Angajații laboratorului au primit un premiu guvernamental. Angajații laboratorului au primit un premiu guvernamental la Olimpiada de fizică a întregii Ruse pentru școlari

Un bloc mic este conectat printr-un sistem de scripete printr-un fir inextensibil de un cărucior lung care se poate rula de-a lungul unei suprafețe orizontale. Blocul este așezat pe cărucior și pus în mișcare cu o viteză constantă ν = 2 m/s, îndreptat orizontal de-a lungul căruciorului (vezi Fig. 1.1).

Ce viteză în raport cu blocul va avea căruciorul în momentul în care unghiul dintre firul înclinat și orizont este α = 60°? Luați în considerare că la momentul indicat căruciorul nu a ajuns la peretele de care sunt atașate blocurile.

Soluție posibilă

Datorită inextensibilitatii firului, proiecția vitezei punctului A al frânghiei pe direcția AB este egală cu proiecția vitezei punctului D al frânghiei pe direcția DC, adică ν∙cosα = u, unde u este viteza căruciorului față de sol. Viteza căruciorului relativ la bloc este egală cu: ν rel. = u+ ν = ν∙(1+cosα) = 3 m/s.

Răspuns: ν rel. = 3 m/s.

Criteriu de evaluare

Problema 2

Un cub de gheață cu un glonț înghețat în el atârnă pe un fir și este parțial scufundat în apă situat într-un pahar cilindric cu pereți subțiri care stă pe masă. Gheața nu atinge pereții sau fundul paharului. Aria fundului paharului este S = 100 cm2. Forța de întindere a firului este F = 1 N. Cât de mult se va schimba nivelul apei din sticlă după topirea gheții? Va urca sau cobora? Glonțul are o masă m = 10 g și o densitate ρ = 10.000 kg/m 3. Densitatea apei ρ 0 = 1000 kg/m 3

Soluție posibilă

Să luăm în considerare forțele externe care acționează asupra conținutului unui pahar, care include apă, un cub de gheață și un glonț. Forța gravitațională este compensată de două forțe externe direcționate în sus - forța F și forța de presiune din partea de jos. Acesta din urmă, conform celei de-a treia legi a lui Newton, este egală ca mărime cu forța de presiune pe fund din lichid. Din starea de echilibru a conținutului paharului în starea inițială rezultă:

F + S∙ρ 0 ∙g∙h 1 = m care conține ∙g,

unde h 1 este înălțimea nivelului apei în starea inițială.

După ce gheața se topește, masa conținutului rămâne aceeași, dar nivelul se modifică
apa din pahar și deci presiunea apei în apropierea fundului. În plus, forța F încetează să acționeze, dar pe fund cu forță

Glonțul începe să se zdrobească. Noua condiție de echilibru pentru conținutul paharului are forma:

S∙ρ 0 ∙g∙h2 + N = m care conține ∙g,

unde h 2 este înălțimea nivelului apei în starea finală.

Scăzând a doua din prima ecuație, obținem o expresie pentru modificarea nivelului apei din pahar:

Deoarece această valoare este pozitivă, nivelul va crește.

Criteriu de evaluare

Total nu mai 10 puncte pentru sarcină!

Problema 3

O minge mică de masă m, suspendată pe un fir ușor inextensibil din tavanul camerei, a fost eliberată fără o viteză inițială dintr-o stare în care firul era orizontal. Găsiți munca făcută de forța de tensionare a firului pe minge în timp ce aceasta se mișcă din poziția de sus în cea de jos. Dați răspunsul pentru sistemul de referință asociat încăperii și pentru sistemul de referință care se deplasează orizontal față de încăpere în planul figurii cu o viteză constantă V. Lungimea firului este L. Sistemul de referință asociat încăperii poate fi considerată inerțială.

Soluție posibilă

În cadrul de referință asociat încăperii, forța de tensionare a firului în orice moment al mișcării este direcționată perpendicular pe viteza mingii, prin urmare, lucrul acesteia este zero.

Legea conservării energiei mecanice pentru o minge are forma

m∙g∙L = m∙u 2 /2,

unde puteți găsi viteza mingii în poziția inferioară:

Într-un cadru de referință în mișcare, viteza inițială a mingii este egală în valoare absolută cu V și
modulul vitezei finale a mingii este egal cu |V – u|. Apoi din teorema privind energia cinetică pentru minge rezultă:

Din aceasta obținem că munca efectuată de forța de întindere asupra firului este egală cu:

Deoarece într-un cadru de referință în mișcare în orice moment unghiul dintre vectorii viteză a bilei și forța de tensiune este obtuz, munca efectuată de această forță este negativă.

Criteriu de evaluare

Problema 4

Pe masă se află o tablă cu masa m 1 = 2 kg, iar pe tablă se află un bloc cu masa m 2 = 1 kg. De bloc se leagă un fir ușor, al cărui capăt este aruncat peste un bloc ideal fixat de marginea plăcii. Coeficienții de frecare dintre scândură și masă și dintre bloc și scândură sunt aceiași și egali cu μ = 0,1. Secțiunea firului dintre bloc și bloc este orizontală. Cu ce ​​accelerație absolută vor începe să se miște blocul și placa dacă se aplică o forță descendentă F = 5 N pe secțiunea verticală a firului? Accelerația gravitației poate fi considerată egală cu g = 10 m/s 2 .

Soluție posibilă

Trei forțe acționează asupra plăcii în direcția orizontală: forța de întindere a firului îndreptată spre dreapta și forțele de frecare îndreptate spre stânga din podea și bloc. Componenta orizontală a forței de întindere a firului care acționează asupra plăcii din dreapta este egală ca modul cu 5 N. Este mai mare decât suma modulelor forțelor de frecare maxime posibile care acționează asupra plăcii:

μ[(m 1 + m 2)∙g + F] + μ∙m 2 + μ∙m 2 ∙g = 4,5 H

Prin urmare, placa va aluneca de-a lungul podelei spre dreapta. În același timp, este evident că
blocul va aluneca de-a lungul tablei spre stânga. Din a doua lege a lui Newton,
notate pentru placa și pentru bloc, găsim modulele accelerațiilor lor:

Criteriu de evaluare

Problema 5

Un circuit electric este o plasă de sârmă formată din legături având aceeași rezistență R. O legătură este înlocuită cu un voltmetru, a cărui rezistență este, de asemenea, egală R. O sursă de tensiune este conectată la rețea U 0 = 20 V așa cum se arată în Figura 5.1. Găsiți citirea voltmetrului.

Soluție posibilă

Să descriem schematic curenții care curg în legăturile rețelei, ținând cont de simetria acesteia și de legea lui Ohm pentru o secțiune a circuitului. Conform acestei legi, puterea curentului în legăturile paralele sub aceeași tensiune este invers proporțională cu rezistența acestor legături. La înfățișarea curenților, este necesar să se țină cont și de legea conservării incarcare electrica pentru nodurile rețelei - suma curenților care curg în nod trebuie să fie egală cu suma curenților care ies din nod. În plus, rețineți că, datorită simetriei circuitului, nu curge nici un curent prin conductorii verticali de mijloc.

Dacă un curent trece prin verigile superioare eu, apoi un curent trece prin conductorii orizontali medii cu o intensitate 2 eu(din moment ce curentul eu curge prin legături cu rezistenţă comună 4 R, și curentul 2 eu– prin legături cu rezistență comună 2 R). Puterea curentului 3 eu curge printr-o secțiune a unui circuit cu o rezistență comună 10 R/3 – această secțiune include toate elementele, cu excepția celor două verigi orizontale inferioare. Aceasta înseamnă că prin cele două verigi orizontale inferioare cu o rezistență totală 2 R curentul curge cu forta 5 eu. Tensiunea pe aceste două verigi inferioare este egală cu U 0 = IR. Pentru un voltmetru puteți scrie: Uv = 3∙ eu∙ R. De aici

Uv =3∙ U 0 / 10 = 6 V.

Răspuns : Uv = 6 V

Criteriu de evaluare

Când rezolvați prin construirea unui circuit echivalent:

• Puncte pentru fiecare acțiune corectă pliază în sus.
• În cazul unei erori aritmetice (inclusiv o eroare la conversia unităților de măsură), evaluarea scade cu 1 punct.
• Maxim pentru 1 sarcină – 10 puncte.
• Un total de 50 de puncte pentru lucrare.

Pe 21 februarie, la Casa Guvernului Federației Ruse a avut loc ceremonia de decernare a Premiilor Guvernului în domeniul educației pentru anul 2018. Premiile au fost înmânate laureaților de către viceprim-ministrul Federației Ruse T.A. Golikova.

Printre câștigători se numără și angajați ai Laboratorului de Lucru cu Copii Suprazatați. Premiul a fost primit de profesorii echipei naționale a Rusiei la IPhO Vitaly Shevchenko și Alexander Kiselev, profesorii echipei naționale a Rusiei de la IJSO Elena Mikhailovna Snigireva (chimie) și Igor Kiselev (biologie) și șeful echipei ruse, prorector al MIPT Artyom Anatolevici Voronov.

