10),
Efremov D. (Baku, ssh. Số 6),
Ivashkevich E. (Prokopyevsk, s.sh. Số 72),
Komarov O. (Almaty, RFMSH),
Kurzenkov A. (Kovrov, ssh số 1),
Nayak Yu. (Saratov, số 13),
Pidarev A. (Ulan-Ude, tuyến phía bắc số 9),
Rosenberg A. (Ufa, ssh số 91),
Sizonenko Yu. (Lviv, ssh. Số 4),
Stepurin V. (Vinnitsa, ssh. Số 17),
Terpurov V. (Tomsk, ssh. Số 150),
Sherbkov A. (Obninsk, ssh. Số 10);
cho 10 lớp -
Bakaryan T. (Yerevan, Trường Vật lý số 1 tại Đại học bang Yerevan),
Vedov K. (Chelyabinsk, s.sh. Số 138),
Zharikov A. (Kyiv, số 157),
Zinderman V. (Samarkand, số 51),
Irtegov D. (Irkutsk, s.sh. Số 19),
Kalachkiy V. (Soligorsk, s.sh. Số 2),
Clark P. (Tula, ssh. Số 36),
Kurachev A. (Novosibirsk, s.sh. Số 9),
Nikitin I. (Moscow, Trường Vật lý số 18 tại Đại học quốc gia Moscow),
Senatorov P. (Moscow, ssh. Số 52),
Chernyshev A. (Kimry, ssh. Số 1).
Lựa chọn hình học của công thức tổng cosin
Để tìm biểu thức cosin của tổng các góc a và β, trong đó α+β<180°, chúng ta tiến hành như sau. Xét tam giác ABC, trong đó A=α, B=β, C=γ=180°-(α+β). Theo định lý cosin
(1)
Theo định lý sin
trong đó R là bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác.
Thay các biểu thức này vào (1) và chia cho 4R2, ta được
Thay thế bằng 1−, chúng ta thu được phương trình bậc hai cho cos γ. Giải quyết nó, chúng tôi tìm thấy
Nhớ rằng , tức là cos γ = −cos (α+β), ta có
Căn bậc hai (+) được xây dựng (hãy nghĩ tại sao) và chúng ta nhận được công thức tính cosin của tổng.
G.G.Samedov
58
Hội thảo khoa học kỹ thuật của học sinh tại MIPT
Bạn có biết cách thiết kế tàu vũ trụ có thể tái sử dụng hoặc chứng minh định lý Euler không? Nếu muốn tìm hiểu thì nhất định bạn phải tham dự hội nghị khoa học kỹ thuật của Học sinh do MIPT tổ chức.
Nhân kỷ niệm 40 năm thành lập MIPT, theo sáng kiến của Ủy ban Komsomol, dưới sự chủ trì của Giáo sư máy chiếu MIPT D. A. Kuzmchev, Hội nghị khoa học và kỹ thuật lần I dành cho học sinh đã được tổ chức, bài toán nhằm kích thích học sinh quan tâm đến vật lý và toán học, mong muốn vượt ra ngoài chương trình giảng dạy của Trường, đi sâu hơn vào vấn đề đang nghiên cứu, kiểm tra độc lập việc tìm kiếm khoa học và giải quyết một vấn đề thú vị bài toán.
Vào một ngày chủ nhật của tháng 4, Thính phòng Vật lý Lớn tại MIPT, cùng với một phòng trình diễn, đã được mở cho học sinh. Ngoài bảng tên, các diễn giả còn có sẵn một thiết bị chiếu, một máy chiếu slide và tất cả các loại thiết bị để thử nghiệm các thí nghiệm vật lý. Vì vậy, ví dụ, sử dụng Kievlin Yu. Krotov (trường số 145) “Plasty of Fresnelzone” cần tia laser, còn Moscow và M. Aksenova (trường số 780) và N. Sergenok (trường số 2 Troitsk), tái hiện thí nghiệm của Plato về việc cân bằng một giọt Anglin trong dung dịch soda để nghiên cứu lực căng bề mặt, kiểm tra kỹ năng thực nghiệm độc lập.
