Областная олимпиада по физике 2017, 10 класс, теоретический тур


Задача №1.  [7 баллов]. Две втулки массами $m$ и $4m$ могут скользить без трения вдоль прямолинейной горизонтальной спицы (см.рисунок). Втулка массой $m$ с прикрепленной к ней легкой пружиной жесткостью $k$ движется со скоростью $\vartheta$. Втулка массой $4m$ покоится. Размеры втулок намного меньше длины пружины. Определите:
а) скорость втулки массой $4m$ после отрыва от пружины;
б) время контакта втулки массой $4m$ с пружиной.


комментарий/решение
Задача №2.  [7 баллов]. Объем вертикально расположенного откачанного цилиндра поделен на две части подвижным поршнем, подвешенным на пружину (см.рисунок). Вес поршня равен $mg$. В положении равновесия поршня высота нижней части $H_0$, а удлинение пружины равно $x_0$. В нижнюю часть цилиндра впрыскивают $\nu$ молей воды. При медленном нагреве до некоторой температуры вся вода испаряется, а поршень перемещается на величину $\alpha x_0$ $(\alpha=1/2)$. Определите:
а) конечную температуру $T$;
б) работу $A$, совершённую паром.


комментарий/решение
Задача №3.  [8 баллов]. Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения $U=3$ В, миллиамперметра с очень маленьким внутренним сопротивлением, четырех постоянных резисторов и одного переменного (см. на левый рисунок). На правом рисунке приведен график зависимости показаний миллиамперметра от величины сопротивления переменного резистора $R$. Найдите величины сопротивлений постоянных резисторов $R_1$ и $R_2$.


комментарий/решение(1)
Задача №4.  [8 баллов]. Частица массой $m$ с положительным зарядом $q$ находится в однородных электрическом и магнитном полях. Напряженность электрического поля $E$. Линии индукции магнитного поля параллельны силовым линиям электрического поля. В начальный момент частице сообщают скорость $\vartheta_0$, направленную под углом $\alpha$ к линиям индукции (см.рисунок). Через некоторое время частица возвращается в начальную точку. Определите это время. Найдите индукцию магнитного поля $B$, при которой возвращение в начальную точку возможно.


комментарий/решение