Przygotowanie do Olimpiady Fizycznej

Odbędą się dwa bloki zajęć - zajęcia teoretyczne i doświadczalne. W tym roku postaramy się raczej unikać robienia zadań, które można znaleźć w świetnych książkach polecanych na stronie KGOF-u i z byłych polskich olimpiad, żeby nikt kto już je przerobił się nie nudził. Za to pojawią się zadania z olimpiad międzynarodowych i studiów na kierunku fizycznym.

Zajęcia doświadczalne

Podobnie jak w poprzednim roku będziemy mieli dostęp do pracowni fizycznej UWM pod opieką kadry uniwersyteckiej.

Zajęcia teoretyczne

Będziemy pracować nad problemami dotykającymi różnych działów fizyki pojawiających się na Olimpiadzie.

Wymagania

Należy oczywiście się zakwalifikować. Potrzebna teoria zostanie wyjaśniona podczas warsztatów, aczkolwiek na pewno uczestnicy muszą posiadać wiedzę pokrywającą podstawy mechaniki (siły, ruch prostoliniowy, ruch po okręgu, praca, energia, grawitacja) oraz najbardziej elementarne prawa (prawa Newtona, prawo Coulomba, zasady zachowania energii/pędu).

Uwagi

Po ogłoszeniu wyników kwalifikacji WWW należy zajrzeć na tę stronę by sprawdzić, czy nie pojawiły się jakieś ważne informacje związane z warsztatami.

Poprawiona została treść zadania 3.

Kwalifikacja

Poniżej podane jest 6 zadań. Liczba zadań, które faktycznie wystarczy rozwiązać będzie zależeć od liczby osób, które będą chciały uczestniczyć w warsztatach. Poprawne rozwiązanie 4 z nich z pewnością kwalifikuje uczestnika na warsztaty, ale nie obawiajcie się, jeśli tylu nie rozwiążecie. Zachęcamy, byście spróbowali rozwiązać jak najwięcej z nich. Jeśli będziecie mieli z nimi problemy, możemy spróbować Was naprowadzić na rozumowanie prowadzące do rozwiązania.

Rozwiązania zadań możecie zapisać w dowolnym czytelnym formacie (dokument tekstowy/skan/fotografia etc.), w przypadku plików graficznych radzimy je dobrze skompresować (otwieramy w programie graficznym np. GIMP i zapisujemy w dość niskiej jakości, ale takiej, żeby wszystko było czytelne). Kwalifikacją zajmują się Tomasz Smołka ( tksmolka(na)gmail.com ) oraz Piotr Suwara ( peter_de_sowaro(na)o2.pl ). Dla porzadku, przesyłajcie wszystkie swoje rozwiązania na oba te adresy. Jeśli macie jakiekolwiek wątpliwości związane z zadaniami - nie wahajcie się z nami skontaktować!

Uwaga!

W sprawie rozwiązań należy się od tej pory konsultować wyłącznie z Piotrem Suwarą, Tomek jest w tej chwili niedostępny.

Zadanie 1 - helikopter

Helikopter może się utrzymywać w powietrzu dwojako; Mając jedno główne śmigło poziome (np. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/LAPD_Bell_206_Jetranger.jpg ), lub mając dwa mniejsze bliźniacze śmigła poziome jedno pod drugim obracające się w przeciwbierznych kierunkach (np. http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/row/ka-52-1.jpg ). Dlaczego w pierwszym przypadku śmigłowiec musi posiadać pionowe śmigło na ogonie, a w drugim nie? W jaki sposób samolot skręca w obu przypadkach?

Zadanie 2 - grzałki

Dwie grzałki o znamionowych mocach $W_1=1 \mathrm{kW}$ i $W_2=2 \mathrm{kW}$ o napięciu znamionowym $U=230 \mathrm{V}$ połączono szeregowo, podłączono do napięcia $U$ i włożono w pokruszony lód o temperaturze początkowej $T_0=260 \mathrm{K}$. Masa lodu jest równa $1 \mathrm{kg}$. Układ jest termicznie izolowany. Po jakim czasie lód stopi się i osiągnie temperaturę $T_k=300 \mathrm{K}$? Potrzebne stałe znajdź w tablicach.

Zadanie 3 - ptaszek

W pudełku bez otworów zawieszonym na wadze sprężynowej siedzi ptak. W pewnej chwili zaczyna on fruwać w pudełku. Czy po ustaleniu się wskazań wagi, będą one inne niż wtedy, gdy ptak siedział w pudełku?

Zadanie 4 - planety

Dwie planety poruszają się w przestrzeni kosmicznej pod wpływem wzajemnego przyciągania w taki sposób, że każda z nich krąży po orbicie kołowej wokół tego samego punktu oraz obie są dokładnie po przeciwnych stronach tego punktu (ich środki oraz ten punkt leżą zawsze na jednej prostej). Odległość między tymi planetami jest dana i wynosi $R$. Pokaż, że okres obiegu każdej z nich po orbicie zależy tylko od sumy ich mas, a nie od stosunku ich mas.

Zadanie 5 - równia

Jednorodna kulka o masie $m$ porusza się bez poślizgu po klinie o masie $M$ i kącie nachylenia $\alpha$. Przyśpieszenie grawitacyjne jest równe $g$. Nie ma tarcia pomiędzy klinem a podłożem (stołem). Oblicz przyśpieszenie klina.

Zadanie 6 - kulki

Kulka o masie $m_1$ spoczywa w przestrzeni. Druga kulka o masie $m_2$ leci dokładnie w kierunku pierwszej z prędkością $v_0$. Do tej drugiej kulki przyczepiona jest nieważka sprężyna o długości $l$, skierowana wzdłuż linii łączącej kulki. Współczynnik sprężystości sprężyny wynosi $k$. W pewnej chwili sprężyna dotyka drugiej kulki i zaczyna się kurczyć, jednocześnie odpychając kulki od siebie. Sprężyna jest wystarczająco długa, by nie nastąpiło zderzenie między kulkami. Oblicz, w jakiej najmniejszej odległości od siebie znajdą się kulki.

O ile nie zaznaczono inaczej, treść tej strony objęta jest licencją Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License