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Des lignes directrices sur la conduite et l'évaluation de la phase scolaire des Jeux olympiques.docx

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Au stade scolaire, il est recommandé d'inclure 4 tâches dans le devoir pour les élèves de 7e et 8e années. Comptez 2 heures pour les réaliser ; pour les élèves des 9e, 10e et 11e années - 5 tâches chacune, pour lesquelles 3 heures sont allouées.

Les tâches pour chaque tranche d'âge sont compilées en une seule version, les participants doivent donc s'asseoir un par un à une table (bureau).

Avant le début de la visite, le participant remplit la couverture du cahier en y indiquant ses données.

Les participants effectuent leur travail à l'aide de stylos à encre bleue ou violette. Il est interdit d’utiliser des stylos à encre rouge ou verte pour enregistrer les décisions.

Pendant l'Olympiade, les participants à l'Olympiade sont autorisés à utiliser une simple calculatrice d'ingénierie. Et au contraire, l'utilisation d'ouvrages de référence, de manuels, etc. est inacceptable. Si nécessaire, les élèves doivent recevoir des tableaux périodiques.

Système d'évaluation des résultats des Jeux olympiques

Nombre de points pour chaque tâche théorique le tour va de 0 à 10 points.

Si le problème est partiellement résolu, les étapes de résolution du problème sont soumises à évaluation. Il n'est pas recommandé de saisir des points fractionnaires. En dernier recours, ils devraient être arrondis « en faveur de l'étudiant » à des points entiers.

Il n'est pas permis de déduire des points pour « mauvaise écriture », des notes bâclées ou pour avoir résolu un problème d'une manière qui ne coïncide pas avec la méthode proposée par la commission méthodologique.

Note. De manière générale, il ne faut pas suivre de manière trop dogmatique le système d’évaluation de l’auteur (ce ne sont que des recommandations !). Les décisions et les approches des élèves peuvent différer de celles de l’auteur et peuvent ne pas être rationnelles.

Une attention particulière doit être accordée à l'appareil mathématique appliqué utilisé pour les problèmes qui n'ont pas de solutions alternatives.

Un exemple de correspondance entre les points attribués et la solution donnée par un participant à l'Olympiade

Points

Exactitude (inexactitude) de la décision

Solution tout à fait correcte

La bonne décision. Il existe des lacunes mineures qui n’affectent généralement pas la décision.

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9e année

1. Former les mouvements.

t 1 = 23 ct 2 = 13 c

2. Calcul des circuits électriques.

R. 1 = R. 4 = 600 ohms,R. 2 = R. 3 = 1,8 kOhm.

3. Calorimètre.

t 0 , 0 Ô AVEC . M , sa capacité thermique spécifiqueAvec , λ m .

4. Verre coloré.

5. Flacon dans l'eau.

3 d'une capacité de 1,5 litre a une masse de 250 g. Quelle masse faut-il placer dans le ballon pour qu'il coule dans l'eau ? Densité de l'eau 1 g/cm 3 .

1. L'expérimentateur Gluck a observé le mouvement venant en sens inverse d'un train express et d'un train électrique. Il s'est avéré que chacun des trains passait par Gluck en même tempst 1 = 23 c. Et à ce moment-là, l'ami de Gluck, le théoricien Bug, se trouvait dans un train et a déterminé que le train rapide l'avait dépassé depuist 2 = 13 c. Combien de fois les longueurs d’un train et d’un train électrique sont-elles différentes ?

Solution.

Critère d'évaluation:

Écrire l’équation du mouvement d’un train rapide – 1 point

Écrire l’équation du mouvement d’un train – 1 point

Écrire l’équation du mouvement lorsqu’un train rapide et un train électrique se rapprochent – ​​2 points

Résoudre l'équation du mouvement, écrire la formule dans vue générale- 5 points

Calculs mathématiques – 1 point

2. Quelle est la résistance du circuit avec l'interrupteur ouvert et fermé ?R. 1 = R. 4 = 600 ohms,R. 2 = R. 3 = 1,8 kOhm.

Solution.

Avec la clé ouverte :R. o = 1,2 kOhm.

Avec la clé fermée :R. o = 0,9 kOhm

Circuit équivalent avec une clé fermée :

Critère d'évaluation:

Trouver la résistance totale du circuit avec la clé ouverte – 3 points

Circuit équivalent avec une clé fermée – 2 points

Trouver la résistance totale du circuit avec la clé fermée – 3 points

Calculs mathématiques, conversion d'unités de mesure – 2 points

3. Dans un calorimètre avec de l'eau dont la températuret 0 , j'ai jeté un morceau de glace qui avait une température 0 Ô AVEC . Une fois l’équilibre thermique établi, il s’est avéré qu’un quart de la glace n’avait pas fondu. En supposant que la masse d'eau soit connueM , sa capacité thermique spécifiqueAvec , chaleur spécifique de fusion de la glaceλ , trouver la masse initiale d'un morceau de glacem .

Solution.

Critère d'évaluation:

Établir une équation pour la quantité de chaleur dégagée eau froide– 2 points

Résoudre l'équation bilan thermique(enregistrer la formule sous forme générale, sans calculs intermédiaires) – 3 points

Dériver des unités de mesure pour vérifier la formule de calcul – 1 point

4. Sur le cahier, il est écrit au crayon rouge « excellent » et en « vert » - « bien ». Il y a deux verres – vert et rouge. Dans quel verre faut-il regarder pour voir le mot « excellent » ? Expliquez votre réponse.

Solution.

Si vous approchez le verre rouge d'un disque avec un crayon rouge, il ne sera pas visible, car le verre rouge ne laisse passer que les rayons rouges et tout le fond sera rouge.

Si nous regardons l'écriture au crayon rouge à travers un verre vert, alors sur un fond vert nous verrons le mot « excellent » écrit en lettres noires, car le verre vert ne transmet pas les rayons de lumière rouges.

Pour voir le mot « excellent » dans un cahier, il faut regarder à travers le verre vert.

Critère d'évaluation:

Réponse complète – 5 points

5. Flacon en verre d'une densité de 2,5 g/cm 3 d'une capacité de 1,5 litre a une masse de 250 g. Quelle masse faut-il placer dans le ballon pour qu'il coule dans l'eau ? Densité de l'eau 1 g/cm 3 .

Solution.

Critère d'évaluation:

Écrire la formule pour trouver la force de gravité agissant sur un ballon avec une charge – 2 points

Écrire la formule pour trouver la force d’Archimède agissant sur un ballon immergé dans l’eau – 3 points

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Stade scolaire de l'Olympiade de Physique.

8e année

Voyageur.

Perroquet Kesha.

Ce matin-là, le perroquet Keshka, comme d'habitude, allait faire un reportage sur les bienfaits de la culture et de la consommation de bananes. Après avoir déjeuné avec 5 bananes, il a pris un mégaphone et est monté à la « tribune » - au sommet d'un palmier de 20 m de haut. A mi-hauteur, il a senti qu'avec un mégaphone il ne pourrait pas atteindre le sommet. Puis il a laissé le mégaphone et a grimpé plus loin sans lui. Keshka pourra-t-il faire un rapport si le rapport nécessite une réserve d'énergie de 200 J, une banane mangée permet de faire 200 J de travail, la masse du perroquet est de 3 kg, la masse du mégaphone est de 1 kg ? (pour les calculs, prenezg= 10 N/kg)

Température.

Ô

Banquise.

densité de la glace

Réponses, instructions, solutions aux problèmes de l'Olympiade

1. Le voyageur a roulé pendant 1 heure 30 minutes à une vitesse de 10 km/h sur un chameau puis pendant 3 heures sur un âne à une vitesse de 16 km/h. Comment c'était vitesse moyenne voyageur jusqu'au bout ?

Solution.

Critère d'évaluation:

Écrire la formule de la vitesse moyenne – 1 point

Trouver la distance parcourue lors de la première étape du mouvement – ​​1 point

Trouver la distance parcourue à la deuxième étape du mouvement – ​​​​1 point

Calculs mathématiques, conversion d'unités de mesure – 2 points

2. Ce matin-là, le perroquet Keshka, comme d'habitude, allait faire un reportage sur les bienfaits de la culture et de la consommation de bananes. Après avoir pris un petit-déjeuner avec 5 bananes, il a pris un mégaphone et est monté sur la « tribune » - au sommet d'un palmier de 20 m de haut. A mi-hauteur, il sentit qu'avec un mégaphone il ne pourrait pas atteindre le sommet. Puis il a laissé le mégaphone et a grimpé plus loin sans lui. Keshka pourra-t-il faire un rapport si le rapport nécessite une réserve d'énergie de 200 J, une banane mangée permet de faire 200 J de travail, la masse du perroquet est de 3 kg, la masse du mégaphone est de 1 kg ?

Solution.

Critère d'évaluation:

Trouver la réserve énergétique totale des bananes mangées – 1 point

Énergie dépensée pour élever le corps à une hauteur h – 2 points

L’énergie dépensée par Keshka pour monter sur le podium et parler – 1 point

Calculs mathématiques, formulation correcte de la réponse finale – 1 point

3. Dans de l'eau pesant 1 kg dont la température est de 10 Ô C, versez 800g d'eau bouillante. Quelle sera la température finale du mélange ? Capacité thermique spécifique de l'eau

Solution.

Critère d'évaluation:

Établir une équation pour la quantité de chaleur reçue par l’eau froide – 1 point

Établir une équation pour la quantité de chaleur dégagée eau chaude– 1 point

Écrire l’équation du bilan thermique – 2 points

Résoudre l’équation du bilan thermique (écrire la formule sous forme générale, sans calculs intermédiaires) – 5 points

4. Une banquise plate de 0,3 m d'épaisseur flotte dans la rivière. Quelle est la hauteur de la partie de la banquise qui dépasse au-dessus de l'eau ? Densité de l'eau densité de la glace

Solution.

Critère d'évaluation:

Enregistrer les conditions de flottaison des corps – 1 point

Écrire une formule pour trouver la force de gravité agissant sur une banquise – 2 points

Écrire la formule pour trouver la force d'Archimède agissant sur une banquise dans l'eau – 3 points

Résoudre un système de deux équations – 3 points

Calculs mathématiques – 1 point

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Stade scolaire de l'Olympiade de Physique.

10 e année

1. Vitesse moyenne.

2. Escalator.

Un escalier roulant de métro soulève un passager qui s'y trouve en 1 minute. Si une personne marche le long d’un escalier roulant arrêté, il lui faudra 3 minutes pour monter. Combien de temps faudra-t-il pour monter si une personne marche sur un escalier roulant ascendant ?

3. Seau à glace.

M Avec = 4200 J/(kg Ô λ = 340 000 J/kg.

t˚,AVEC

t, minute

t, minute minmiminmin

4. Circuit équivalent.

Trouvez la résistance du circuit indiqué sur la figure.

2 R.

2 R.

2 R.

2 R.

2 R.

2 R.

R. - ?

5. Pendule balistique.

m

Réponses, instructions, solutions aux problèmes de l'Olympiade

1 . Le voyageur voyageait de la ville A à la ville B d’abord en train, puis à dos de chameau. Quelle était la vitesse moyenne d’un voyageur s’il parcourait les deux tiers du trajet en train et un tiers du trajet à dos de chameau ? La vitesse du train est de 90 km/h, celle du chameau est de 15 km/h.

Solution.

Notons la distance entre les points par s.

Le temps de trajet en train est alors :

Critère d'évaluation:

Écrire une formule pour trouver du temps lors de la première étape du voyage – 1 point

Ecrire la formule pour trouver le temps à la deuxième étape du mouvement – ​​1 point

Trouver la totalité du temps de mouvement – ​​3 points

Dérivation de la formule de calcul pour trouver la vitesse moyenne (écriture de la formule sous forme générale, sans calculs intermédiaires) – 3 points

Calculs mathématiques – 2 points.

