ЗАВДАННЯ ІІ ЕТАПУ ВСЕУКРАЇНСЬКОЇ
ОЛІМПІАДИ З ФІЗИКИ
(Херсонська область, листопад 2017 р.)
8 клас
1. Відстань між старотом і
фінішем – 175 м. Але вони знаходяться по різні боки круглого озера. Старт – на
відстані 100 м від центра озера, а фініш – на відстані 75 м від центра озера.
За який найменший час можна пробігти від старта до фінішу, якщо швидкість бігу
– 5 м/с, а радіус озера – 60 м? Бігти по воді, плисти або пірнати
забороняється. Зробіть схематичний рисунок, розв’язання поясніть.
2. У циліндричну посудину
налито ртуть, а зверху – олію. Маса оліїї в 2 рази менша за масу ртуті, а
загальна висота шарів – 30 см. Визначте тиск рідин на дно посудини.
3. На рис. 1 схематично
зображена конструкція звичайного велосипеда. Які конструктивні особливості
дозволяють їздити на велосипеді «без рук» (тобто, не тримаючись за кермо)?
Чому? Відповідь обґрунтуйте з фізичної точки зору.
Рис. 1
4. П’ятнадцять однакових
шестірней, вісі яких закріплені, зчеплені одна з одною, утворюючи кільце. На
який найбільший кут можна повернути одну із шестірней, якщо кожну з них при
нерухомій сусідній можна повернути за рахунок неточного зчеплення на кут α?
5. Батискаф масою m=2000 кг
і об’ємом V=1 м3 занурився в море на глибину h0=10 м. Яку
роботу необхідно виконати, щоб підняти батискаф на висоту H=5 м над поверхнею
води? Чи дорівнює ця робота зміні потенційної енергії батискафа? Густина води
ρ=1000 кг/м3.
ЗАВДАННЯ ІІ ЕТАПУ ВСЕУКРАЇНСЬКОЇ
ОЛІМПІАДИ З ФІЗИКИ
(Херсонська область, листопад 2017 р.)
9 клас
1. Відстань між старотом і
фінішем – 175 м. Але вони знаходяться по різні боки круглого озера. Старт – на
відстані 100 м від центра озера, а фініш – на відстані 75 м від центра озера.
За який найменший час можна пробігти від старта до фінішу, якщо швидкість бігу
– 5 м/с, а радіус озера – 60 м? Бігти по воді, плисти або пірнати
забороняється. Зробіть схематичний рисунок, розв’язання поясніть.
2. У циліндричну посудину
налито ртуть, а зверху – олію. Маса оліїї в 2 рази менша за масу ртуті, а
загальна висота шарів – 30 см. Визначте тиск рідин на дно посудини.
3. Електроплита має три
спіралі з опором 120 Ом кожна, з’єднані паралельно. Плита вмикається в мережу з
резистором, опір якого 20 Ом. Як зміниться час, необхідний для нагрівання на
цій плиті чайника з водою до температури кипіння, якщо одна зі спіралей
перегорить?
4. На рис. 1 показано
пердмет АВ і його зображення А'В', одержане в лінзі. Визначити побудовою
розміщення лінзи та її головних фокусів.
5. У спекотний літній день
склянку води охолоджують, кладучі в неї маленькі шматочки льоду: щойно розтане
один, кладуть інший, а зайва вода переливається через вінця й витікає зі
склянки. Шматочок льоду масою 5 г тане за 5 хв. За який час вода в склянці
нагріється на 1ºС, якщо забудуть покласти черговий шматочок льоду.
ЗАВДАННЯ ІІ ЕТАПУ ВСЕУКРАЇНСЬКОЇ
ОЛІМПІАДИ З ФІЗИКИ
(Херсонська область, листопад
2017 р.)
10 клас
- Електроплита має три спіралі з опором 120 Ом кожна, з’єднані
паралельно. Плита вмикається в мережу з резистором, опір якого 20 Ом. Як
зміниться час, необхідний для нагрівання на цій плиті чайника з водою до
температури кипіння, якщо одна зі спіралей перегорить?
