VIII ТУРНИР ЮНЫХ ФИЗИКОВ

ЗАОЧНЫЙ КОЛЛЕКТИВНЫЙ КОНКУРС
(на выполнение этих заданий школам отводилось два месяца)

211. Придумай сам. Самостоятельно сформулируйте физическую задачу-проблему и решите ее.

212. Якорь. Как объяснить, что якорь массой 5 тонн надежно удерживает корабль массой 10 тысяч тонн?

213. Коэффициент Пуассона. Известно, что всякая продольная деформация твердого тела вызывает и его поперечную деформацию. Объясните это явление. Предложите теоретический расчет коэффициента Пуассона для металлов. Проведите экспериментальные и теоретические исследования для резинового стержня.   

214. Двойные рамы. В жилых помещениях средней полосы СССР принято ставить в окна двойные рамы. Не следует ли, по вашему мнению, перейти на применение тройных рам?

215. Пленка масла. «В 1757 году я находился на борту одного из 96-ти кораблей флотилии, следовавшей из Луисбурга. Я заметил, что поверхность воды вокруг двух кораблей была на удивление спокойна, в то время как вокруг других наблюдалось сильное волнение, вызываемое сильными порывами ветра. Озадаченный столь странным различием, я в конце концов обратился к капитану и спросил, что бы это могло значить. 'Коки, - сказал он, - как я понимаю, вылили только что через шпигат жирную воду, и она немного засалила борта этих кораблей'. В интонации капитана чувствовался легкий оттенок презрения, высказываемого человеку, который не знает каких-то общеизвестных истин'. (Бенджамин Франклин). Объясните явление, замеченное ученым. Проведите опыты по выливанию масла на неспокойную поверхность воды.

216. Автоколебания. Многим известна детская игрушка: длинношеий утенок наклоняется к корытцу с водой и, покачиваясь, 'пьет' воду. Затем откидывается от корытца, но через некоторое время опять наклоняется и 'пьет' и т.д. С точки зрения физика это - пример автоколебаний, происходящих при наличии внешнего источника энергии. Сконструируйте и изготовьте наглядный прибор или игрушку, демонстрирующую автоколебания.

217. Диполи. Известно, что два диполя, находящиеся на расстоянии l друг от друга, как показано на рисунке, притягиваются с силой F=k 6p2 /r4, где p=ql - дипольный момент. Как будут взаимодействовать диполи, если их моменты будут переменными во времени: p1=p2=p0sinwt.

218. Поверхностный заряд. Известно, что если зарядить металлический шар, то заряд распределится по его поверхности. Оцените толщину этого поверхностного слоя.

219. Сила   магнита. Экспериментально исследуйте зависимость от расстояния силы притяжения стального шарика к полюсу полосового магнита. Объясните результаты. Специально исследуйте поведение намагниченного и ненамагниченного шариков.

220. Скачки Баркгаузена. Интересные явления, связанные с намагничиванием ферромагнетиков, вы можете наблюдать, создав следующую установку: 1 - радиоприемник, 2 -катушка из медного провода, 3 - исследуемый образец, 4 - магнит или электромагнит. Примерные параметры катушки: число витков - несколько тысяч, диаметр провода - 0.1 - 0.2 мм, длина намотки - 30-50 мм, внутренний диаметр отверстия в катушке - 5-10 мм. В качестве исследуемых образцов могут быть использованы вязальные спицы, отожженный гвоздь, надфиль и другие ферромагнитные объекты. Катушку следует подключить к входу усилителя радиоприемника. Исследуемый образец вставить в катушку. При приближении или удалении магнита от образца, смене полюсов и других манипуляциях вы услышите шуршание и потрескивание. Исследуйте явление. Попробуйте усовершенствовать установку для подтверждения ваших гипотез.

221. Показатель преломления. Измерьте показатель преломления вара (битума).

222. Глубина резкости. Экспериментально определите глубины резкости фотоаппарата от диаметра диафрагмы. Дайте теоретическое объяснение полученной зависимости. Как изменится характер исследуемой зависимости при замене объектива на одиночную линзу?

223. Черная дыра. Оцените катастрофические для Земли последствия столкновения с черной дырой, которая движется по земной орбите навстречу Земле. Рассмотрите случаи отношения масс черной дыры и Земли 10– 9; 10– 6; 10–3; 1.

224. Прерывистое тяготение. Сила тяготения являет нам повседневный пример силы, действующей, по-видимому, беспрерывно. Правда, мы не знаем, не разделено ли ее действие неощутимо малыми промежутками времени, но поскольку при этой гипотезе явления были бы почти теми же, как и в случае непрерывного действия, геометры предпочли последнюю гипотезу как более удобную и простую'. (Пьер Симон   Лаплас). Оцените возможную скважность силы тяготения.

225. Искристый снег.
Под голубыми небесами
Великолепными коврами
Блестя на солнце,
снег лежит. (А.С.Пушкин).
Свежевыпавший пушистый снег искрится на солнце. Оцените характерное расстояние между отдельными искринками.

226. Тихий снег.
Тишайший снегопад –
Дверям обидно хлопать.
Посередине дня
В столице, как в селе.
Тишайший снегопад,
Закутавшийся в хлопья,
В обувке пуховой
Проходит по земле. (А.Межиров).
Оцените громкость звука, возникающего при падении снежинок во время снегопада.

