Решение заданий школьного этапа олимпиады по физике 9-11 классы

Решение школьного тура олимпиады по физике 9 класс.
Плот будет держаться на воде, если Fарх=F1+ F2     (1), где F1 – сила тяжести плота; F2 – сила тяжести груза.
Архимедова сила равна: FАрх= ρ0gV;  V- объем плота; V= NV1; N-число бревен; V1-объем одного бревна; V1=Sℓ, тогда FАрх= ρ0gNSℓ.
Сила тяжести плота F1=m1gN , m1-масса одного бревна; m1= ρV1;
F1= ρSℓgN.
Сила тяжести груза на плоту: F2=m g.
Подставляя все значения сил в уравнение (1) и получаем:
N= mS l(ρо- ρ)
Допустим, когда ослик увидел автомобиль, тот находился от моста на расстоянии S, а длина всего моста ℓ. Время бега ослика к началу моста равно: t = 3l8ϑ0. За это время автомобиль прошел путь S; t = Sϑ. Тогда 3l8ϑ0= Sϑ (1); 3l8ϑ0=Sϑ. Если ослик пробежал вперед, то время его бега к концу моста будет равно: t = 5l8ϑ0. За это время автомобиль прошел путь S+ ℓ; t = S+ lϑ.
Тогда 5l8ϑ0=S+lϑ (2); 3l8ϑ0=Sϑ. Решаем систему двух уравнений (1) и (2) и получаем ответ:
ϑ0= ϑ4
mв – масса воды в комке; m1 – масса воды; m2 – масса снега.
Q1 = Q2+ Q3 – уравнение теплового баланса для данной теплоизолированной системы, где Q1 = m1c(t1- θ) – количество теплоты, отданное водой;
Q2 = (m2 – mв)λ – количество теплоты, затраченное на плавление снега;
Q3 = m2c(θ - 00) = m2cθ – количество теплоты, затраченное на нагревание воды, полученной из всего снега.
Так как снег мокрый, то температура смести «снег + вода (в комке снега)» будет иметь температуру 0 0С в течение всего процесса плавления снега. Тогда:
m1c(t1- θ) = (m2 – mв)λ + m2cθ. Делаем преобразования с данным выводом и получаем массу воды в комке mв = 77,1·10-3 кг.
Указания:
измерить массу тела на весах;
измерить объем тела с помощью мензурки;
рассчитать по формуле ρ = mV плотность данного тела.
Решение школьного тура олимпиады по физике 10 класс.
Силы, действующие на нижний шарик: сила натяжения, архимедова сила, сила тяжести: Fн+Fарх = m1g (1).
Силы, действующие на верхний шарик: сила натяжения, архимедова сила, сила тяжести: Fн+ m2g =Fарх (2).
Fн = m1-m2g2Решая систему уравнений (1) и (2), получаем:
Fн = 15 Н.
Если капелька воды находилась на высоте h, то ее потенциальная энергия была равна: Ep = mgh.
Для нагревания капельки воды на ∆t градусов необходима теплота: Q = cm∆t.
На основании закона сохранения энергии при падении капельки ее потенциальная энергия переходила в тепловую энергию: Ep = Q, тогда mgh = cm∆t. Следовательно, h = c∆tg. Тогда зная высоту падения капли, легко определить ее время падения: h = gt22 , отсюда t = 2hg.
Подставляя в полученное выражение значение h, окончательно получим:
t = 2c∆tg
40В
Включать надо так:
60В

60В
40В
40В

Напряжение распределяется поровну между двумя группами ламп по 110 В.
Указания: на деревянную линейку ставят деревянный брусок, а затем линейку приподнимают за один конец так, чтобы брусок пришел в движение. Измерительной лентой измеряют h и ℓ. Брусок начнет двигаться, когда F≥Fтр.
F = mg sin α; Fтр = µmg cos α;
mg sin α = µmg cos α; µ = sin α cos α = tg α; tg α = hl . Тогда µ = hl.
Решение школьного тура олимпиады по физике 11 класс.
Из закона сохранения импульса mϑ0 = 2mϑ. Отсюда ϑ= mϑ02m= ϑ02 (1), где ϑ0- скорость падающей капли, ϑ- скорость капель сразу после удара.
Из закона сохранения энергии: mϑ022=2mϑ22+ 2mc(tk-t0)+2mL (2), где L – удельная теплота парообразования: tk= 1000С. При подстановке в (1) ϑ= ϑ02 и преобразований окончательно получаем: ϑ0 = 2√2·сtk-t0+LОтвет: ≈4,5кмс.Количество теплоты, выделяемое спиралью лампочки при нагревании: Q=JUt.
Это тепло пошло на увеличение внутренней энергии газа в лампочке:
∆U= 3m2µR∆T.Но по уравнению Менделеева – Клапейрона ∆PV= mµR∆T.
Изменение давления будет: ∆P= 2JUt3V, а P2 = ∆P+P1.
Ответ: 82 000 Па.
Рабочее напряжение конденсатора 200В, а напряжение в сети 600В. Чтобы не произошло пробоя конденсатора, необходимо соединить последовательно не менее n = UUk= 600200=3 конденсатора. Группа из трех последовательно соединенных конденсаторов будет иметь общую емкость: Сn = Ckn= 123 = 4 мкФ. Но так как батарея конденсаторов должна иметь общую электроемкость 40 мкФ, следовательно, группы из трех конденсаторов надо соединить параллельно и таких параллельных групп должно быть десять.
N= CобщСn= 40 мкФ4 мкФ = 10.
Ответ: 10.
Указания: упритесь концом карандаша в линейку под некоторым углом α и попытайтесь сдвинуть линейку. Если попытка не удалась, постепенно уменьшайте этот угол. В момент начала скольжения замерьте отрезки АВ (перпендикуляр, опущенный из вершины А карандаша на линейку) и ОВ (отрезок, проведенный из точки приложения карандаша к линейке - т.О и точки пересечения перпендикуляра АВ с линейкой –т.В). Коэффициент трения скольжения (µ) линейки о стол будет равен тангенсу угла α. Для момента начала скольжения, при пренебрежении силой тяжести линейки, получим:
N = F sin α (1), Fтр = F cos α (2), Fтр = µN (3). Разделив (1) на (2) с учетом (3) получаем: µ = tg α = ABOB