Ở một lớp học khác, cảm giác tội lỗi của Học sinh lại tập trung vào môn toán. Mọi người đều vui vẻ làm quen với chiến lược đôi bên cùng có lợi trong trò chơi toán học nổi tiếng, trong đó các viên sỏi được chơi từ ba cọc và biết phải làm gì nếu không phải có ba cọc mà là n. Lời giải cái bài toán này được trình bày bởi M. Tarasok (trường số 789) và D. Stolyarov (trường số 80). Học sinh cũng hưởng ứng một cách sinh động việc giới thiệu những kiến thức cơ bản về công nghệ thông tin và máy tính ở trường. Trong một số báo cáo về lời giải bài toán và việc tạo ra các trò chơi đua thuyền toán học, lập trình máy tính đã được sử dụng tích cực. Vì vậy, A. Shishov và K. Safonov (trường số 179) đã phát triển một thuật toán tìm tất cả các nghiệm thực của một đa thức bằng máy tính.
Hội nghị khoa học kỹ thuật lần thứ hai của Shkolnikov diễn ra tại MIPT vào tháng 4 năm 1987. Bất kỳ sinh viên nào cũng có thể trở thành người tham gia. Để làm điều này, bạn cần viết một bài luận trong đó một câu hỏi thú vị về vật lý, toán kỹ thuật hoặc lập trình được phân tích độc lập; một thí nghiệm thú vị hoặc thiết bị kỹ thuật được mô tả. Một bản sao của bản tóm tắt phải được gửi trước ngày 1 tháng 3 năm 1987 đến địa chỉ: 141700 Dolgoprudny, khu vực Moscow, MIPT, ban tổ chức Hội nghị khoa học và kỹ thuật học sinh lần II. Mọi thắc mắc về chủ đề tóm tắt và tổ chức hội thảo có thể được giải đáp bằng cách gọi 3FTSH: 408-51-45. Chúng tôi đang chờ đợi bạn, những nhà vật lý và toán học trẻ!
A. V. Sapozhnikov, sinh viên MIPT, thành viên ban tổ chức hội nghị.
Hội thảo khoa học của học sinh trường Vật lý và Âm nhạc thuộc Đại học quốc gia Moscow
Từ ngày 27 đến ngày 29 tháng 3 năm 1986, Hội nghị Vật lý và Toán học sinh lần thứ II được tổ chức tại Trường Vật lý và Toán số 18, Đại học Tổng hợp Mátxcơva. Nếu chỉ có học sinh Moscow tham gia hội nghị đầu tiên, thì lần này học sinh từ sáu thành phố đã đến Moscow: Yerevan, Kyiv, Leningrad, Novosibirsk, Sverdlovsk và Stavropol.
Khai mạc hội nghị, Giám đốc Trường Vật lý và Toán học tại Đại học Tổng hợp Matxcova, thí sinh ngành Vật lý và Toán học
khoa học khoa học V.L. Natyaganov chúc những người tham gia hội nghị thành công trong những bước sáng tạo đầu tiên. Nhà toán học nổi tiếng Liên Xô, Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Xô viết Ukraine V.V. Gnedenko và giáo sư Khoa Vật lý của Đại học Quốc gia Moscow, tốt nghiệp Trường Vật lý và Cơ học tại Đại học Quốc gia Moscow N.I. Korteev nói về triển vọng phát triển của toán học và vật lý. Từ tạp chí «Kvant» những người tham gia hội nghị đã được cấp phó chào đón. tổng biên tập Yu. P. Soldovev.
Hội nghị được tổ chức thành tám phần, trong đó có hơn 50 báo cáo được nghe. Mặc dù các báo cáo có mức độ khác nhau nhưng hầu hết đều thú vị và chứng tỏ công việc tuyệt vời của các diễn giả.
Là kết quả công việc của hai bộ phận toán học, các báo cáo của sinh viên V. Mobarsky, Trường Vật lý và Toán học tại Đại học Tổng hợp Moscow, cư dân Leningrad A. Kanzin (n. 470) và các học sinh Moscow D. Kryunov (n. 179), A. Sozomonyan (n. 179), N. Zimpinov (n. 444) đã được công nhận là xuất sắc nhất.
Ở 4 phần vật lý, báo cáo xuất sắc nhất đã được công nhận bởi K. Ilyinsky (Trường Vật lý tại Đại học Bang Leningrad), V. Lyubarsky (Trường Vật lý tại KSU), Moskovtsev S. Kolintsenko và N. Kopisov (s. 542), cũng như sinh viên Trường Vật lý tại Đại học Bang Moscow A. Ivanov, Yu. Prosorov, V. Sakhanenko, I. Nikitin.
Báo cáo của tất cả những người tham gia đã được trao bằng chứng nhận danh dự và những diễn giả xuất sắc nhất đã được nhận bằng tốt nghiệp từ tạp chí «Kvant».
Sự quan tâm lớn hơn đã được tạo ra bởi “bàn tròn”, được đáp ứng bằng trò chơi hiếm hoi của tạp chí «Kvant».