2. Un escalier roulant de métro soulève un passager qui s'y trouve en 1 minute. Si une personne marche le long d’un escalier roulant arrêté, il lui faudra 3 minutes pour monter. Combien de temps faudra-t-il pour monter si une personne marche sur un escalier roulant ascendant ?

Solution.

Critère d'évaluation:

Établir une équation de mouvement pour un passager sur un escalier roulant en mouvement – ​​1 point

Établir une équation de mouvement pour un passager se déplaçant sur un escalier roulant à l’arrêt – 1 point

Établir une équation de mouvement pour un passager en mouvement sur un escalier roulant en mouvement –2 points

Résoudre un système d'équations, trouver le temps de trajet d'un passager en mouvement sur un escalier roulant en mouvement (dérivation de la formule de calcul sous forme générale sans calculs intermédiaires) – 4 points

Calculs mathématiques – 1 point

3. Un seau contient un mélange d'eau et de glace d'une masse totale deM = 10 kg. Le seau a été amené dans la pièce et ils ont immédiatement commencé à mesurer la température du mélange. La dépendance résultante entre la température et le temps est illustrée dans la figure. Capacité thermique spécifique de l'eauAvec = 4200 J/(kg Ô AVEC). Chaleur spécifique de fusion de la glaceλ = 340 000 J/kg. Déterminez la masse de glace contenue dans le seau au moment de son introduction dans la pièce. Négligez la capacité thermique du seau.

t˚, ˚ AVEC

t, minute minmiminmin

Solution.

Critère d'évaluation:

Établir une équation pour la quantité de chaleur reçue par l’eau – 2 points

Établir une équation pour la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre la glace – 3 points

Écrire l’équation du bilan thermique – 1 point

Résoudre un système d’équations (écrire la formule sous forme générale, sans calculs intermédiaires) – 3 points

Calculs mathématiques – 1 point

4. Trouvez la résistance du circuit indiqué sur la figure.

2 R.

2 R.

2 R.

2 R.

2 R.

2 R.

R. - ?

Solution:

Les deux bonnes résistances sont connectées en parallèle et donnent ensembleR. .

Cette résistance est connectée en série avec la résistance de grandeur la plus à droiteR. . Ensemble, ils donnent une résistance de2 R. .

Ainsi, en passant de l'extrémité droite du circuit vers la gauche, on constate que la résistance totale entre les entrées du circuit est égale àR. .

Critère d'évaluation:

Calcul de connexion en parallèle de deux résistances – 2 points

Calcul d'une connexion en série de deux résistances – 2 points

Schéma de circuit équivalent – ​​5 points

Calculs mathématiques – 1 point

5. Une boîte de masse M, suspendue à un fil fin, est touchée par une balle de massem, volant horizontalement à une vitesse , et reste coincé dedans. À quelle hauteur H la boîte s’élève-t-elle après qu’une balle l’a touchée ?

Solution.

Papillon – 8 km/h

Voler – 300 m/min

Guépard – 112 km/h

Tortue – 6 m/min

2. Trésor.

Une trace de l'emplacement du trésor a été découverte : « Depuis le vieux chêne, marchez vers le nord 20 m, tournez à gauche et marchez 30 m, tournez à gauche et marchez 60 m, tournez à droite et marchez 15 m, tournez à droite et marchez 40 m. ; creuse ici." Quel est le chemin qui, selon le récit, doit être emprunté pour passer du chêne au trésor ? À quelle distance se trouve le trésor du chêne ? Complétez le dessin de la tâche.

3. Cafard Mitrofan.

La blatte Mitrofan se promène dans la cuisine. Pendant les 10 premières s, il a marché à une vitesse de 1 cm/s en direction du nord, puis s'est tourné vers l'ouest et a parcouru 50 cm en 10 s, est resté debout pendant 5 s, puis en direction du nord-est à une vitesse de 2 cm/s, parcourant une distance de 20 voir. Ici, il a été rattrapé par le pied d'un homme. Combien de temps la blatte Mitrofan a-t-elle marché dans la cuisine ? Quelle est la vitesse moyenne de déplacement de la blatte Mitrofan ?

4. Course d'escaliers mécaniques.

Réponses, instructions, solutions aux problèmes de l'Olympiade

1. Notez les noms des animaux par ordre décroissant de leur vitesse de déplacement :

Requin – 500 m/min

Papillon – 8 km/h

Voler – 300 m/min

Guépard – 112 km/h

Tortue – 6 m/min

Solution.

Critère d'évaluation:

Conversion de la vitesse du papillon en Système international unités – 1 point

Conversion de la vitesse de vol en SI – 1 point

Conversion de la vitesse de déplacement du guépard en SI – 1 point

Conversion de la vitesse de déplacement de la tortue en SI – 1 point

Écrire les noms des animaux par ordre décroissant de vitesse de déplacement – ​​1 point.

• Guépard – 31,1 m/s

  Requin – 500 m/min

  Voler – 5 m/s

  Papillon – 2,2 m/s

  Tortue – 0,1 m/s

2. Une trace de l'emplacement du trésor a été découverte : « Depuis le vieux chêne, marchez vers le nord 20 m, tournez à gauche et marchez 30 m, tournez à gauche et marchez 60 m, tournez à droite et marchez 15 m, tournez à droite et marchez 40 m. ; creuse ici." Quel est le chemin qui, selon le récit, doit être emprunté pour passer du chêne au trésor ? À quelle distance se trouve le trésor du chêne ? Complétez le dessin de la tâche.

Solution.

Critère d'évaluation:

Dessin du plan de trajectoire, en prenant l'échelle : 1cm 10m – 2 points

Trouver le chemin parcouru – 1 point

Comprendre la différence entre le chemin parcouru et le mouvement du corps – 2 points

3. La blatte Mitrofan se promène dans la cuisine. Pendant les 10 premières s, il a marché à une vitesse de 1 cm/s en direction du nord, puis s'est tourné vers l'ouest et a parcouru 50 cm en 10 s, est resté debout pendant 5 s, puis en direction du nord-est à une vitesse de 2 cm/s, parcourant une distance de 20 cm.

