Областная олимпиада по физике 2015, 11 класс, теоретический тур


Есеп №1.  Біртекті иілгіш $AB$ бұрау (жгут) (суретте қою сызықпен көрсетілген), дөңгелек қимасы бар тегіс құбыр үстіне, құбырға перпендикуляр орналастырылады. Бұрауды $A$ сол жақ ұшынан $\alpha=15^{\circ}$ бұрышпен белгіленген күйде ($BD$ сызығы — құбыр диаметрі) ұстап тұрады. Содан соң $A$ ұшын босатып жібереді, осы кезде бұрау құбыр бойымен сырғи бастайды. Сол жақ ұшы $(A)$ құбырдың $(C)$ төбесіне жеткен мезетте, бұраудың $(B)$ оң жақ ұшының үдеуін табыңыз. Еркін түсу үдеуін $10$ м/с$^2$ тең деп алыңыз. (8 ұпай)


комментарий/решение
Есеп №2.  Конденсаторлардан құрылған «көпірге» (суретті қараңыз) кернеуі $U_0$ батарейка қосады, одан кейін оны ажыратып, $\text{А}$ және $\text{Б}$ нүктелерінің арасына индуктивтілігі $L$ катушка қосады. Катушка арқылы өтетін максимал тоқты табыңыз. Сондай-ақ, катушка арқылы ағып өтетін толық зарядты, және онда бөлініп шығатын жылу мөлшерін табыңыз. Қосқыш сымдардың кедергісі өте аз, катушка оралған сымның кедергісі мардымсыз деп есептеңіз. (9 ұпай)


комментарий/решение
Есеп №3.  Қимасы $0,64$ мм$^2$ болатын өткізгіш темірден жасалған. Ол арқылы $24$ A тоқ өтеді. Бірлік көлемдегі $n_{0}$ бос электрондар саны өткізгіштің бірлік көлеміндегі $n_{0}'$ атомдар санына тең болады деп ескеріп, электрондардың бағдарланған қозғалысының орташа жылдамдығын анықтаңыз. Темір тығыздығы $7,8$ г/см$^3$, темірдің молярлық массасы $56$ г/моль, электрон заряды $e=1,6\cdot 10^{-19}$ Кл, Авогадро саны $6,02\cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$. (7 ұпай)
комментарий/решение(1)
Есеп №4.  Суретте, Планк тұрақтысын өлшейтін эксперименттің схемасы келтірілген. Осы экспериментте вакуумдық фотоэлементтің $\text{K}$ катоды монохроматты жарықпен сәулелендіріледі. Егер катод пен анод арасына қандай-да бір мәнінен аз болмайтын тежеуші $U$ кернеу қосылатын болса, сәулеленудің толқын ұзындығы $6200$ $\acute{A}$ ($1 \acute{A}=10^{-10}$ м) болған кезде, фотоэлектрондар тоғы тоқтатылады. Толқын ұзындығын $25\%$-ға арттырған кезде тежеуші кернеу $\Delta U=0,4$ В мәніне кем болған. Осы мәліметтердің көмегімен Планк тұрақтысының мәнін анықтаңыз. Вакуумдағы жарық жылдамдығы $c=3\cdot 10^{8}$ м/с, электрон заряды $e=1,6\cdot 10^{-19}$ Кл. (6 ұпай)
комментарий/решение