Như mọi khi, giải KVN toán học rất vui và thú vị, trong đó đội khách và đội chủ nhà của hội nghị đã “chiến đấu”.
Nhìn chung, hội nghị diễn ra rất tốt và rất độc đáo, ở cấp độ khoa học.
A. A. Egorov
Con chuột nhỏ
Một người hâm mộ là một người ghé thăm thư viện.
Máy đo số học là máy đo cho những câu thơ vụng về.
La mắng - cấp giấy phép lái xe.
Quảng cáo
Mọi người! Mọi người! Mọi người khẩn trương đi cắt tóc nhé!
Ai đã để lại cuốn sổ tay về vật lý lý thuyết trên bàn trong Sổ tay Vật lý Lớn?
Bạn có hai lỗi ở đó.
Hãy sống theo đồng hồ mặt trời.
Xưởng đồng hồ
Đừng đứng dưới mũi tên!
Robin Hood
Đừng làm việc mà không có giày bảo hộ!
Mèo trong tiệm
Thông tin
Hôm nay phòng trưng bày nghệ thuật của chúng tôi sẽ tổ chức một cuộc triển lãm các bức tranh sau:
- Fedotov, “Bữa sáng của một quý tộc.”
Bơ, bánh mì.
32x64cm. - Repin, “Quốc vương Thổ Nhĩ Kỳ đọc một bức thư từ người Cossacks Zapolozhye.”
— Pixso, “Cô gái trên hình xuyến.”
— Repin, “Ivan Khủng khiếp thông báo về một sự lựa chọn nghiêm khắc đối với con trai mình.”
— Petrov-Kefirov, “Tắm ngựa đỏ.”
— Surikov, “Buổi tối hành quyết Streltsy.”
— Perov-Reshetnikov,
“Ba lần nữa.”
— Serov, “Những quả đào không có con gái.”
ngũ cốc
Kotomka là máy đo điện trở của mèo.
Sự thật là một con ếch.
Izgord là một đội sinh viên nông nghiệp.
Quay lại - phím tắt.
Thông số là chiều cao của cầu thủ bóng rổ.
Trình độ: Học sinh F.
Vấn đề
-
Nước chảy vào bể từ ống A với tốc độ C₁ và chảy ra khỏi ống B với tốc độ C₂; Một học sinh ợ hơi từ một tòa tháp có chiều cao H xuống bể bơi này. Hãy xem xét tất cả các trường hợp.
-
Khi đang dọn phòng, một học sinh làm rơi gạch vào chân. Hãy ước tính khối lượng của viên gạch nếu hàng xóm của bạn bịt tai.
Tin tức
Một nhóm các nhà vật lý thực nghiệm người Pháp do Tiến sĩ de Magog dẫn đầu đã đo được số “pi” với độ chính xác một phần triệu phần trăm. Họ đo các hằng số Planck “as” và “as with a line”, từ đó xác định được hai “pi”.
Phần còn lại là vấn đề kỹ thuật.
Một ngày nọ, một nhà vật lý ngồi rất lâu trong một cuộc họp rất nhàm chán. Cuối cùng hắn không nhịn được đi ra ngoài sợi chỉ lạnh lẽo không can thiệp, hắn phát hiện ra một tác dụng mới. Và vì vui mừng ông gọi nó là hiệu ứng Hall.
Như đã biết, boson tuân theo sự phân bố của không khí. Fermion, sự phân bố các thương số mới tuân theo phân phối Gibbs, là vượn.
60
Các vấn đề trên mặt phẳng tọa độ
-
- .
-
- . 2) .
- .
- 32/27.
-
- ; 2) .
- Chân bằng 7/(3); cạnh huyền là 7/3.
- .
-
- thuộc về ; 2) 75/2.
- .
Olympic Toán học toàn Nga lần thứ XX
lớp 8
- Đặt và là nghiệm của phương trình này. Theo định lý Vieta , và do đó , trong đó các số và rõ ràng là lớn hơn 1.
- Xem lời giải bài toán M996 («Kvant», 1986, số 12).
- Đặt và lần lượt là tâm của các đường tròn ngoại tiếp các tam giác và . Phần chung của các vòng tròn được bao bọc bởi các vòng tròn này là sự nghèo nàn của hai đoạn có một dây chung . Vì các giá trị của các góc và được xây dựng nên dây cung càng nhỏ thì diện tích của mỗi đoạn càng nhỏ. Do đó, diện tích phần chung của hình tròn là nhỏ nhất khi là chiều cao trong tam giác .