Ici, il a été rattrapé par le pied d'un homme. Combien de temps la blatte Mitrofan a-t-elle marché dans la cuisine ? Quelle est la vitesse moyenne de déplacement de la blatte Mitrofan ?

Solution.

Critère d'évaluation:

Trouver le temps du mouvement à la troisième étape du mouvement : – 1 point

Retrouver le chemin parcouru lors de la première étape du déplacement de la blatte – 1 point

Écrire la formule pour trouver la vitesse moyenne de déplacement d’un cafard – 2 points

Calculs mathématiques – 1 point

4. Deux enfants, Petya et Vasya, ont décidé de courir sur un escalier roulant en mouvement. Partant en même temps, ils coururent d'un point situé exactement au milieu de l'escalier roulant jusqu'à différents côtés: Petya descend et Vasya monte l'escalator. Le temps passé par Vasya sur la distance s'est avéré 3 fois plus long que celui de Petya. À quelle vitesse l'escalier roulant se déplace-t-il si des amis ont montré le même résultat lors de la dernière compétition, en parcourant la même distance à une vitesse de 2,1 m/s ?

Trouver du matériel pour n'importe quelle leçon,

par le mouvement dans les 3 premières secondes du mouvement

8e année

XLVI Olympiade panrusseécoliers en physique. Région de Léningrad. Scène municipale

9e année

 =2,7 10 3 kg/m 3,  V= 10 3 kg/m 3 et  B =0,7 10 3 kg/m 3 . Négliger la force de poussée de l'airg= 10 m/s2.

Avec=4,2 kJ/K ?

XLVIe Olympiade panrusse pour les écoliers en physique. Région de Léningrad. Scène municipale

10 e année

H Héquivaut à V.

Q

4
ρ ρ v. Définir l'attitude ρ/ρ v. Accélération chute libre g.

XLVIe Olympiade panrusse pour les écoliers en physique. Région de Léningrad. Scène municipale

11e année

v. R. g.

3. Quel est le volume maximum d'eau avec densitéρ 1 = 1,0 g/cm 3 peut être versé dans H--tube asymétrique en forme avec extrémités supérieures ouvertes, partiellement rempli d'huile de densitéρ 2 = 0,75 g/cm3 ? La section horizontale des parties verticales du tube est égale àS . Le volume de la partie horizontale du tube peut être négligé. Les dimensions verticales du tube et la hauteur de la colonne d'huile sont indiquées sur la figure (hauteurh considérée comme donnée).

Note.

4. Quelle est la résistance d'une armature en fil de fer en forme de rectangle avec des côtés UN Et V et en diagonale si le courant circule du point A au point B ? Résistance par unité de longueur de fil .

Mouvement point matériel est décrit par l'équation x(t)=0,2 sin(3.14t), où x est exprimé en mètres, t en secondes. Déterminez la distance parcourue par le point en 10 s de mouvement.

Solutions possibles

7e année

Le graphique montre la dépendance du chemin parcouru par le corps au temps. Lequel des graphiques correspond à la dépendance de la vitesse de ce corps au temps ?

Solution: La bonne réponse est G.

2. Du point UN pointer B Une voiture Volga est partie à une vitesse de 90 km/h. En même temps, vers lui du pointB Une voiture Zhiguli est partie. A midi, les voitures se croisent. A 12h49, Volga est arrivé au pointB , et après encore 51 minutes, le Zhiguli est arrivé àUN . Calculez la vitesse du Zhiguli.

Solution: Volga a voyagé du point A au lieu de rencontre avec le Zhiguli dans le temps t X, et le Zhiguli a parcouru le même tronçon en t 1 = 100 minutes. À son tour, le Zhiguli a parcouru tout le chemin depuis le point B au lieu de rendez-vous avec Volga à temps t X, et la Volga a parcouru le même tronçon en t 2 = 49 minutes. Écrivons ces faits sous forme d'équations :

Où υ 1 – vitesse du Zhiguli, et υ 2 – Vitesse Volga. En divisant une équation par une autre terme par terme, on obtient :

.

D'ici υ 1 = 0,7υ 2 = 63 km/h.

3. Un point matériel se déplace sur un cercle de rayon R=2 m avec une vitesse absolue constante, faisant un tour complet en 4 s. Déterminer la vitesse moyenne par le mouvement dans les 3 premières secondes du mouvement

Solution: Le déplacement d’un point matériel en 3 s est

La vitesse moyenne de déplacement est égale à
/3

4. Le corps se déplace de telle manière que ses vitesses pendant chacune des n périodes de temps égales sont respectivement égales à V 1, V 2, V 3, …..V n. Quelle est la vitesse moyenne du corps ?

Solution:

XLVIe Olympiade panrusse pour les écoliers en physique. Région de Léningrad. Scène municipale

Solutions possibles

8e année

Solution: F 1 mg =F 1 +F 2 F 2

 3 gV=  1 gV 2/3 + 2 gV 1/3

mg 3 =  1 2/3 +  2 1/3

 3 = (2  1 +  2 )/3

2. Un bus interurbain a parcouru 80 km en 1 heure. Le moteur développait une puissance de 70 kW avec un rendement de 25 %. Quelle quantité de carburant diesel (densité 800 kg/m3, chaleur spécifique combustion 42 10 6 J/kg) le conducteur a-t-il économisé si le taux de consommation de carburant est de 40 litres aux 100 km ?

Solution: Efficacité = UN/ Q = NT/ rm = NT/ r V

V= Nt/r  Efficacité

Calculs : V= 0,03 m 3 ; A partir de la proportion 80/100 = x/40, on détermine le taux de consommation de carburant pour 80 km x = 32 (litres)

V=32-30=2 (litres)

3. Une personne est transportée par bateau d'un point A à un point B, situé sur la distance la plus courte de A de l’autre côté. La vitesse du bateau par rapport à l'eau est de 2,5 m/s, la vitesse de la rivière est de 1,5 m/s. Lequel temps minimum devra-t-il traverser si la largeur de la rivière est de 800 m ?

