Республиканская олимпиада по физике 2017, 11 класс, теоретический тур


Список необходимых физических величин, констант и математических формул.
Атмосферное давление $p_0=1,01\cdot 10^5$ Па.
Давление насыщенного водяного пара при температуре $t_0=100$ $^{\circ}$С $p_0=1,01\cdot 10^5$ Па.
Давление насыщенного водяного пара при температуре $t_0=103$ $^{\circ}$С $p_0=1,13\cdot 10^5$ Па.
Молярная масса воды $\mu=18\cdot 10^{-3}$ кг/моль.
Универсальная газовая постоянная $R=8,31$ Дж/(моль$\cdot$ К).
Теплоемкость воды $c=4200$ Дж/(кг$\cdot$ $^{\circ}$С).
Удельная теплота испарения воды $L=2,26\cdot 10^6$ Дж/кг.
Ускорение свободного падения $g=9,81$ м/с$^2$.
Элементарный заряд $e=1,6\cdot 10^{-19}$ Кл.
Масса электрона $m_e=9,11\cdot 10^{-31}$ кг.
Диэлектрическая постоянная $\varepsilon_0=8,85\cdot 10^{-12}$ Ф/м.
(10,0 балла)
Эта задача состоит из трех независимых частей.
Часть 1А (3,0 балла). Три пружины, которые в недеформированном состоянии имеют одинаковую длину, прикреплены к горизонтальному потолку на одинаковом расстоянии друг от друга. На них подвешивают однородную балку $ABC$ массой $M$ так, что центр балки $B$ совпадает с центральной пружиной. Жесткости пружин достаточно велики и равны $k$, $2k$ и $3k$ соответственно. Найдите силы растяжения каждой пружины. Ускорение свободного падения равно $g$.


Часть 1B (3,5 балла). В колебательном контуре конденсатор емкостью $C$ заряжен до некоторого напряжения (см. рисунок). После замыкания ключа $K$ в контуре происходят свободные незатухающие колебания, при которых амплитудное значение тока в катушке индуктивностью $L_2$ равно $I_{2m}$. Когда ток в катушке индуктивностью $L_1$ достигает максимального значения, из нее быстро (за время, малое по сравнению с периодом колебаний) выдвигают сердечник, что приводит к уменьшению ее индуктивности в $\mu$ раз. Найдите максимальное напряжение на конденсаторах при колебаниях в контуре после выдвижения сердечника.


Часть 1С (3,5 балла). Радиотелескоп имеет две антенны, расположенные на экваторе на расстоянии $L=150$ м вдоль линии восток-запад. В полдень 21 марта, когда Солнце было прямо над головой, был записан его радиосигнал на длине волны $\lambda=1,75$ м. Запись производится следующим образом: сигнал, принимаемый каждой антенной, усиливается и передается через кабели одинаковой длины на сумматор, в котором сигналы складываются. На рисунке показана зависимость интенсивность результирующего сигнала от времени. Определите интервал времени $\Delta t$ между двумя соседними максимумами.

посмотреть в олимпиаде

Комментарий/решение: