Presentert her 20 kinematikkproblemer for forberedelse til olympiader i fysikk fra den metodiske manualen til V. Grabtsevich. Oppgaver har svar, men tilbys uten ferdige løsninger.
1. Av to porter, avstanden mellom hvilke l, to båter går samtidig i fart v 1 Og v 2, rettet henholdsvis i vinkler α Og β til den rette linjen som forbinder portene. Hva er minimumsavstanden mellom dem?
4. En svømmer svømmer over en elv bred L i en rett linje, vinkelrett på kysten, og går tilbake og bruker tid på hele reisen t 1 = 4 min. Svømmer samme distanse L langs elvebredden og tilbake, tilbringer svømmeren tid t2 = 5 min. Hvor mange ganger α Er svømmerens hastighet i forhold til vannet større enn hastigheten til elvestrømmen?
6. Langs jernbane hver eneste 100 m kolonner med tall plasseres 1 , 2 ,..., 10 , 1 , 2 ,..., 10 ,.... Gjennom 2 minutter etter at førerhuset til et jevnt gående tog har passert en kolonne med nummeret " 1 ", sjåføren så i vinduet en kolonne med nummeret" 2 " Hvor lenge etter å ha passert denne kolonnen kan førerhuset passere nærmeste kolonne med nummeret " 3 "? Toghastigheten er lavere 100 km/t.
8. Den første bilen i toget som begynte å bevege seg passerte den ubevegelige observatøren som sto i begynnelsen av denne bilen på en tid t 1, den siste vognen er bak t 2. Forutsatt at bevegelsen til toget er jevnt akselerert og lengdene på vognene er de samme, finn tiden det tar hele toget å bevege seg forbi observatøren.
deretter den nødvendige tiden: da har problemet ingen løsning.9. En elastisk ball faller vertikalt ned på gulvet i en heisvogn som beveger seg vertikalt oppover med konstant hastighet. Bestem hastigheten på heisen hvis ballen etter hvert støt, uten å berøre taket, beveger seg bort fra gulvet i heisen til maksimal avstand i tid t, og i løpet av tiden mellom to påfølgende sammenstøt på gulvet, passerer en avstand L i forhold til jorden.
Hvis denne betingelsen ikke er oppfylt innenfor rammen av de forutsetningene som er gjort, har problemet ingen løsning.]10. T-bane rulletrapp beveger seg i hastighet v. Passasjeren går inn i rulletrappen og begynner å gå langs trinnene som følger: han tar ett skritt frem og to skritt tilbake ned trappen. Samtidig kommer han til andre enden av rulletrappen i tiden t. Hvor lang tid ville det ta passasjeren å nå enden av rulletrappen hvis han gikk på en annen måte: to skritt frem og ett tilbake? Hastigheten til passasjeren i forhold til rulletrappen ved bevegelse forover og bakover er den samme og lik u. Tenk på at dimensjonene til trinnene er mye mindre enn lengden på rulletrappen.
12. Stanglengde l = 0,85 m beveger seg i et horisontalt plan. På et tidspunkt er hastighetene til endene av stangen like v 1 = 1 m/s Og v 2 = 1,5 m/s, og hastigheten til den første av dem er rettet mot en vinkel a = 30° til stanga. Hva er vinkelhastigheten w rotasjon av stangen rundt midten?
14. En røykbombe faller vertikalt fra en høyde H o med null starthastighet. Røyk bæres av vinden, som blåser horisontalt i alle høyder med konstant hastighet v o. Hvor mye vil brikken bli revet i forhold til den vertikale banen i høyden h over jordens overflate i det øyeblikket brikken faller til bakken? Akselerasjon av tyngdekraften g.
16. Vinterfotballhallen har en høyde h = 8 m og lengde L = 100 m. Finn hastigheten på ballen som den vil fly fra mål til mål, nesten berøre taket. Akselerasjon av tyngdekraften g =10 m/s 2. Forsømmelse av luftmotstand og ballstørrelse.
| [v = 1,312√(gL) = 41,5 m/s] |
17.
I den lange korridoren 11 m og med takhøyde 3 m helt i begynnelsen traff de gulvet med ballen i en fart 10 m/s i vinkel 60° til horisonten. I hvilken høyde fra gulvet treffer ballen endeveggen på korridoren?
18.
Hviterussland-traktoren svinger slik at rotasjonshastigheten til ett av bakhjulene er lik n 1 = 1,5 r/s, og den andre - n2 = 1,4 r/s. Avstanden mellom hjulene er l = 1,9 m. Bestem svingradiusen til traktoren.