Solution: Pour traverser dans le temps minimum, il faut que le vecteur de la vitesse résultante v soit dirigé perpendiculairement au rivage

4. Le corps parcourt des sections identiques du trajet avec des vitesses constantes V 1, V 2, V 3, ..... V n à l'intérieur de la section. Déterminez la vitesse moyenne sur tout le trajet.

Solution:

XLVIe Olympiade panrusse pour les écoliers en physique. Région de Léningrad. Scène municipale

Solutions possibles

9e année

Une boule creuse en aluminium dans l'eau étire le ressort du dynamomètre avec une force de 0,24 N et dans l'essence avec une force de 0,33 N. Trouvez le volume de la cavité. Densités d'aluminium, d'eau et d'essence, respectivement =2,7 10 3 kg/m 3,  V= 10 3 kg/m 3 et  B = 0,7 10 3 kg/m 3 g= 10 m/s2.

Solution:

R. solution: Le cube est en équilibre sous l'influence de trois forces : la gravité mg , force archimédienne F UN et la force de réaction des supports, qui, à son tour, peut être commodément décomposée en deux composantes : la composante de la force de réaction normale au fond incliné N et la force de friction sur le support F tr.

A noter que la présence de supports sur lesquels repose le cube joue un rôle important dans le problème, car C’est grâce à eux que l’eau entoure le cube de tous côtés, et pour déterminer la force avec laquelle l’eau agit sur lui, on peut utiliser la loi d’Archimède. Si le cube se trouvait directement au fond du récipient et que l'eau ne coulait pas en dessous, alors les forces superficielles résultantes de la pression de l'eau sur le cube ne le pousseraient pas vers le haut, mais, au contraire, le presseraient encore plus étroitement contre le cube. bas. Dans notre cas, une force de poussée agit sur le cube F UNE= a 3 g, dirigé vers le haut.

En projetant toutes les forces sur l'axe de coordonnées parallèle au fond du récipient, on écrit la condition d'équilibre du cube sous la forme : F tr = ( mg-F A) péché.

Considérant que la masse du cube m =  un un 3, nous obtenons la réponse : F tr = ( un –  V )un 3 g péché = 8,5 (N).

Une pierre lancée selon un angle  30 0 par rapport à l'horizontale se trouvait deux fois à la même hauteur h ; après le temps t 1 = 3 s et le temps t 2 = 5 s après le début du mouvement. Trouvez la vitesse initiale du corps. L'accélération de la chute libre de la Terre est de 9,81 m/s 2 .

Solution: Le mouvement d'un corps dans la direction verticale est décrit par l'équation :

Par conséquent, pour y = h nous obtenons ;

Utiliser les propriétés des racines équation quadratique, selon lequel

on a

L'accélération de la gravité à la surface du Soleil est de 264,6 m/s 2 et le rayon du Soleil est 108 fois plus grand que le rayon de la Terre. Déterminez le rapport des densités de la Terre et du Soleil. L'accélération de la chute libre de la Terre est de 9,81 m/s 2 .

Solution: Appliquons la loi gravité universelle pour déterminer g

Pour mesurer la température de 66 g d'eau, on y a immergé un thermomètre ayant une capacité thermique C T = 1,9 J/K, ce qui indiquait la température ambiante t 2 = 17,8 0 C. Quelle est la température réelle de l'eau si le thermomètre indique 32,4 0 C Capacité calorifique de l'eau Avec=4,2 kJ/K ?

Solution: Le thermomètre, lorsqu'il est immergé dans l'eau, reçoit la quantité de chaleur
.

Cette quantité de chaleur lui est cédée par l'eau ; ainsi
.

D'ici

XLVIe Olympiade panrusse pour les écoliers en physique. Région de Léningrad. Scène municipale

Solutions possibles

10 e année

1. Une bulle d'air s'élève du fond d'un réservoir qui a de la profondeur H. Trouver la dépendance du rayon d'une bulle d'air sur la profondeur de sa position dans ce moment temps, si son volume en profondeur Héquivaut à V.

Solution: Pression au fond du réservoir :
en profondeur h:

Volume des bulles en profondeur h:

D'ici

2. Pendant le temps t 1 = 40 s, une certaine quantité de chaleur s'est dégagée dans un circuit constitué de trois conducteurs identiques connectés en parallèle et connectés au réseau Q. Combien de temps faudra-t-il pour que la même quantité de chaleur soit dégagée si les conducteurs sont connectés en série ?

Solution:

3. Est-il possible de connecter deux lampes à incandescence d'une puissance de 60 W et 100 W, conçues pour une tension de 110 V, en série dans un réseau 220 V, si la tension sur chaque lampe peut dépasser 10 % de la tension nominale? La caractéristique courant-tension (la dépendance du courant dans la lampe sur la tension appliquée) est représentée sur la figure.

Solution:À la tension nominale U n = 110 V, le courant circulant dans une lampe de puissance P 1 = 60 W est égal à
A. Lors de la connexion de lampes en série, le même courant traversera une lampe de puissance P 2 = 100 W. Selon la caractéristique courant-tension de cette lampe, à un courant de 0,5 A, la tension sur cette lampe doit être
B. Par conséquent, lorsque deux lampes sont connectées en série, la tension sur une lampe de 60 W atteint déjà la valeur nominale à la tension du réseau
V. Par conséquent, à une tension réseau de 220 V, la tension sur cette lampe dépassera la valeur nominale de plus de 10 % et la lampe s'éteindra.

4
. Deux boules de densité identiques ρ reliés par un fil en apesanteur jeté sur un bloc. Balle droite immergée dans un liquide visqueux de densité ρ 0, monte à vitesse constante v. Définir l'attitude ρ/ρ 0 si la vitesse en régime permanent d’une balle tombant librement dans un liquide est également égale à v. Accélération de la gravité g.