- a) Đáp số. Có thể. Một ví dụ được đưa ra ở hình 1.
- Đáp số. Nó bị cấm. Lời giải. Hãy để chúng tôi chứng minh rằng nếu có thành phố trong một quốc gia thì mạng lưới đường bộ cần thiết chỉ có thể được xây dựng khi một trong các số hoặc là bình phương của một số nguyên. Từ điều kiện ( thành phố và đường), suy ra rằng từ bất kỳ thành phố nào chỉ có một con đường dẫn đến bất kỳ thành phố nào khác. Hãy chọn một thành phố nào đó và gọi nó là “tốt”. Hãy gọi thành phố là “tốt” nếu độ dài của đường đi từ đến là số chẵn và “xấu” nếu độ dài của đường đi này là số lẻ. Không khó để xác minh rằng độ dài đường đi giữa hai thành phố là chẵn khi và chỉ nếu những thành phố này “tốt” hoặc cả hai đều “xấu”.
Chúng ta hãy biểu thị số lượng thành phố “tốt” bằng , số lượng thành phố “xấu” bằng . Sau đó . Có cặp thành phố trong đó một thành phố “tốt” và thành phố kia “xấu”. Do đó, trong số các số 1, 2, 3, …, có số lẻ. Nếu là số chẵn thì và do đó và do đó . Nếu là số chẵn thì và do đó . Vì cả 1986 và 1984 đều không phải là số bình phương nên tại yêu cầu của nhà vua không thể được thỏa mãn. - Đáp số: . Gợi ý. Bài toán về tính chất tìm chữ số mà . Đặt ở đây , trong đó và là các số, ta được, hãy so sánh số hàng chục là hoặc .
- Trước tiên chúng ta hãy lưu ý rằng với bất kỳ điểm nào nằm bên trong hoặc trên các cạnh của tam giác và khác với đỉnh , thì bất đẳng thức là đúng.
Cho là 12 giác, và là các điểm và (để xác định) điểm nằm bên trong hoặc trên các cạnh của tam giác . Khi đó, nhờ sự thay thế và bất đẳng thức tam giác, chúng ta có
,
cho
và do đó
cm=1m.
Đảo ngược vai trò của các điểm và , chúng ta thu được m. - Đáp số: bạn có thể. Lời giải. Hãy đổ 100 g sữa vào tất cả các ly trừ một ly và 200 g vào ly còn lại. Tổng lượng sữa là 3100 g, khi chia đều thì mỗi ly phải chứa g. Sau khi truyền , lượng sữa trong mỗi ly nhân với sẽ được biểu thị bằng số nguyên gam.
Do đó, số phải là số nguyên, điều này không thể xảy ra với bất kỳ nào. - a) Đáp số: 1. Gợi ý. Khi hình chữ nhật được xoay so với tâm của nó một khoảng , đường chéo sẽ biến thành chính nó và màu sắc thay đổi theo hướng ngược lại.
- Đáp số: 5000/4999. Lời giải. Chúng ta hãy đặt hình chữ nhật này trên mặt phẳng tọa độ sao cho điểm trùng với gốc tọa độ, có tọa độ . Để định nghĩa, giả sử hình vuông góc ở đỉnh có màu trắng. Vì các số 99 và 101 là nguyên tố cùng nhau nên đường chéo không đi qua các nút tại các điểm khác ngoài và . Do đó, tại mỗi giao điểm của với lưới tuyến tính, sẽ xảy ra sự thay đổi màu sắc. Tỷ lệ độ dài của các đoạn bằng tỷ lệ độ dài của các đoạn với trục . Hình chiếu lên trục là đoạn , hình chiếu các giao điểm với các đường lưới nằm ngang là các điểm có dạng , , với các đường thẳng đứng - các điểm có dạng , . Từ bất đẳng thức
61
Hình 2.
tổng độ dài hình chiếu của các đoạn màu đen bằng . Do đó, tỷ lệ yêu cầu bằng .
lớp 9
-
Gợi ý. Nó tuân theo điều kiện . Các số và là số nguyên, là số vô tỷ. Sự mâu thuẫn.
-
Bất kỳ số tự nhiên lẻ nào lớn hơn 1 đều có thể được biểu diễn dưới dạng hiệu bình phương của hai số tự nhiên: . Hãy viết một dãy số tự nhiên theo tuổi tùy ý: , trong đó là số lẻ, các số còn lại là số chẵn. Tổng bình phương của các số này là số lẻ và . Hãy đặt , rồi . Tương tự, chúng ta xây dựng chuỗi , trong đó là số lẻ, là số chẵn và , và . Hãy điền vào bảng bằng cách nhập số vào ô ở hàng thứ i và cột thứ j.
