6 октября 2024 Турнир Ломоносова по физике ответы и задания для 6-11 классов
Решили все задания для 6, 7, 8, 9, 10, 11 класса турнира Ломоносова по физике официальная дата проведения 47 турнира онлайн на сайте 6 октября 2024 год. Для каждого класса решены все задания.
Ответы турнир Ломоносова по физике
1. Если днём взять в вытянутую руку спичку и смотреть одним глазом, то заслонить её головкой маленькую точку, нарисованную на листе бумаги, совсем несложно. Однако если попробовать повторить то же самое в тёмное время суток (в качестве точки можно использовать, например, яркую звезду), то этого сделать не получится – звезда все равно будет видна. Объясните это явление.
Ответ: Заслонить звезду полностью в темное время суток не удаётся вследствие явления дифракции, поскольку плоская световая волна частично огибает препятствие (спичку), и мы продолжаем видеть звезду, только её свет будет ослаблен. В то же время при ярком дневном свете не составит труда труда заслонить спичкой не только тёмную точку, но даже и светящуюся точку, поскольку дифракционные волны, идущие от краёв спички, забиваются ярким светом от других предметов и просто становятся не видны на общем светлом фоне
2. Мощное течение несет корабль на скалы. Капитан дал команду «Полный назад», однако корабль продолжает медленно приближаться к препятствию. Решив обогнуть скалы, капитан отдает команду «Право руля».
Как повернется после этого корпус корабля: как на рисунке 1 или как на рисунке 2?
Ответ: Повернётся влево, поскольку после первой команды тяга винтов направлена вперёд, а вторая команда поворачивает линию вектора тяги влево, то в результате тяга будет направлена назад и вправо что приведёт к повороту корпуса влево
Куда начнет смещаться корабль: влево или вправо по рисунку?
Влево
Вправо
Ответ: Судно движется медленно, но повернув носом влево сила тяги винтов будет направлена вправо и начнётся смещение судна вправо
Задание 3. В невесомости цепочку надели на два ролика (как на рисунке) и привели в движение, после чего ролики мгновенно выдернули. Мальчик Ваня считает, что после этого форма цепочки меняться не будет, поскольку на неё не действует внешних сил. А мальчик Саша считает, что на цепочку будет действовать центробежная сила, поэтому форма цепочки будет изменяться, стремясь к окружности. Кто из них прав: Ваня или Саша?
Ваня
Саша
Ответ: Прав Саша, поскольку после удаления роликов сила натяжения цепочки уменьшится, и эта сила не сможет обеспечить центростремительное ускорение, необходимое для движения по радиусу R, поэтому движение будет происходить с меньшей скоростью и по окружности большего радиуса
Задание 4. Равномерно нагретый металлический шар радиуса R помещают в поток холодной воды (температура шара меньше 100 °С – вода не вскипает) и измеряют зависимость температуры в центре шара от времени. Начальная разность температур шара и воды равна Δt. Оказалось, что в центре она уменьшается вдвое (становится равной Δt/2) за время ττ, причем, как показали эксперименты, это время не зависит от Δt.Поскольку шар находится в потоке, температуру окружающей его воды можно считать неизменной.
Указание. Распределение тепловых потоков, возникающих в неоднородно нагретом теле, управляется законом теплопроводности, который можно сформулировать так: количество тепла, проходящего в единицу времени через плоскую стенку, равно ΔQΔτ=λSΔtd, где S – площадь стенки, d – ее толщина, Δt – разность температур между ее поверхностями, λ – так называемый коэффициент теплопроводности материала этой стенки.
Чему будет равно это время для шара радиуса 2R, сделанного из того же материала?
Приведите рассуждение, объясняющее, почему это время не зависит от Δt.
Задание 5. Удар молнии в землю (или в дерево, растущее на земле) представляет немалую опасность для человека, даже если он находится на значительном расстоянии от места удара. Дело в том, что электрический ток атмосферного разряда, поступая в землю в месте удара, растекается по земной породе во все стороны. Вследствие этого между точками земной поверхности, находящимися на разном расстоянии от места удара, возникает электрическое напряжение. Поскольку человек стоит на земле двумя ногами, расстояние между которыми при ходьбе равно длине его шага, между ними возникает разность потенциалов.
Оцените минимальное расстояние, на котором должен находиться человек от места удара молнии, чтобы не получить поражения электрическим током. Считайте, что для этого напряжение между его ногами не должно превышать U∼50 В. Сила тока молнии I∼5⋅104 А, удельное сопротивление земли ρ∼50 Ом⋅м.
Задание 6. Некий инженер предлагает реализовать грандиозный проект, позволяющий совершенно бесплатно получать электроэнергию. Для этого требуется на экваторе Земли построить очень высокую башню и поместить на её верхушку шар, от которого к земле будет идти цепь. Под действием центробежной силы шар будет улетать от Земли, вытягивая за собой цепь. Это движение цепи уже несложно преобразовать во вращение электрогенератора.
Найдите минимальную высоту, которую должна иметь башня, чтобы такое устройство заработало. Радиус Земли R≈6400 км.
За счет какой энергии будет вырабатываться электричество в этом устройстве? Оно же не может быть вечным двигателем, добывающим энергию «из пусто
Задание 7. Массивный маленький шарик подвешен на абсолютно неупругой невесомой нерастяжимой нити. Шарик поднимают выше точки подвеса так, чтобы нить была натянута и составляла угол α с горизонтом, а затем отпускают без начальной скорости. При каких α шарик, после того как опустится донизу, сможет вновь подняться выше точки подвеса?
Задание 8. Представим себе небольшой герметично закрытый сосуд, полностью заполненный водой (воздуха внутри нет). Если в дне такого сосуда проделать достаточно большое отверстие, вода начнет, булькая, выливаться из него. Однако если отверстие маленькое, то вода не льется. Оцените минимальный размер, который должно иметь отверстие, чтобы вода полилась.
Плотность воды ρ≈1000 кг/м3, ее коэффициент поверхностного натяжения (энергия, которой обладает единица площади поверхности) σ≈0,07 Дж/м2.
Смотрите также на сайте олимпиады:
6 октября 2024 XLVII Турнир имени М. В. Ломоносова задания и ответы