19. En pistol montert på et fjell høyt h = 2000 m, sender et prosjektil horisontalt med en hastighet v 1 = 800 m/s. Etter en periode τ = 5 s et annet prosjektil avfyres fra samme punkt. Hvilken hastighet v 2 skal den ha og hvordan skal den frigjøres slik at begge prosjektilene samtidig faller på samme punkt på jordoverflaten?
20. På en lang motorvei i det fjerne 1 km Trafikklys er installert fra hverandre. Det røde signalet til hvert trafikklys forblir på i 30 sekunder, grønn – innenfor neste 30 sekunder. Dessuten beveger alle biler seg i fart 40 km/t Etter å ha passert et av trafikklysene på et grønt lys, passerer de uten å stoppe, det vil si også på et grønt lys, og alle følgende trafikklys. Med hvilke andre hastigheter kan biler bevege seg slik at de, etter å ha passert ett lyskryss når lyset er grønt, ikke trenger å stoppe noe annet sted?
| [ v n = | 1 km | = | 1 km × 3600 | = | 120 | km | = 120 km/t, 40 km/t, 24 km/t...] | |
| (30+60n)c | (30 + 60n) time | 2n+1 | h |
Studieåret 2008-2009
På hvilken tid t0 vil et tog bestående av N=10 biler passere en stasjonær observatør hvis den tredje bilen passerte den i t=4s? Toget beveger seg med jevn akselerasjon, starthastigheten er null. (3 poeng)
Det er et tynnvegget, termisk isolert glass med en tykk bunn (tykkelsen er 20 % av glassets høyde). Hvis glasset varmes opp til en temperatur t 1 = 200 o C og fyll helt med knust is (dens temperatur t o = 0 o C), så etter lang tid vil all isen smelte. Hvor mange ganger bør tykkelsen på glasset økes (i samme høyde) slik at det, ved å fylle det helt med den samme isen og ved de samme starttemperaturene til isen og glasset, vil være mulig å bringe vannet til en kok opp (til en temperatur t 2 = 100 o C)? (3 poeng)
Forsømmelse av fordampning og varmetap. Den spesifikke varmekapasiteten til vann er 4200 J/(kg o C), den spesifikke varmen ved smelting av is er 330 kJ/kg. Når man veier en kropp på en skål med vekter med ulik arm, viste det seg at dens masse var lik m 1 = 450 g, på den andre, m 2 = 800 g. Hva er kroppens sanne masse?
(4 poeng) t Den elektriske varmeovnen har tre like spiraler. To parallellkoblede spiraler er koblet i serie med den tredje. Varmeren senkes ned i et kar med vann. Etter o = 9 minutter, når vannet varmes opp fra temperaturen t 1 = 20 o C til temperatur (4 poeng)
2 = 50 o C er spiralen i parallellkoblingen utbrent. Hvor lang tid tar det før vannet koker? Varmetap bør ikke tas i betraktning; spenningen på klemmene er konstant.
Studieåret 2008-2009
Skoleolympiade i fysikk for 10. klasse
1 Problemløsning
,
oppgave 
Hvor
- tiden det tok hele toget å reise 
La det være
- tiden hvor 3 vogner og to vogner passerte.
Reisetid for den tredje bilen
oppgave 2 La S – området på bunnen av glasset, H h- høyden, h 1 – bunntykkelse i det første tilfellet, 2 – bunntykkelse i det andre tilfellet, 1 – istetthet, 2 – tetthet av glassmaterialet, c
2 – dens spesifikke varmekapasitet. Når vi ser bort fra varmekapasiteten til glassveggene, skriver vi varmebalanselikningen i det første tilfellet og i det andre tilfellet
.
Ved å dele det andre ligningsleddet på leddet med det første får vi 
, får vi
.
Herfra 
. Fordi 
, deretter den nødvendige verdien 
.