Bảng kết quả thỏa mãn điều kiện bài toán.
- a) Đặt và là tâm của các đường tròn và đặt điểm sao cho là hình bình hành. Khi đó là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác . Thật vậy, chúng ta hãy biểu thị bằng các hình chiếu lên đường thẳng của các điểm tương ứng. Để định nghĩa, hãy để nằm giữa và (xem hình 3). Sau đó , . Vì , nên và do đó . Do đó, , tức là nằm trên mức phân phối lại trung bình cho phân khúc . Tương tự, người ta chứng minh rằng nằm trên phân phối lại trung bình cho khoảng . Bán kính của hình tròn ngoại tiếp tam giác là .
- Vì , nên với bất kỳ lựa chọn điểm nào, điểm nằm trên một đường tròn có tâm là tâm của đường tròn thứ hai và bán kính bằng bán kính của đường tròn thứ nhất. Tất cả các điểm của vòng tròn được chỉ định, ngoại trừ điểm và , được lấy từ điểm và bằng báo cáo song song, trong đó điểm đi đến , thuộc về tập hợp điểm độc quyền.
- Chúng ta sắp xếp các số 0, 1, 2 tại các nút của lưới được mô tả trong điều kiện bài toán như sau: góc dưới bên trái của hình lục giác - như tại hình 4, sau đó các số được lặp lại định kỳ theo mọi hướng.
Vì 1000 khi chia cho 3 dư 1 nên các đỉnh còn lại của hình lục giác và tâm của nó có các số như trong hình 5. Nếu các đỉnh của tam giác vuông nằm ở các nút lưới thì tổng các số trong chúng chia cho 3.
Để chứng minh điều này, thật thuận tiện khi “tiếp tục” lưới kết quả cho đến khi toàn bộ mặt phẳng được phân chia (xem hình 4) và thay thế lưới đó khi xoay 60° (theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ) xung quanh bất kỳ nút lưới nào, tập hợp các nút được đánh số cùng số với tâm quay sẽ đi vào chính nó và tập hợp các nút được đánh số bằng hai số còn lại
62
“đổi chỗ”: ví dụ khi quay một góc 60° với tâm tại điểm A được đánh số 0 thì nút nào có số 0 sẽ đến nút có số 0, nút nào có số 1 sẽ đến nút có số 2, nút có số 2 sẽ đến nút có số 1.
Chúng ta hãy lấy một tam giác đều PQR bị xuyên thủng với các đỉnh tại các nút mạng. Nếu đỉnh P và Q của nó được đánh dấu bằng cùng một số thì đỉnh R sẽ được đánh dấu bằng cùng một số (nó thu được từ điểm Q bằng cách quay 60° quanh điểm P).
Tương tự, nếu tại đỉnh P và Q có hai số khác nhau thì tại đỉnh R có một tam giác.
Do đó, tổng các số tại các đỉnh của một tam giác đều luôn chia hết cho 3.
Dễ dàng kiểm tra; rằng tổng của tất cả các số trong các nút lưới khi chia cho 3 sẽ có số dư là 2. Do đó, nút không tô màu cuối cùng phải có số 2. Theo hình 5, nút này không thể trùng với đỉnh của hình lục giác.
Hình 5.
- a) Gọi là tâm của đường tròn ngoại tiếp xung quanh -gon . Vì , , các biểu thức đang xét có dạng . Chỉ cần lấy dấu phẳng cho các vectơ với số lẻ và dấu trừ cho các vectơ còn lại là đủ.
- Đặt các vectơ nhập biểu thức đang xét bằng dấu phẳng và vectơ bằng dấu trừ. Khi đó biểu thức có dạng và sẽ bằng 0 nếu .
Sự bằng nhau của điểm được xác định duy nhất nếu các số và được cho trước. Số lượng các tập hợp như vậy là hữu hạn, do đó, nếu lẻ thì số điểm cũng sẽ hữu hạn.
-
Đáp số: a) . Xem lời giải bài toán M1005 («Kvant», 1987, số 1).
-
Chỉ cần chứng minh rằng bất đẳng thức đúng với mọi số thực là đủ. Vì hàm tuần hoàn với chu kì nên chỉ cần chứng minh bất đẳng thức cho là đủ. Đầu tiên chúng ta chứng minh rằng với bất đẳng thức đúng. Hãy để . Sau đó . Vì , thì , , do đó .
