Областная олимпиада по физике 2011, 11 класс, теоретический тур


Задача №1.  Дана проволочная вешалка, которая качается с маленькой амплитудой в плоскости чертежа относительно заданных положения равновесия (рис.1). В положениях $\text{а}$ и $\text{б}$ длинная сторона расположена горизонтально. Две другие стороны равны между собой. Во всех трех случаях ($\text{а}$ — $\text{в}$) возникают колебания с одинаковыми периодами. Где лежит центр масс и каков период колебания? Из эскизов не могут быть сняты другие данные, кроме размеров. В частности, распределение массы вешалки в деталях нам неизвестно. (6 баллов)


комментарий/решение
Задача №2.  В теплоизолированном цилиндре идеальный газ объемом $V$ сжимается поршнем. Как изменится температура газа при изменении его объема на $AVI$. Скорость движения поршня $u$. После изменения объема газа на $V_1$ поршень останавливается и в газе устанавливается тепловое равновесие. Теплоемкостью поршня и стенок цилиндра в расчетах пренебречь. (7 баллов)
комментарий/решение
Задача №3.  Конденсатор емкостью 10 мкФ заряжен до напряжения 2 В и подключен «минусом» к «плюсу» конденсатора 20 мкФ, заряженного до напряжения 3 В. Параллельно конденсатору большей емкости подключают катушку индуктивностью 0,3 Гн, одновременно к свободным выводам конденсаторов подключают катушку индуктивностью 1 Гн (рис.2). Найти максимальные значения токов через катушки. (8 баллов)


комментарий/решение
Задача №4.  Неподвижный атом водорода излучил квант света, соответствующий головной линии серии Лаймана (серия Лаймана соответствует переходам на уровень $n-1$). Определите относительное изменение частоты фотона вследствие отдачи атома. Какую скорость приобрел атом за счет энергии отдачи? (9 баллов)
комментарий/решение