Principalele realizări pentru care echipa a primit un premiu guvernamental au fost 5 medalii de aur pentru echipa rusă la IPhO-2017 în Indonezia și 6 medalii de aur pentru echipa de la IJSO-2017 din Olanda. Fiecare student a adus acasă aur!

Este pentru prima dată când un rezultat atât de mare la Olimpiada Internațională de Fizică a fost obținut de echipa rusă. În întreaga istorie a IPhO din 1967, nici echipa națională a Rusiei, nici a URSS nu reușiseră vreodată să câștige cinci medalii de aur.

Complexitatea sarcinilor olimpiadei și nivelul de pregătire al echipelor din alte țări este în continuă creștere. Cu toate acestea, echipa rusă este încă anul trecut ajunge în primele cinci echipe din lume. Pentru a obține rezultate înalte, cadrele didactice și conducerea echipei naționale îmbunătățesc sistemul de pregătire pentru competițiile internaționale din țara noastră. Au apărut școli de pregătire unde școlari studiază în detaliu cele mai dificile secțiuni ale programului. Se creează în mod activ o bază de date cu sarcini experimentale, prin completarea căreia copiii se pregătesc pentru turul experimental. Regulat lucru la distanță Pe parcursul anului de pregătire, băieții primesc aproximativ zece teme teoretice. Se acordă multă atenție traducerii de înaltă calitate a condițiilor sarcinilor de la Olimpiada în sine. Cursurile de formare sunt îmbunătățite.

Rezultatele înalte la olimpiadele internaționale sunt rezultatul muncii îndelungate a unui număr mare de profesori, personal și studenți ai MIPT, profesori personali la fața locului și munca grea a școlarilor înșiși. Pe lângă premianții menționați mai sus, o contribuție uriașă la pregătirea echipei naționale a fost adusă de:

Fedor Tsybrov (crearea de probleme pentru taxele de calificare)

Alexey Noyan (antrenamentul experimental al echipei, dezvoltarea unui atelier experimental)

Alexey Alekseev (crearea sarcinilor de calificare)

Arseniy Pikalov (pregătirea materialelor teoretice și organizarea de seminarii)

Ivan Erofeev ( multi ani de muncaîn toate direcțiile)

Alexander Artemyev (verificarea temelor)

Nikita Semenin (crearea sarcinilor de calificare)

Andrey Peskov (dezvoltarea și crearea de instalații experimentale)

Gleb Kuznetsov (antrenament experimental al echipei naționale)

A doua etapă (municipală).

Olimpiada integrală ruseascăşcolari la fizică

10.1. Pe o masă orizontală netedă se află plat un cerc subțire de masă M. Un fir ușor, inextensibil este înfășurat în jurul perimetrului cercului; tragem cu forță capătul liber al firului F, îndreptată tangenţial la cerc. Cu ce ​​accelerație se mișcă capătul firului pe care îl tragem?

Soluţie

Cercul va aluneca peste masă și, în același timp, firul se va desfășura de pe acesta. Ca urmare, cercul va efectua o mișcare complexă, care poate fi reprezentată ca suma mișcării de translație a cercului ca un singur întreg (în absența rotației) și mișcarea de rotație a cercului în jurul axei sale (cu un centrul staționar al cercului). Deoarece firul este inextensibil, accelerația dorită a capătului său este egală cu accelerația tangențială a punctului cercului la care atinge firul. În conformitate cu regula de adunare a accelerațiilor, această accelerație este egală cu suma accelerației asociate cu mișcarea de translație a cercului și componenta tangențială a accelerației punctelor cercului asociată mișcării sale de rotație: A = A postare + A roti

Deoarece cercul suferă mișcare de translație sub influența unei forțe constante F, Acea A post = F/M. Datorită faptului că cercul este subțire și toate elementele sale sunt la aceeași distanță de axa de rotație, componenta tangenţială a acceleraţiei punctelor cercului este, de asemenea, egală cu A roteste = F/M. Prin urmare, accelerația dorită a capătului firului este egală cu A fire = A = 2F/M.

Criterii

Puncte	Pentru ce se acordă punctele?
	Soluție complet corectă
	Găsit corect A post și A se rotesc, dar apoi sunt pliate incorect sau nu sunt pliate deloc.
	Găsit corect A posta sau A rotație (oricare dintre cantități).

10.2. Aveți la dispoziție 6 rezistențe cu o rezistență de 100 Ohmi. Cum ar trebui să fie conectate pentru a obține un rezistor cu o rezistență cât mai apropiată de 60 ohmi? Nu este necesar să folosiți toate rezistențele!

Soluţie

Să ne uităm la trei scheme de circuite electrice:

Să calculăm rezistența acestor circuite:

100 Ohm/2 = 50 Ohm	≈ 66,7 ohmi	= 60 ohmi

Conectarea rezistențelor conform schemei 3 oferă cel mai bun rezultat, exact 60 Ohmi.

Criterii

Puncte	Pentru ce se acordă punctele?
	Se oferă o diagramă a circuitului necesar și se face un calcul, dovedind că rezistența acestuia este de 60 Ohmi.
	Au fost luate în considerare 3 sau mai multe diagrame ale diferitelor circuite și s-au făcut calcule ale rezistenței acestora, dar diagrama circuitului dorit (cu o rezistență de exact 60 Ohmi) nu a fost printre ele.
	Au fost luate în considerare 1 sau 2 diagrame ale diferitelor circuite și s-au făcut calcule ale rezistenței acestora, dar schema circuitului dorit (cu o rezistență de exact 60 Ohmi) nu a fost printre ele.
	S-a luat în considerare 1 schemă de circuit și i s-a calculat rezistența, dar acest circuit nu este cel dorit (cu o rezistență de exact 60 Ohmi).
	Există ecuații sau desene separate legate de esența problemei, în absența unei soluții (sau în cazul unei soluții eronate).
	Soluția este incorectă sau lipsește.

10.3. Prin două tuburi, două fluxuri de lichide cu temperaturi diferite sunt furnizate în vas. După amestecarea și stabilirea temperaturii în vas, excesul de lichid curge afară. În primul experiment, temperaturile lichidelor au fost de +50 °C și +80 °C, iar temperatura rezultată în vas s-a dovedit a fi de +60 °C. În al doilea experiment, debitul primului lichid a fost crescut de 1,2 ori, iar temperatura acestuia a fost crescută la +60 °C. Debitul celui de-al doilea lichid și temperatura acestuia nu s-au modificat. Găsiți temperatura la starea de echilibru.

Soluţie

Să scriem ecuațiile de echilibru termic pentru ambele experimente. Să notăm debitele de lichide în masă ca MȘi A∙M,în consecință, capacitatea lor specifică de căldură este prin c, temperaturi – prin t 1 = +50 °C, t 2 = +80 °C, t 3 = +60 °C, iar temperatura dorită – până la t.

Să rezolvăm sistemul de ecuații rezultat:

=> =>

Criterii

Puncte	Pentru ce se acordă punctele?
	Soluție complet corectă
	O soluție corectă, în care există neajunsuri minore care în general nu afectează soluția (erori de alunecare, erori de calcul etc.).
	Ecuațiile de echilibru termic pentru ambele experimente au fost scrise corect, dar soluția nu a fost obținută.
	Ecuația echilibrului termic a fost scrisă corect doar pentru unul dintre experimente.
	Există ecuații separate legate de esența problemei, în absența unei soluții (sau în cazul unei soluții eronate).
	Soluția este incorectă sau lipsește.

10.4. Pe o masă orizontală netedă se află o tijă ușoară, de capetele căreia sunt legate bucăți scurte, inextensibile, de fir ușor. Greutățile sunt atașate de capetele libere ale bucăților de fir Mși 3 M, întins pe masă (vezi poza). Firele nu se lasă la început. Se aplică o forță la mijlocul tijei F, paralel cu bucățile de fir și perpendicular pe tijă. Găsiți accelerația mijlocului tijei. Numără repede înainte ca tija să se întoarcă!

Soluţie

Deoarece tija este ușoară, suma momentelor forțelor de întindere ale firelor T 1 și T 2 și putere F, calculată relativ la o axă care trece prin orice punct, trebuie să fie egală cu zero. Prin urmare, T 1 = T 2 = F/2.

Deoarece firele sunt inextensibile și nu se înclină, accelerațiile capetelor tijei sunt egale cu accelerațiile sarcinilor atașate acestora: pentru capătul stâng al tijei și https://pandia.ru/text/78/452/images/image014_43.gif" width="123" height="42 src=">.

Criterii

Puncte	Pentru ce se acordă punctele?
	Soluție complet corectă
	O soluție corectă care are defecte minore care, în general, nu afectează soluția (de exemplu, greșeli de scriere).
	Accelerațiile capetelor tijei (sau greutăților) sunt corect găsite, dar accelerația mijlocului tijei nu este determinată.
	Forțele de întindere ale firelor au fost găsite corect.
	Există ecuații sau desene separate cu explicații legate de esența problemei, în absența unei soluții (sau în cazul unei soluții eronate).
	Soluția este incorectă sau lipsește.