> 2 tội 1. Các trường hợp và xử lý tương tự. Còn phải chứng minh rằng 2 sin 1 > . Chúng tôi có . Do đó 2 sin 1 ≥ .
lớp 10
-
Đáp số: 1 và 9. Kiểm tra cho thấy số 1 và 9 thỏa mãn điều kiện. Hãy chứng minh rằng không có số nào khác. Cho số có các ước khác nhau. Tất cả các ước của số không phải có thể được chia thành các cặp sao cho tích của các số trong mỗi cặp bằng . Gọi số cặp như vậy là . Khi đó và số là số lẻ và có các ước số bằng nhỏ hơn . Giả sử chia hết cho tất cả các số lẻ nhỏ hơn . Số là ước số của số , và do đó số , do đó .
-
Xem lời giải bài toán M999 («Kvant», 1986, số 12).
-
Xem lời giải bài toán M1004 («Kvant», 1987, số 1).
-
Gợi ý. Sự sắp xếp Izozem của các số nguyên trong tất cả các khối đơn vị là phù hợp nếu tổng của chúng ở bất kỳ hàng nào bằng 0. Ví dụ: sử dụng hai thao tác sau:
a) sắp xếp lại hai khối lập phương đơn vị ở bên trái, song song với một số mặt của khối lập phương, 6) cộng cùng một số vào các số đứng ở các đỉnh màu đỏ của khối lập phương ban đầu (xem hình 6), và đồng thời trừ đi cùng một số đó với các số đứng ở các đỉnh khác; có thể nói thêm rằng số lượng các số khác nhau sẽ tăng lên. Bằng cách lặp lại các thao tác được mô tả nhiều lần, người ta nói thêm rằng tất cả các số sẽ khác nhau.
-
Xem lời giải bài toán M997 («Kvant», 1986, số 12).
-
Lưu ý (hình 7) rằng bất kỳ tiếp tuyến nào không song song với cạnh của hình vuông sẽ cắt khỏi nó một tam giác vuông có chu vi 2, góc nhọn và diện tích (đạt được sự bằng nhau ở ). Khi đó diện tích chung của các phần của hình vuông và hình tam giác thỏa mãn bất đẳng thức .
Nói chung, bất đẳng thức không đúng. Thật vậy (hình 8), hãy vẽ hai cạnh của tam giác ngoại tiếp cắt các cạnh của hình vuông một góc , và vẽ cạnh thứ ba sao cho diện tích của tam giác mà nó cắt đi thỏa mãn bất đẳng thức .
- Đáp số: . Lời giải. Hãy đặt cho phù hợp với từng
63
Hình 6. Hình 7. Hình 8.
trong đó các hệ số lần lượt đếm các “chữ số” của ký hiệu kép của các số , , tức là, được xác định từ các khai triển
(chỉ số tổng ở đây và bên dưới chạy trên một tập hữu hạn các giá trị nguyên không âm nhất định). Kiểm tra cho thấy đa thức có thể chấp nhận được và
Bất kỳ đa thức
thỏa mãn điều kiện bài toán trùng với đúng một đa thức trong danh sách . Thật vậy, mỗi hệ số của nó đại diện cho hai giá trị (vì ) là một số có ký hiệu kép, tức là có các phần mở rộng
trong đó các hệ số được xác định duy nhất. Do đó, hành động tương tự là hợp lệ, trong đó số được cho bởi đẳng thức (*) và không vượt quá , vì
8. Xem lời giải bài toán M998 («Kvant», 1986, số 12).
Kính vạn hoa «Kvant»
Câu hỏi và bài toán
- Trong trường hợp này, theo định nghĩa của hợp lực, nó đơn giản là không tồn tại.
- Lực kéo sẽ tăng gấp đôi.
- Một sợi dây thật (có khối lượng) không thể bị căng hoàn toàn theo chiều ngang.
- Tại điểm , vì ở đây mặt đường lõm xuống và lực ép là quan trọng nhất.
- Giữ một vật trên một mặt phẳng nghiêng thì dễ hơn là đưa nó lên trên (có tính đến tác dụng của ma sát).
- Tải trọng được tác động bởi một lực ma sát tự động định hướng theo tốc độ chuyển động.
- Xem hình 9. I - lò xo mắc nối tiếp, II - song song.
- Sức mạnh của trọng lực.
- Ở các vị trí cực trị của tải trọng, lực tổng hợp hướng tiếp tuyến với quỹ đạo, ở vị trí thấp hơn - tới điểm treo của con lắc.
Hình 9.