Solution: Les forces de résistance au mouvement des billes dues à l'égalité de leurs vitesses constantes sont les mêmes dans les deux cas, bien qu'elles soient dirigées dans des directions opposées.

Écrivons l'équation dynamique du mouvement en projections sur l'axe UO, dirigé verticalement vers le haut, pour les premier et deuxième cas (respectivement mouvement d'un système de corps et chute d'une balle dans un liquide) :

T – mg = 0

T + F A – mg – F c = 0

F A – mg + F c = 0,

Où mg–module de gravité, T– module de force de tension du fil, F UN– module de force de flottabilité, F c - module de force de résistance.

En résolvant le système d'équations, on obtient,
.

5. Les athlètes courent aux mêmes vitesses v dans une colonne de longueur l 0 . Un coach court vers toi à une vitesse u (uSolutions possibles

11e année

1. Une roue de rayon R roule sans glisser à une vitesse constante du centre de la roue v. Un caillou tombe du haut de la jante. Combien de temps faudra-t-il pour que la roue heurte ce caillou ? Rayon de roue R., Accélération de la gravité g.

Solution: Si l'essieu de la roue se déplace à une vitesse v, sans glisser, alors la vitesse du point bas est de 0, et celle du haut, comme la vitesse horizontale du caillou, est de 2 v.

Temps de chute des cailloux

Temps de déplacement de l'axe horizontal
deux fois plus.

Cela signifie que la collision se produira dans
.

2. Une fourmi court depuis une fourmilière en ligne droite de sorte que sa vitesse est inversement proportionnelle à la distance jusqu'au centre de la fourmilière. Au moment où la fourmi se trouve au point A à une distance l 1 = 1 m du centre de la fourmilière, sa vitesse est v 1 = 2 cm/s. Combien de temps faudra-t-il à la fourmi pour courir du point A au point B, qui est situé à une distance l 2 = 2 m du centre de la fourmilière ?

Solution: La vitesse de la fourmi ne change pas de manière linéaire au fil du temps. Par conséquent, la vitesse moyenne sur différentes sections du chemin est différente et nous ne pouvons pas utiliser les formules connues pour résoudre la vitesse moyenne. Divisons le chemin de la fourmi du point A au point B en petites sections parcourues sur des périodes de temps égales.
. Alors ρ 2 = 0,75 g/cm 3 ? La section horizontale des parties verticales du tube est égale à S. Le volume de la partie horizontale du tube peut être négligé. Les dimensions verticales du tube et la hauteur de la colonne d'huile sont indiquées sur la figure (hauteur h considérée comme donnée).

Note. Il est interdit de boucher les extrémités ouvertes du tube, de l'incliner ou d'en verser de l'huile.

Solution: Il est important qu'il reste le moins d'huile possible dans la branche courte. Ensuite dans un tube haut il sera possible de créer une colonne d'une hauteur maximale dépassant 4 h sur X. Pour ce faire, commençons par verser de l'eau dans le genou droit. Cela continuera jusqu'à ce que le niveau d'eau atteigne 2 h dans le genou droit, et le niveau d'huile est donc de 3 hà gauche. Un déplacement supplémentaire de l'huile est impossible, car l'interface huile-eau dans le coude droit deviendra plus haute que le tube de raccordement et l'eau commencera à s'écouler dans le coude gauche. Le processus d’ajout d’eau devra être arrêté lorsque la limite supérieure de l’huile dans le genou droit atteint le haut du genou. La condition d'égalité de pression au niveau du tube de raccordement donne :

5. Le mouvement d'un point matériel est décrit par l'équation x(t)=0,2 sin(3.14t), où x est exprimé en mètres, t en secondes. Déterminez la distance parcourue par le point en 10 s de mouvement.

Solution: Le mouvement est décrit par l'équation :

;

donc T=1 s En 10 s, la pointe fera 10 oscillations complètes. Au cours d'une oscillation complète, un point parcourt un chemin égal à 4 amplitudes.

Le chemin total est de 10x 4x 0,2 = 8 m

Tâches de l'Olympiade en physique 10e année avec solutions.

Tâches de l'Olympiade en physique 10e année

Tâches de l'Olympiade en physique. 10 e année.

Dans le système représenté sur la figure, un bloc de masse M peut glisser le long des rails sans frottement.
La charge est déplacée d'un angle a par rapport à la verticale et libérée.
Déterminez la masse de la charge m si l'angle a ne change pas lorsque le système se déplace.

Un cylindre rempli de gaz à paroi mince de masse M, de hauteur H et de surface de base S flotte dans l'eau.
En raison de la perte d'étanchéité dans la partie inférieure du cylindre, la profondeur de son immersion a augmenté de la quantité D H.
Pression atmosphérique est égal à P 0 , la température ne change pas.
Quelle était la pression initiale du gaz dans la bouteille ?

Une chaîne métallique fermée est reliée par un filetage à l'axe d'une machine centrifuge et tourne avec vitesse angulaire w.
Dans ce cas, le fil fait un angle a avec la verticale.
Trouvez la distance x entre le centre de gravité de la chaîne et l'axe de rotation.

À l’intérieur d’un long tube rempli d’air, un piston se déplace à vitesse constante.
Dans ce cas, une onde élastique se propage dans la canalisation à une vitesse de S = 320 m/s.
En supposant que la chute de pression à la limite de propagation des ondes soit P = 1 000 Pa, estimez la différence de température.
Pression dans l'air non perturbé P 0 = 10 5 Pa, température T 0 = 300 K.

La figure montre deux processus fermés avec le même gaz parfait 1 - 2 - 3 - 1 et 3 - 2 - 4 - 2.
Déterminez dans lequel d’entre eux le gaz a fait le plus de travail.

Solutions problèmes aux Olympiades en physique

Soit T la force de tension du fil, a 1 et a 2 les accélérations des corps de masses M et m.