- У спекотний літній день склянку води охолоджують, кладучі в неї
маленькі шматочки льоду: щойно розтане один, кладуть інший, а зайва вода
переливається через вінця й витікає зі склянки. Шматочок льоду масою 5 г
тане за 5 хв. За який час вода в склянці нагріється на 1ºС, якщо забудуть
покласти черговий шматочок льоду.
- Пасажир стояв біля початку вагона з порядковим номером k=5. Коли потяг
зрушив із місця, виявилось, що вагон із номером m=20 рухається повз
пасажира впродовж часу t= 10 с. Скільки часу буде рухатись повз пасажира
вагон з номером n=29? Вважати рух потяга рівноприскореним, довжину вагонів
однаковою, пасажира нерухомим відносно платформи.
- Розганяючись з максимально можливим прискоренням на прямолінійній
ділянці шосе, гоночний автомобіль збільшує швидкість від υ1=10
м/с до υ2=10,5 м/с за час ∆t1=0,1 с. За який час
він зміг би зробити те ж саме на кільцевій ділянці шосе з радіусом R= 30
м? При якому радіусі кільця він взагалі не зміг би збільшити швидкість
вище 10 м/с? Площина шосе горизонтальна.
- Поршень, вага якого дорівнює 30 Н, є круглим диском з радіусом 4 см і
з отвором, у який уставлена тонкостінна трубка. Радіус трубки 1 см.
Поршень може щільно і без тертя входити у циліндр і спочатку лежить на дні
циліндра. На яку висоту підніметься поршень, якщо влити в трубку 700 г
води?
ЗАВДАННЯ ІІ ЕТАПУ ВСЕУКРАЇНСЬКОЇ
ОЛІМПІАДИ З ФІЗИКИ
(Херсонська область, листопад 2017 р.)
11 клас
- На поверхні Землі годинник з маятником йде точно. В якому випадку й
наскільки цей годинник більше відстане за добу: якщо його підняти на
висоту 200 м над Землею або ж опустити в шахту на глибину 200 м? Радіус
Землі 6370 км.
- Дехто провів серію експериментів по дослідженню стійкості системи,
зображеної на рис.
Із бункера,
розташованого на висоті Н над виступаючим краєм однорідної дошки, яка лежить на
двох опорах, одразу після відкривання заслонки, починає висипатися пісок з
масовою витратою μ кг/с. відстань між опорами складає 2/3 від довжини дошки.
Система влаштована так, що попадаючи в легку чашу, закріплену з краю дошки,
пісок там і залишається.
Експериментатор
помітив, що в першому досліді край дошки відірвався від опори В через час τ1=1
с після відривання заслонки. Після цього експериментатор зменшив масову витрату
піску й виявив, що дошка знову відірвалась від опори В через час τ1.
На третій раз він зменшив витрату вчетверо у порівнянні з початковою, й дошка
відірвалась від опори В через час τ2=1,75 с.
Знаючи, що
маса дошки М=700 г, визначте висоту Н, з якої падав пісок, й масову витрату μ
піску в першому експерименті.
- Дві склянки висотою 4Н заповнені до рівня 3Н водою й олією відповідно
(рис.2). Густина води ρв=103 кг/м3, а
густина олії ρо=0,8·103 кг/м3. Зверху
склянки з’єднані заповненою водою тонкою трубкою з краном. Відкриті кінці
трубки занурені на 2Н в кожну з рідин. Які рівні встановляться в склянках,
якщо кран відкрити?
- Господарка поставила в морозильну камеру холодильника накриту кришкою
кастрюлю з водою кімнатної температури t1=20ºС. Через який
час вода замерзне, якщо на стінках кастрюлі лід почав утворюватись через
час τ=20 хв? Питома теплота танення льоду і теплоємність води дорівнюють λ=3,35·105
Дж/кг, с=4190 Дж/кг·К.
- Ракетний двигун як паливо використовує водень, а як окисювач – рідкий
кисень. Секундна витрата водню 24 кг/с. Швидкість витікання газів із сопла
ракети 4,2·103 м/с. Теплоутворювана здатність водню 1,1·108
Дж/кг. Визначити ККД ракетного двигуна як теплової машини та її силу тяги.