10. Lực hấp dẫn biến thành lực ma sát.
11. Không, hộp sẽ xoay tương ứng với cạnh .
12. Đường cảm ứng từ trường có chiều từ Bắc xuống Nam.
Kinh nghiệm vi mô
Lực ma sát phụ thuộc vào lực ép, lực này trong trường hợp tấm ván bị phồng lớn hơn đáng kể so với trường hợp tấm ván khô.
«Kvant» cho học sinh nhỏ
(xem «Kvant» số 10)
- Điểm phải được đặt sao cho đoạn bằng 1/5 đoạn (hình 10); thì diện tích tam giác sẽ bằng 1/5 diện tích tam giác . Tương tự, điểm được đặt sao cho , điểm sao cho và điểm sao cho .
- Đáp số: 1.999.999.999, Lời giải. Nếu trong số các số đã cho có hai số và , lớn hơn một, thì khi thay một trong số chúng bằng và thay số thứ hai bằng 1, chúng ta thu được rằng tích của tất cả các số sẽ không thay đổi, nhưng tổng sẽ tăng lên, vì từ bất đẳng thức tiếp theo nó suy ra rằng . Như vậy, tổng sẽ lớn nhất nếu một trong các số bằng một tỷ và các số còn lại bằng số một.
- Không, vì mọi số như vậy đều nhỏ hơn nhưng lớn hơn .
- Từ hình đến điều kiện bài toán rõ ràng là ở ấm thứ hai phần lớn hơi nước thoát ra
Trang cờ vua
Cố vấn là cựu vô địch cờ vua thế giới, kiện tướng quốc tế A.E. Karpov. Trang này được điều hành bởi E. Ya. Gik, Bậc thầy thể thao cờ vua của Liên Xô, Ứng viên khoa học kỹ thuật.
TRÊN BẢNG HÌNH TRỤ
Sau khi “Trang cờ vua” có tựa đề “Cờ vua hình trụ” xuất hiện ở «Kvant» số 7 năm 1985, người biên tập đã nhận được rất nhiều thư - cốt truyện hình học cờ vua khác thường đã khơi dậy sự quan tâm sâu sắc của độc giả. Tài liệu của độc giả từ Donetsk V. Popov đáng được quan tâm đặc biệt. Lý do là như sau bài toán.
F. Bondarenko. Chiếu tướng trong 1 nước: a) trên bàn cờ thông thường; 6) trên một hình trụ thẳng đứng (các đường “a” và “h” được dán vào nhau); c) trên một hình trụ nằm ngang (các đường “1” và “8” được dán lại với nhau).
Trên một bảng thông thường, nghiệm là 1.Qe2—e8×; trên một hình trụ thẳng đứng, nước đi này không giao nhau do đáp số 1…Ka8—h7!, và chỉ 1.Qe2—g8× dẫn đến mục tiêu ( quân hậu trắng đi dọc theo tuyến đường e2—a6—h7—g8); trên một hình trụ nằm ngang chỉ có 1.Fe2—a2× giải được!
V. Popov nhằm mục đích cải thiện thiết kế bên ngoài của bài toán. Chúng ta hãy nhìn lại vị trí nguồn ban đầu. Vua đen bị trói buộc một cách có phần thô lỗ; anh ta không có chút tự do nào cả. Việc tìm kiếm một cách xây dựng ban đầu tinh tế hơn đã dẫn đến quan điểm này.
Chiếu tướng trong 1 nước: a) trên bàn cờ thông thường; 6) trên một hình trụ thẳng đứng; c) trên một hình trụ nằm ngang.
Ưu điểm của bài toán so với bản gốc là rất thú vị - vua hoa đen mạnh hơn và tốt b7 được thay thế bằng hiệp sĩ năng động hơn.
Những suy nghĩ “hình trụ” sâu hơn khiến người ta có thể phát hiện ra rằng hiệp sĩ b7 là hoàn toàn thừa.
V. Popov, 1986 Trắng: Cre3, Fs4, Cf4; màu đen: Kra8. Chiếu tướng trong 1 nước: a) trên bàn cờ thông thường; 6) trên một hình trụ thẳng đứng; c) trên một hình trụ nằm ngang.
Đối với chúng tôi, đây là một quan điểm có vẻ là một câu hỏi lý tưởng về chủ đề của Bondarenko. Quả thực, trên bàn cờ chỉ có bốn quân, đội hình rất nhẹ nhàng và trang nhã - quân trắng cách xa quân vua, thoạt nhìn có vẻ như không thể có một quân cờ đơn lẻ.
a) Trên bàn cờ thông thường, tỷ lệ dẫn đến bàn thắng duy nhất là 1.Q6×.