Après avoir écrit les équations du mouvement pour chacun des corps le long de l'axe des x, on obtient
a 1 M = T·(1-sina), a 2 m = T·sina.

Puisque l'angle a ne change pas pendant le mouvement, alors a 2 = a 1 (1- sina). C'est facile de voir ça

un 1 un 2 = m(1- sina) Msina = 1 1-sina .

D'ici

Compte tenu de ce qui précède, nous trouvons finalement

P= et h Et P0+ GM S ts h w et h Et 1- D H H ts h w .

Pour résoudre ce problème, il faut noter que
que le centre de masse de la chaîne tourne dans un cercle de rayon x.
Dans ce cas, la chaîne est affectée uniquement par la force de gravité appliquée au centre de masse et par la force de tension du fil T.
Il est évident que l'accélération centripète ne peut être assurée que par la composante horizontale de la force de tension du fil.
Donc mw 2 x = Tsina.

Dans le sens vertical, la somme de toutes les forces agissant sur la chaîne est nulle ; signifie mg-Tcosa = 0.

À partir des équations résultantes, nous trouvons la réponse

Laissez la vague se déplacer dans le tuyau avec une vitesse constante V.
Associons cette valeur à une chute de pression D P donnée et à la différence de densité D r dans l'air non perturbé et la vague.
La différence de pression accélère « l’excès » d’air de densité D r jusqu’à la vitesse V.
Par conséquent, conformément à la deuxième loi de Newton, on peut écrire

En divisant la dernière équation par l'équation P 0 = R r T 0 / m, on obtient

D P P 0 = Dr + J T T 0 .

Puisque D r = D P/V 2, r = P 0 m /(RT), on trouve finalement

Une estimation numérique prenant en compte les données données dans l'énoncé du problème donne la réponse D T » 0,48K.

Pour résoudre le problème, il est nécessaire de construire des graphiques de processus circulaires en coordonnées P-V,
puisque l'aire sous la courbe dans de telles coordonnées est égale au travail.
Le résultat de cette construction est présenté sur la figure.

Le 21 février, la cérémonie de remise des Prix gouvernementaux dans le domaine de l'éducation 2018 a eu lieu à la Maison du Gouvernement de la Fédération de Russie. Les prix ont été remis aux lauréats par le vice-Premier ministre de la Fédération de Russie, T.A. Golikova.

Parmi les lauréats figurent des employés du Laboratoire pour le travail avec les enfants surdoués. Le prix a été reçu par les professeurs de l'équipe nationale russe de l'IPhO Vitaly Shevchenko et Alexander Kiselev, les professeurs de l'équipe nationale russe de l'IJSO Elena Mikhailovna Snigireva (chimie) et Igor Kiselev (biologie) et le chef de l'équipe russe, vice-recteur. du MIPT Artyom Anatolyevich Voronov.

Les principales réalisations pour lesquelles l'équipe a reçu un prix gouvernemental étaient 5 médailles d'or pour l'équipe russe à l'IPhO-2017 en Indonésie et 6 médailles d'or pour l'équipe à l'IJSO-2017 en Hollande. Chaque élève a ramené de l’or à la maison !

C'est la première fois que l'équipe russe obtient un résultat aussi élevé aux Olympiades internationales de physique. Dans toute l'histoire de l'IPhO depuis 1967, ni l'équipe nationale russe ni l'équipe nationale de l'URSS n'ont jamais réussi à remporter cinq médailles d'or.

La complexité des tâches de l'Olympiade et le niveau de formation des équipes d'autres pays ne cessent de croître. Cependant, l'équipe russe est toujours dernières années finit dans les cinq meilleures équipes du monde. Afin d'obtenir des résultats élevés, les enseignants et les dirigeants de l'équipe nationale améliorent le système de préparation aux compétitions internationales dans notre pays. Apparu écoles de formation, où les écoliers étudient en détail les sections les plus difficiles du programme. Une base de données de tâches expérimentales est activement créée, grâce à laquelle les enfants se préparent à la tournée expérimentale. Un travail régulier à distance est effectué ; au cours de l'année de préparation, les enfants reçoivent une dizaine de devoirs théoriques. Beaucoup d'attention se consacre à une traduction de haute qualité des conditions des tâches de l'Olympiade elle-même. Les formations sont améliorées.

Les résultats élevés aux Olympiades internationales sont le résultat d'un long travail grand nombre les enseignants, le personnel et les étudiants du MIPT, les professeurs personnels sur place et le travail acharné des écoliers eux-mêmes. En plus des lauréats mentionnés ci-dessus, une énorme contribution à la préparation de l'équipe nationale a été apportée par :

Fedor Tsybrov (création de problèmes pour les frais de qualification)

Alexey Noyan (formation expérimentale de l'équipe, développement d'un atelier expérimental)

Alexey Alekseev (création de tâches de qualification)

Arseniy Pikalov (préparation de matériel théorique et conduite de séminaires)

Ivan Erofeev (de nombreuses années de travail dans tous les domaines)

Alexander Artemyev (vérification des devoirs)

Nikita Semenin (création de tâches de qualification)

Andrey Peskov (développement et création d'installations expérimentales)

Gleb Kuznetsov (entraînement expérimental de l'équipe nationale)

Problèmes pour la 7e année

Tâche 1. Le voyage de Je ne sais pas.

À 4 heures du soir, Dunno est passé devant le poteau kilométrique sur lequel était écrit 1456 km, et à 7 heures du matin devant le poteau avec l'inscription 676 km. A quelle heure Je ne sais pas arrivera-t-il à la station à partir de laquelle la distance est mesurée ?

Tâche 2. Thermomètre.

Dans certains pays, par exemple aux États-Unis et au Canada, la température n'est pas mesurée sur l'échelle Celsius, mais sur l'échelle Fahrenheit. La figure montre un tel thermomètre. Déterminez les valeurs de division des échelles Celsius et Fahrenheit et déterminez les valeurs de température.

Tâche 3. Lunettes coquines.

