қазақша
русскийОбластная олимпиада по физике 2021, 11 класс, теоретический тур
Задача №1. [6 баллов]. Шар массой $m$, двигающийся поступательно со скоростью $v$ по гладкой горизонтальной поверхности, налетает на покоящийся шар массой $3m$. Известно, что в момент прямо перед столкновением линия, соединяющая центры шаров, составляет с направлением начальной скорости налетающего шара угол $\alpha=60^\circ.$ Найдите модули скоростей $v_1$ и $v_2$ шаров после их абсолютно упругого удара, если трением можно полностью пренебречь.
комментарий/решение
комментарий/решение
Задача №2. [6 баллов]. Среди трудов Уильяма Томсона нашли манускрипт с $pV$-диаграммой для идеального газа. На диаграмме был нарисован циклический процесс в виде треугольника $KLM$, где угол при вершине $M$ был прямым. Точка $F$ изображенная на рисунке лежит на середине стороны $KL$. В данной точке, теплоемкость многоатомного газа равно нулю. Зная только точки $M$ и $F$ восстановите данный цикл. Объем в точке $K$ меньше чем в $L$. (Можно использовать только циркуль и линейку без делений).
комментарий/решение
комментарий/решение
Задача №3. [7 баллов]. Три одинаковых конденсатора емкостью $C,$ резистор сопротивлением $R$ и диод $D$ включены в схему, представленную на рисунке ниже. Вольтамперная характеристика диода представлена на рисунке 2. Первоначально левый (на рисунке) конденсатор заряжен до напряжения $U_0$, при этом заряд верхней пластины — положительный. Два других конденсатора не заряжены, ключ разомкнут. Затем ключ замыкают.
Определите:
a) напряжения на конденсаторах через большой промежуток времени после замыкания ключа;
b) тепло, которое выделиться в схеме к этому моменту времени;
c) тепло, выделившееся к этому моменту на диоде;
d) тепло, выделившееся к этому моменту на резисторе.
комментарий/решение(1)
Определите:
a) напряжения на конденсаторах через большой промежуток времени после замыкания ключа;
b) тепло, которое выделиться в схеме к этому моменту времени;
c) тепло, выделившееся к этому моменту на диоде;
d) тепло, выделившееся к этому моменту на резисторе.
комментарий/решение(1)
Задача №4.
[11 баллов]. На столе лежит прямоугольная рамка с током $I$ имеющая форму прямоугольника со сторонами $a$ и $b$, ориентированными вдоль осей $x$ и $y$ соответственно. Рамка находится в магнитном поле с составляющими $(0, B_y, B_z).$
a) Покажите, что величина момента магнитных сил, действующих на рамку в описанном случае, равна $M = IB_yS$, где $S$ — площадь рамки. Вокруг какой оси этот момент стремится повернуть рамку?
b) Покажите, что величина момента магнитных сил, действующих на произвольной формы рамку с током в магнитном поле, равна $M = IB_{||}S,$ где $B_{||}$ — составляющая магнитного ноля, лежащая в плоскости рамки, $S$ — площадь рамки.
c) На какой угол от вертикали отклонится такая рамка с током (см. рис) в вертикальном магнитном поле $B = 0,1$ Тл? Все звенья рамки изготовлены из одинаковой проволоки. $ABCD$ — квадрат со стороной $a = 20$ см. Внутренние звенья соединяют середины сторон. Масса единицы длины проволоки $\rho = 40$ г/м. Ток в рамке $I=0,1$ А. Ускорение свободного падения принять равным $g=10$ м/с$^2.$
комментарий/решение
a) Покажите, что величина момента магнитных сил, действующих на рамку в описанном случае, равна $M = IB_yS$, где $S$ — площадь рамки. Вокруг какой оси этот момент стремится повернуть рамку?
b) Покажите, что величина момента магнитных сил, действующих на произвольной формы рамку с током в магнитном поле, равна $M = IB_{||}S,$ где $B_{||}$ — составляющая магнитного ноля, лежащая в плоскости рамки, $S$ — площадь рамки.
c) На какой угол от вертикали отклонится такая рамка с током (см. рис) в вертикальном магнитном поле $B = 0,1$ Тл? Все звенья рамки изготовлены из одинаковой проволоки. $ABCD$ — квадрат со стороной $a = 20$ см. Внутренние звенья соединяют середины сторон. Масса единицы длины проволоки $\rho = 40$ г/м. Ток в рамке $I=0,1$ А. Ускорение свободного падения принять равным $g=10$ м/с$^2.$
комментарий/решение