Решение заданий школьного этапа олимпиады по физике 9-11 классы

Решение школьного тура олимпиады по физике 9 класс.

1. Плот будет держаться на воде, если Fарх=F₁+ F₂ (1), где F₁ - сила тяжести плота; F₂ - сила тяжести груза.

Архимедова сила равна: F_Арх= ρ₀gV; V- объем плота; V= NV₁; N-число бревен; V₁-объем одного бревна; V₁=Sℓ, тогда F_Арх= ρ₀gNSℓ.

Сила тяжести плота F₁=m₁gN , m₁-масса одного бревна; m₁= ρV₁;

F₁= ρSℓgN.

Сила тяжести груза на плоту: F₂=m g.

Подставляя все значения сил в уравнение (1) и получаем:

N=

2. Допустим, когда ослик увидел автомобиль, тот находился от моста на расстоянии S, а длина всего моста ℓ. Время бега ослика к началу моста равно: t = . За это время автомобиль прошел путь S; t = . Тогда (1); . Если ослик пробежал вперед, то время его бега к концу моста будет равно: t = . За это время автомобиль прошел путь S+ ℓ; t = .

Тогда (2); . Решаем систему двух уравнений (1) и (2) и получаем ответ:

=

3. m_в - масса воды в комке; m₁ - масса воды; m₂ - масса снега.

Q₁ = Q₂+ Q₃ - уравнение теплового баланса для данной теплоизолированной системы, где Q₁ = m₁c(t₁- θ) - количество теплоты, отданное водой;

Q₂ = (m₂ - m_в)λ - количество теплоты, затраченное на плавление снега;

Q₃ = m₂c(θ - 0⁰) = m₂cθ - количество теплоты, затраченное на нагревание воды, полученной из всего снега.

Так как снег мокрый, то температура смести «снег + вода (в комке снега)» будет иметь температуру 0 ⁰С в течение всего процесса плавления снега. Тогда:

m₁c(t₁- θ) = (m₂ - m_в)λ + m₂cθ. Делаем преобразования с данным выводом и получаем массу воды в комке m_в = 77,1·10^-3 кг.

4. Указания:

1. измерить массу тела на весах;

2. измерить объем тела с помощью мензурки;

3. рассчитать по формуле ρ = плотность данного тела.

Решение школьного тура олимпиады по физике 10 класс.

1. Силы, действующие на нижний шарик: сила натяжения, архимедова сила, сила тяжести: F_н+F_арх = m₁g (1).

Силы, действующие на верхний шарик: сила натяжения, архимедова сила, сила тяжести: F_н+ m₂g =F_арх (2).

F_н =

Решая систему уравнений (1) и (2), получаем:

F_н = 15 Н.

2. Если капелька воды находилась на высоте h, то ее потенциальная энергия была равна: E_p = mgh.

Для нагревания капельки воды на градусов необходима теплота: Q = cm.

На основании закона сохранения энергии при падении капельки ее потенциальная энергия переходила в тепловую энергию: E_p = Q, тогда mgh = cm. Следовательно, h = . Тогда зная высоту падения капли, легко определить ее время падения: h = , отсюда t = .

Подставляя в полученное выражение значение h, окончательно получим:

t =

40ВВключать надо так:

60В

60В

40В

40В

Напряжение распределяется поровну между двумя группами ламп по 110 В.

3. Указания: на деревянную линейку ставят деревянный брусок, а затем линейку приподнимают за один конец так, чтобы брусок пришел в движение. Измерительной лентой измеряют h и ℓ. Брусок начнет двигаться, когда FF_тр.

F = mg sin α; F_тр = µmg cos α;

mg sin α = µmg cos α; µ = = tg α; tg α = . Тогда µ = .

Решение школьного тура олимпиады по физике 11 класс.

1. Из закона сохранения импульса m₀ = 2m. Отсюда , где скорость падающей капли, скорость капель сразу после удара.

Из закона сохранения энергии: +2mL (2), где L - удельная теплота парообразования: 100⁰С. При подстановке в (1) и преобразований окончательно получаем: ₀ = 2

Ответ:

2. Количество теплоты, выделяемое спиралью лампочки при нагревании: Q=JUt.

Это тепло пошло на увеличение внутренней энергии газа в лампочке:

Но по уравнению Менделеева - Клапейрона .

Изменение давления будет: , а P₂ = P+P_1.

Ответ: 82 000 Па.

3. Рабочее напряжение конденсатора 200В, а напряжение в сети 600В. Чтобы не произошло пробоя конденсатора, необходимо соединить последовательно не менее n = конденсатора. Группа из трех последовательно соединенных конденсаторов будет иметь общую емкость: С_n = = 4 мкФ. Но так как батарея конденсаторов должна иметь общую электроемкость 40 мкФ, следовательно, группы из трех конденсаторов надо соединить параллельно и таких параллельных групп должно быть десять.

N= = 10.

Ответ: 10.

4. Указания: упритесь концом карандаша в линейку под некоторым углом α и попытайтесь сдвинуть линейку. Если попытка не удалась, постепенно уменьшайте этот угол. В момент начала скольжения замерьте отрезки АВ (перпендикуляр, опущенный из вершины А карандаша на линейку) и ОВ (отрезок, проведенный из точки приложения карандаша к линейке - т.О и точки пересечения перпендикуляра АВ с линейкой -т.В). Коэффициент трения скольжения (µ) линейки о стол будет равен тангенсу угла α. Для момента начала скольжения, при пренебрежении силой тяжести линейки, получим:

N = F sin α (1), F_тр = F cos α (2), F_тр = µN (3). Разделив (1) на (2) с учетом (3) получаем: µ = tg α =