227. Скрипящий снег.
Скрипит, скрипит, как снег, капуста,
И снег скрипит, как кочаны. (О. Чухонцев).
Когда, как и почему скрипит снег и при чем тут капуста?!

ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ ФИНАЛИСТАМ
(на выполнение этих заданий школам отводилось две недели)

228. Скрытый рисунок. Рисунок, выполненный непрерывной полоской листовой меди, вклеен между двумя плотными непрозрачными листами бумаги (почтовыми открытками). Один конец полоски выведен наружу. Неразрушающими методами определите, что изображено медной полоской.

229. Пьезокерамика. Пьезокерамический образец имеет форму параллелепипеда размером (в мм) 10x10x85. Две его противоположные грани ... посеребрены.
а) Оцените долю механической энергии, переходящей в электрическую при ударе о его торец стального шарика.
б) Используя свойства пьезокерамического образца, измерьте время соударения стального шарика с его торцом.

230. Зеркало. На поверхность медного зеркала напылен слой алюминия. Напыление проводилось в вакууме (10 мм рт. ст.). Объясните, почему на границе напыления алюминия на зеркальную поверхность меди наблюдается темная полоса.

231. Разведчик. В середине маленького острова установлен прожектор, луч которого вращается в горизонтальной плоскости с частотой 1 об/мин. Охрана острова обнаруживает все объекты, попавшие в луч прожектора на расстоянии от 20 м до 1 км от центра острова. Вам необходимо достичь острова необнаруженным. В вашем распоряжении катер, развивающий скорость 50 км/час.
а) Считая скорость катера постоянной, найдите траекторию движения, при которой катер достигает острова необнаруженным.
б) При какой минимальной скорости катера это возможно?

232. Тяготение. Некий объект, условно названный астероидом, состоит из вещества постоянной плотности.
а) При какой минимальной массе астероида ускорение свободного падения (напряженность гравитационного поля) вблизи него хотя бы в одной точке равно g?
б) Найдите такую форму астероида, при которой созданное им гравитационное поле будет однородным (с напряженностью g) в конечном физическом объеме V. Постарайтесь, как и в случае а), подобрать такую форму астероида, при которой его масса минимальна.

КОНКУРС КАПИТАНОВ И БОЛЕЛЬЩИКОВ
(капитаны выполняли эти задания с двумя помощниками. Болельщики работали индивидуально или группами и присылали ответы в пользу одной из команд-финалистов. Время на выполнение каждого задания - 5 минут)

233. Воздушный шар. В честь закрытия восьмого Турнира юных физиков в большой аудитории физического факультета МГУ был произведен запуск воздушного шара системы братьев Монгольфье. Воздушный шар объемом примерно в 3.5 м был склеен из кальки. Подъемная сила создавалась воздухом, нагретым с помощью газовой горелки с открытым пламенем. (Участников запуска подстерегали те же опасности, что и братьев Монгольфье, поэтому на всякий случай поблизости находились дежурные с ведрами воды. Но все прошло успешно, и шар к восторгу всех присутствующих поднялся к потолку аудитории.) Запуск шара позволил сформулировать первую задачу конкурса капитанов и болельщиков: оцените массу оболочки шара системы братьев Монгольфье.

234. Трехпрограммный репродуктор. Почему при плохом контакте резко ухудшается слышимость 1-й программы и практически не изменяется слышимость 3-й программы?

235. Термометр. Если достаточно долго дышать на обернутый шерстью медицинский термометр, то он покажет температуру выше 'нормальной'. Почему?

236. Водяной молоток. Объясните действие водяного молотка. Для изготовления водяного молотка можно взять химическую пробирку с хорошо подогнанной резиновой пробкой. Заполните пробирку доверху водой, лучше дистиллированной, но не закрывайте пробирку. Нагрейте воду до 100 С и кипятите далее на медленном огне до тех пор, пока жидкость не начнет 'взрываться' с образованием больших пузырей - вода перегрета. В момент образования большого пузыря быстро закройте пробирку пробкой. Остудите пробирку с водой, водяной молоток готов. При резком встряхивании водяного молотка слышен характерный металлический звук.

237. Скрипка и гитара. Почему маленькая скрипка звучит громче большой гитары?

238. Мяч. Объясните поведение волейбольного мяча при «крученом» ударе.

239. Лазерная пушка. Луч лабораторного импульсного лазера сбивает бумажную мишень. Почему? (На финале турнира демонстрировался СО2 лазер, в качестве мишени - полоска черной бумаги).

240. Атом Бора. Оцените размер возбужденного атома водорода при значении главного квантового числа n=650.
     
 
Центр дополнительного образования детей 'Дистантное обучение'
История ИТФ
История ТЮФ
Московские ТЮФ
1-й Московский ТЮФ
2-й ТЮФ
3-й ТЮФ
4-й ТЮФ
5-й ТЮФ
6-й ТЮФ
7-й ТЮФ
8-й ТЮФ
9-й ТЮФ
Международные ТЮФ

 
Оргкомитет

Дизайн и программинг "Арт-Навигатор"