Областная олимпиада по физике 2012, 10 класс, теоретический тур


Задача №1.  Круглый конус с углом раствора $\alpha=\pi/6$ и радиусом основания $R=5$ см катится равномерно без скольжения по горизонтальной плоскости, как показано на рисунке 1. Вершина конуса закреплена шарнирно в точке $О$, которая находится на одном уровне с точкой $C$ — центром основания конуса. Скорость точки $C$ равна $V=10$ см/с. Найдите модули угловой скорости и углового ускорения конуса. (7 баллов)


комментарий/решение
Задача №2.  В вакуумном диоде, анод и катод которого — параллельные пластины, $I=cU^{3/2}$, где $c$ — некоторая постоянная. Во сколько раз увеличится сила давления на анод, возникающая из-за ударов электронов о его поверхность, если напряжение на диоде увеличить в два раза? Начальной скоростью электронов, вылетающих с катода, пренебречь. (6 баллов)
комментарий/решение
Задача №3.  Космический корабль вращается вокруг Луны по круговой орбите радиуса 3,4 $\cdot$ 10$^6$ м. С какой скоростью нужно выбросить из корабля вымпел по касательной к траектории корабля, чтобы он упал на противоположной стороне Луны? Через какое время вымпел упадет на Луну? Принять, что ускорение свободного падения вблизи Луны в 6 раз меньше земного. Радиус Луны принять равным 1,7 $\cdot$ 10$^6$ м. (9 баллов)
комментарий/решение
Задача №4.  В очень большом цилиндрическом сосуде с поршнем находится двухатомный газ при некотором давлении. В сосуд помещается сферическая оболочка радиуса $R_0$, внутри которой находится тот же самый газ при той же температуре (рис.2). Эластичный материал оболочки таков, что он не создает дополнительного давления и очень плохо проводит тепло. Резким нажатием на поршень давление газа под ним увеличивают в два раза. Чему равен радиус сферической оболочки $R$, сразу после нажатия на поршень? Чему равен радиус сферической оболочки $R_2$ через достаточно большой промежуток времени? (8 баллов)


комментарий/решение