3 oppgave
La kroppsmassen M
4 oppgave
Før spolen brenner ut, varmemotstanden R 1
= 1,5r, Hvor r– motstand av en spiral. Dens kraft 
, Hvor U– spenning ved kildeklemmene. Varmebalanseligning ved oppvarming av vann fra t 1 til t 2 har formen , hvor c er varmekapasiteten til vann. Hvis spiralen ikke hadde brent ut, ville tiden det ville ta å varme opp vannet variere avhengig av temperaturen. t 2 å koke ville være
Dobbel spolemotstandsvarmer R 2
= 2r, dens kraft 
. Derfor vil samme varmtvannsbereder ta tid
Skoleolympiade i fysikk
Studieåret 2008-2009
2 runde
10. klasse
1. Vann strømmer inn i akvariet gjennom to identiske rør med samme hastighet v, og strømmer ut gjennom ett rør, hvis tverrsnitt er 5 ganger større enn tverrsnittet til hvert av de to første rørene. Hva er hastigheten på vannstrømmen i utløpsrøret hvis vannstanden i akvariet ikke endres. Vann fyller rørene helt.
2. Det er et ishull midt i den store innsjøen. Vannstanden i ishullet er i en avstand h = 10 cm fra toppen av isen. Vannets tetthet er 1000 kg/m3, og tettheten til is er 900 kg/m3. Bestem tykkelsen på isen.
3. En kube flyter på grensen til to ikke-blandbare væsker. Tettheten til materialet som kuben er laget av er 9,5 10 2 kg/m 3. Tettheten til den øvre væsken er 8·10 2 kg/m3. Tettheten til den nedre væsken er 10 10 2 kg/m 3. Hvilken brøkdel av volumet av kuben er nedsenket i den nedre væsken.
4. En passasjer går opp i en stasjonær metro-rulletrapp på tid t = 3 minutter, og en rulletrapp i bevegelse på tid t 2 = 2 minutter. Hvor lang tid vil det ta ham å gå opp en rulletrapp som beveger seg ned i samme hastighet?
Skolestadiet av den all-russiske olympiaden for skolebarn i fysikk
Akademisk år
KLASSE
Arbeidsvurderingskriterier
Oppgave 1
På hvilken tid t0 vil et tog bestående av N=10 biler passere en stasjonær observatør hvis den tredje bilen passerte den i t=4s? Toget beveger seg med jevn akselerasjon, starthastigheten er null.
1) , hvor er tiden da hele toget passerte
2) La og være tiden hvor 3 vogner og to vogner passerte.
3) 
4) Reisetid for den tredje bilen
5) 
Oppgave 2
Det er et tynnvegget, termisk isolert glass med en tykk bunn (tykkelsen er 20 % av glassets høyde). Hvis glasset varmes opp til en temperatur t 1 = 200 o C og fyll helt med knust is (dens temperatur t o = 0 o C), så etter lang tid vil all isen smelte. Hvor mange ganger bør tykkelsen på glasset økes (i samme høyde) slik at det, ved å fylle det helt med den samme isen og ved de samme starttemperaturene til isen og glasset, vil være mulig å bringe vannet til en kok opp (til en temperatur t 2 = 100 o C)? Forsømmelse av fordampning og varmetap. Den spesifikke varmekapasiteten til vann er 4200 J/(kg × o C), den spesifikke varmen ved smelting av is er 330 kJ/kg.
Beslutnings- og evalueringskriterier
1) La La– området på bunnen av glasset, – området på bunnen av glasset,- høyden, h 1 – bunntykkelse i det første tilfellet, h 2 – bunntykkelse i det andre tilfellet, r 1 – istetthet, r 2 – tetthet av glassmaterialet, 2 – bunntykkelse i det andre tilfellet, 1 – istetthet, 2 – tetthet av glassmaterialet, 2 – dens spesifikke varmekapasitet. Når vi ser bort fra varmekapasiteten til glassveggene, skriver vi varmebalanseligningen i det første tilfellet 2 poeng
og i det andre tilfellet. 3 poeng
2) Ved å dele det andre ligningsleddet på leddet med det første får vi
3 poeng
3) Å erstatte numeriske verdier og betegne , får vi
. 1 poeng
4) Herfra. Siden , da den nødvendige verdien 
1 poeng
Totalt 10 poeng for oppgaven.
Oppgave 3.
Den elektriske varmeovnen har tre like spiraler. To parallellkoblede spiraler er koblet i serie med den tredje. Varmeren senkes ned i et kar med vann. Etter t o = 9 minutter, når vannet varmes opp fra temperaturen t 1 = 20 o C til temperatur t 2 = 50 o C er spiralen i parallellkoblingen utbrent. Hvor lang tid tar det før vannet koker? Varmetap bør ikke tas i betraktning; spenningen på klemmene er konstant.
Beslutnings- og evalueringskriterier
Før spolen brenner ut, varmemotstanden R 1 = 1,5r, Hvor r– motstand av en spiral. 1 poeng 1 poeng
Totalt: 10 poeng
