Физикадан аудандық олимпиада, 11 сынып, теориялық тур, 2018-2019 оқу жылы

Есеп №1. Массасы

$M$ тіреуіште салмақсыз стержень бекітілген, стержень бойымен массасы

$m$ шарик сырғи алады. Стержень маңында орала отырып, бір ұшынан тіреуіштің төменгі нүктесіне, екінші ұшынан шарикке қатаңдығы

$k$ серіппе бекітілген және ол барлық уақытта вертикаль қалпын сақтап тұрады. Шариктің үстінен баса отырып, серіппені бастапқы

$x_0$ шамасына ығыстырады, және тыныштық күйінен босатады. Тіреуіш секіріс жасайтын

$x_0$ шамасының минимальді мәнін табыңыз. Еркін түсу үдеуі

$g$ тең. (5 ұпай)

комментарий/решение(1)

Есеп №2. Бір шеті жабылған цилиндрлік құбырдың қозғалмайтын поршенінің астында 2 моль ауа бар. Алдымен, құбырдағы ауа қысымы бір атмосфераға тең, көлемі

${{V}_{0}}$ , және температурасы

${{T}_{0}}=298$ К. Ауамен келесі процесстерді іске асырады.
А-процесі: цилиндрдағы ауа

${{V}_{0}}/4$ көлемге дейін тұрақты температурада сығылады.
Б-процесі: ауаға адиабаттық түрде

$V=15$ л көлемге дейін ұлғаюға мүмкіндік береді.
В-процесі: ауаға тұрақты температурада бастапқы

${{V}_{0}}$ көлемге дейін кеңеюге мүмкіндік бере отырып, поршеньді көтереді.
Г-процесі: бекітілген көлемде ауаны бастапқы

${{T}_{0}}$ температураға дейін жеткізеді.
Ауаны екіатомды идеал газ деп есептеңіз, және де 1 атм

$=1,01\cdot {{10}^{5}}$ Па. Универсал газ тұрақтысының мәні

$R=8,31$ Дж/(моль

$\cdot$ К).
а) Жалпы процестің

$P-V$ диаграммасын салыңыз.
    б) А-процесі кезінде газ үстінен қандай жұмыс атқарылады?
    в) В -процесінің соңында ауа температурасы қандай?
    г) Жалпы дөңгелек (айналу) процес үшін газ қысымының

${{p}_{\min }}$ минимал мәні неге тең? (5 ұпай)
комментарий/решение(2)

Есеп №3. Сыйымдылығы

$C$ жазық тікбұрышты конденсаторға, жапсарлар бойымен үйкеліссіз сырғанай алатын, өтімділігі

$\varepsilon$ және массасы

$M$ диэлектрлік пластина салынады. Конденсатор кернеуі

$U$ тұрақты қорек көзіне қосылған. Уақыттың бір мезетінде массасы

$m$ оқ диэлектрлікке тиеді және онда кептеліп қалып қояды. Оқтың қозғалыс бағытындағы конденсатор жапсарларының ұзындығы

$h$ -қа тең, оқтың өлшемдерін ескермеуге болады.
1) Оқтың қандай ең аз бастапқы қозғалыс жылдамдығында ол конденсатордан диэлектрикті жұлып алады?
2) Осы кезде диэлектрлік пластина конденсаторды қанша уақытта тастап кетеді? (5 ұпай)

комментарий/решение(1)

Есеп №4. Диаметрі

$D=2$ см жұқа жинағыш линзаның фокустық арақашықтығы

${{F}_{1}}=10$ см. Оның оптикалық өсінің бойымен диаметрі

$d=1$ см дөңгелек тесік бұрғылап теседі де оған фокустық арақашықтығы

${{F}_{2}}=20$ см шашыратқыш линза қояды. Линзалардың бас оптикалық өсінде, олардан

$L=20$ см. қашықтықта нүктелік жарық көзі орналасқан, ал линзалардың ар жағында Э экран орын ауыстыра алады. Экрандағы жарық дағының

${{D}_{\min }}$ минималды өлшемін анықтаңыз. (5 ұпай)
комментарий/решение