- Trên một hình trụ thẳng đứng, các đường “a” và “h” được dán vào nhau và phép tính là 1.Fs4—a2—h1×! (1.Qa6(e4)+ Kra8—h8!, 1.Qs8(h7)+ Kra8—h7(:h7)). Hậu ngay lập tức nắm quyền kiểm soát bốn ô trong khu vực của vua đen (bao gồm cả ô do ông ta chiếm giữ) - b7, a8 dọc theo đường chéo h1-a8 và h7, h8 dọc theo “h”. Điều gây tò mò là từ một khoảng cách gần hơn, không thể lấy đi nhiều ô vuông như vậy từ nhà vua mà không trở thành nữ hoàng trong trận chiến - không phải trên một hình trụ, thậm chí còn hơn thế trên một bảng thông thường. Các ô a7, b8 được quân tượng giữ dọc theo đường chéo c1-h6-a7-b8.
c) Trên một hình trụ nằm ngang, hình đầu tiên được dán vào nhau và các đường được khôi phục và chỉ giải được 1.Fs4—f1—g8—h7×! (1.Qa6+ Kra8—b1!). Một lần nữa, quân hậu lại lấy từ nhà vua bốn ô vuông: a8, b1 dọc theo đường chéo h7-b1-a8 và a7, b7 dọc theo hàng thứ bảy. Các ô b8, a1 được quân tượng giữ dọc theo đường chéo h2-b8-a1. Và ở đây, các nước cờ khác không chiếu hết quân hậu—vua đi đến a7 hoặc b7. Nếu vua trắng bị loại khỏi đường đi của quân tượng, thì quân cờ 1.Qc8(e4, h1)+ sẽ trở thành quân cờ chiếu tướng, vì quân vua không thể tiếp cận được ô a7. Thật kỳ lạ, nhưng vua trắng, ở phía sau quân cờ của mình, đã ngăn cản quân trắng giao phối! Trong cùng một lọ gia vị, liền thấy rõ bạch vương vô dụng, nhưng thực tế lại có hại thì không ngờ…
Cạnh tranh bài toán
Nếu (về mặt tinh thần) bạn dán các đường thẳng đứng “a” và “h” và các đường ngang “1” và “8” lại với nhau, thì bạn sẽ có được một bảng hình xuyến. Bốn chiều đầu tiên là trên bảng hình xuyến, chiều thứ hai là trên bảng thông thường.
-
Chiếu hết trong 4 nước đi trên bàn cờ hình xuyến.
-
Chiếu tướng trong 4 nước đi.
Hạn chót gửi lời giải là ngày 20 tháng 1 năm 1987 với ghi chú trên phong bì “Thi đấu cờ vua «Kvant», nhiệm vụ 21, 22.”
M. V. LOMONOSOV
TRONG NHÀ PHILATELY
Giá 40 kopecks.
Chỉ số 70465
Những con tem bưu chính đầu tiên của Liên Xô dành riêng cho báo cáo khoa học được phát hành vào năm 1925, nhân kỷ niệm 200 năm thành lập Viện Hàn lâm Khoa học. Họ vẽ chân dung của M.V. Lomonosov trên nền tòa nhà của Viện Hàn lâm Khoa học ở Leningrad. Một bố cục tương tự được sao chép trên một con tem dành riêng cho lễ kỷ niệm 220 năm thành lập Viện Hàn lâm Khoa học. Vào ngày 5 tháng 1 năm 1949, Bảo tàng M. V. Lomonosov được khai trương tại Leningrad. Sự kiện này đã được kỷ niệm trên tem Punka với bức chân dung của ông. Chân dung của MV Lomonosov cũng được sao chép trên tem và bưu thiếp dành riêng cho lễ kỷ niệm 200 năm thành lập Đại học Tổng hợp Moscow. Năm 1956, bộ tem in chân dung các nhà văn của Tổ quốc được phát hành. Một trong số đó được dành riêng cho M.V. Lomonosov. Năm 1961, nhân kỷ niệm 250 năm ngày sinh của M. V. Lomonosov, một loạt ba con tem đã được phát hành - hai con tem có chân dung của ông và một con tem có hình tượng đài M. V. Lomonosov trên nền tòa nhà mới của Đại học Tổng hợp Moscow.
V. Rudov
200 năm
Huân chương Lênin Matxcơva
Đại học bang
được đặt theo tên của M.V. Lomonosov
1755—1955