Задания XXXV Всероссийского турнира юных физиков

Для заочного отборочного тура каждому участнику необходимо представить решения не более трех задач из пяти предложенных – 1, 5, 6, 9, 10. Большее число задач и другие задачи не будут рассматриваться.

1. Бумажный мост.

   Сконструируйте мост из листа бумаги форматом А4 с пролетом 280 мм. Возможно использование небольшого количества клея. Введите параметры, характеризующие прочность моста и оптимизируйте их для создания наиболее прочного моста.

   
   
2. Эластичное пространство.

   Модель массивных шаров, катящихся по растянутой горизонтальной мембране, используется для иллюстрации гравитации. Исследуйте взаимодействия и динамику шаров в такой модели. Можно ли определить и измерить «гравитационную постоянную» в таком пространстве?

   
   
3. Пляшущий мяч.

   Если уронить мячик от настольного тенниса на пол, он подпрыгнет. Исследуйте этот процесс, если мячик наполнить жидкостью. Как характер соударения будет зависеть от количества жидкости в мяче и других существенных параметров?

   
   
4. Солитон.

   На жесткой горизонтальной оси на равном расстоянии разместите ряд одинаковых маятников, могущих испытывать лишь свободное вращение вокруг оси, и свяжите маятники слабыми пружинками (см. рис.). Исследуйте распространение возмущения в такой цепи маятников. Найдите скорость волны, в том числе, когда маятники испытывают полный оборот вокруг оси.

   
   
5. Левитация.

   Легкий мячик от настольного тенниса может висеть в набегающей струе воздуха. Исследуйте этот эффект и оптимизируйте систему так, чтобы достигнуть устойчивости мячика при максимальном угле отклонения потока воздуха от вертикали.

   
   
6. Окрашенный пластик.

   В ярком свете на прозрачном пластике, например коробке для CD дисков, можно видеть цветные пятна. Исследуйте и объясните этот эффект. Можно ли видеть эту красочную картину при использовании разнообразных источников освещения?

   
   
7. Слышимый свет.

   Зачерните сажей половину внутренней поверхности прозрачного сосуда и закройте горлышко пробкой с просверленной дыркой (см. рис.). При освещении затемненной поверхности светом лампы, можно услышать звук. Исследуйте и объясните этот эффект.

   
   
8. Струя и пленка.

   Направьте тонкую струйку жидкости на мыльную пленку. В зависимости от параметров, струйка может проникать сквозь пленку, либо сливаться с ней, образуя разнообразные фигуры. Исследуйте и объясните такое взаимодействие и наблюдаемые фигуры.

   
   
9. Угольный микрофон

   Много лет в микрофонах использовали мелкие угольные гранулы. Волны звукового давления изменяют сопротивление системы, осуществляя преобразование звука в электрический сигнал. Изучите устройство микрофона и определите его существенные характеристики.

   
   
10. Подъем воды.

    Поместите свечу в центре глубокой тарелки и налейте в тарелку воды. Зажгите свечу и накройте ее прозрачным колпаком. Проанализируйте и объясните последующие эффекты.

    
    
11. Подшипниковый мотор.

    Насадите два шарикоподшипника на некотором расстоянии друг от друга на металлическую ось. Внешние обоймы подшипников закрепите на изолирующем основании и подключите к ним сильнотоковый низковольтный источник. Слегка закрутите вал, и он начнет вращаться. От каких параметров зависит скорость вращения и КПД мотора. Будьте внимательны при работе с большими токами.

    
    
12. Карусель Гельмгольца.

    Закрепите новогодние елочные шары на раме карусели, так чтобы отверстия шаров лежали в горизонтальной плоскости. Карусель следует установить на опору, используя устройство с минимальным трением. При включении источника звука определенной частоты и интенсивности карусель начнет вращаться. Объясните этот эффект и подберите параметры, обеспечивающие максимальную скорость вращения карусели.

    
    
13. Кольца меда.

    Тонкая вертикальная струйка вязкой жидкости, например, меда, часто образует кольцеобразные структуры при контакте с поверхностью. Исследуйте и объясните этот эффект.

    
    
14. Летающий дымоход.

    Сделайте полую цилиндрическую трубу из легкой бумаги, например от пустого чайного пакетика, и поставьте ее вертикально. Если поджечь верхнюю часть трубы, она взлетает. Исследуйте этот процесс и определите параметры, влияющие на динамику и высоту подъема.

    
    
15. Оптика мениска.

    Прорежьте узкую щель в тонком листе непрозрачного материала. Опустите лист в жидкость, например в воду, и выньте его. В щели останется жидкая пленка. Осветите щель, изучите и объясните получаемое изображение.

    
    
16. Обруч.

    Если обруч из эластичного материала уронить вертикально на твердую поверхность, он подскочит. Исследуйте, как высота подскока зависит от существенных параметров.

    
    
17. Брандспойт.

    Если отпустить брандспойт, из которого бьет струя воды, можно увидеть его сложное движение. Промоделируйте этот эффект и найдите зависимость движения от существенных параметров.

    ---

    callaby © 2008—2020