Kolya et sa sœur Olya ont commencé à faire la vaisselle après le départ des invités. Kolya a lavé les verres et, les retournant, les a posés sur la table, et Olya les a essuyés avec une serviette, puis les a mis dans le placard. Mais!..Les verres lavés collaient bien à la toile cirée! Pourquoi?

Tâche 4. Proverbe persan.

Un proverbe persan dit : « On ne peut pas cacher l’odeur de la muscade. » À propos de quoi phénomène physique dit ce proverbe ? Expliquez votre réponse.

Tâche 5. Monter à cheval.

Aperçu:

Problèmes pour la 8e année.

Tâche 1. Monter à cheval.

Le voyageur montait d'abord à cheval puis à dos d'âne. Quelle partie du voyage et quelle partie du temps total a-t-il monté à cheval, si la vitesse moyenne du voyageur s'avérait être de 12 km/h, la vitesse de montée à cheval était de 30 km/h et la vitesse de monter un âne était de 6 km/h ?

Problème 2. Glace dans l'eau.

Problème 3. Ascenseur à éléphant.

Les jeunes artisans ont décidé de concevoir un ascenseur pour le zoo, à l'aide duquel un éléphant pesant 3,6 tonnes pourrait être soulevé d'une cage jusqu'à une plate-forme située à une hauteur de 10 m. Selon le projet développé, l'ascenseur est entraîné par le moteur d'un moulin à café de 100 W et les pertes d'énergie sont complètement éliminées. Combien de temps prendrait chaque ascension dans ces conditions ? Considérons g = 10 m/s 2 .

Problème 4. Liquide inconnu.

Dans le calorimètre, différents liquides sont chauffés alternativement à l'aide d'un radiateur électrique. La figure montre des graphiques de la température t des liquides en fonction du temps τ. On sait que dans la première expérience, le calorimètre contenait 1 kg d'eau, dans la seconde, une quantité d'eau différente et dans la troisième, 3 kg d'un liquide. Quelle était la masse d’eau dans la deuxième expérience ? Quel liquide a été utilisé pour la troisième expérience ?

Tâche 5. Baromètre.

L'échelle du baromètre est parfois marquée « Clair » ou « Nuageux ». Laquelle de ces entrées correspond le plus hypertension artérielle? Pourquoi les prédictions du baromètre ne se réalisent-elles pas toujours ? Que prédit le baromètre au sommet d’une haute montagne ?

Aperçu:

Problèmes pour la 9e année.

Tache 1.

Justifiez votre réponse.

Tâche 2.

Tâche 3.

Un récipient contenant de l'eau à une température de 10°C a été placé sur une cuisinière électrique. Au bout de 10 minutes, l'eau commença à bouillir. Combien de temps faudra-t-il pour que l’eau du récipient s’évapore complètement ?

Tâche 4.

Tâche 5.

La glace est placée dans un verre rempli d'eau. Le niveau d’eau dans le verre changera-t-il lorsque la glace fondra ? Comment le niveau de l’eau changera-t-il si une boule de plomb est gelée dans un morceau de glace ? (le volume de la balle est considéré comme négligeable par rapport au volume de la glace)

Aperçu:

Problèmes pour la 10e année.

Tache 1.

Un homme debout au bord d’une rivière de 100 m de large veut passer sur l’autre rive, exactement au point opposé. Il peut le faire de deux manières :

1. Nagez tout le temps selon un angle par rapport au courant afin que la vitesse résultante soit toujours perpendiculaire au rivage ;
2. Nagez directement jusqu'à la rive opposée, puis parcourez la distance jusqu'à laquelle le courant le portera. Quel chemin vous permettra de traverser plus rapidement ? Il nage à une vitesse de 4 km/h et marche à une vitesse de 6,4 km/h, la vitesse du débit de la rivière est de 3 km/h.

Tâche 2.

Dans le calorimètre, différents liquides sont chauffés alternativement à l'aide d'un radiateur électrique. La figure montre des graphiques de la température t des liquides en fonction du temps τ. On sait que dans la première expérience, le calorimètre contenait 1 kg d'eau, dans la seconde, une autre quantité d'eau et dans la troisième, 3 kg d'un liquide. Quelle était la masse d’eau dans la deuxième expérience ? Quel liquide a été utilisé pour la troisième expérience ?

Tâche 3.

Un corps ayant une vitesse initiale V 0 = 1 m/s, s'est déplacé uniformément accéléré et, après avoir parcouru une certaine distance, a acquis une vitesse V = 7 m/s. Quelle était la vitesse du corps à la moitié de cette distance ?

Tâche 4.

Les deux ampoules indiquent « 220 V, 60 W » et « 220 V, 40 W ». Quelle est la puissance actuelle de chacune des ampoules connectées en série et en parallèle, si la tension du réseau est de 220 V ?

Tâche 5.

La glace est placée dans un verre rempli d'eau. Le niveau d’eau dans le verre changera-t-il lorsque la glace fondra ? Comment le niveau de l’eau changera-t-il si une boule de plomb est gelée dans un morceau de glace ? (le volume de la balle est considéré comme négligeable par rapport au volume de la glace).

Tâche 3.

Trois charges identiques q sont situées sur une même droite, à une distance l les unes des autres. Quelle est l’énergie potentielle du système ?

Tâche 4.

Charge avec masse m 1 suspendu à un ressort de raideur k et est en état d'équilibre. À la suite d'un impact inélastique d'une balle volant verticalement vers le haut, la charge a commencé à se déplacer et s'est arrêtée dans une position où le ressort n'était pas étiré (et non comprimé). Déterminer la vitesse de la balle si sa masse est m 2 . Négligez la masse du ressort.

Tâche 5.

La glace est placée dans un verre rempli d'eau. Le niveau d’eau dans le verre changera-t-il lorsque la glace fondra ? Comment le niveau de l’eau changera-t-il si une boule de plomb est gelée dans un morceau de glace ? (le volume de la balle est considéré comme négligeable par rapport au volume de la glace).