Материалы заданий Олимпиады школьников «Шаг в будущее» (техника и технология) 2010 – 2011 уч. год Олимпиада школьников «Шаг в будущее» по направлению «техника и технология» проводил Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (научно-образовательные и академические соревнования) при участии Калужского филиала МГТУ им. Н.Э.Баумана (академическое соревнование), Московского государственного текстильного университета им. А.Н.Косыгина (академическое соревнование), Липецкого государственного технического университета (академическое соревнование). Основными целями Олимпиады являются: выявление и развитие у обучающихся профильных творческих способностей и интереса к научно-исследовательской деятельности; формирование ключевых компетенций, профессионально-значимых качеств личности и мотивации к практическому применению предметных знаний; создание необходимых условий для поддержки творчески одаренных детей; научное просвещение и целенаправленная профессиональная ориентация учащейся молодежи; распространение и популяризация научных знаний; формирование состава студентов высших учебных заведений из граждан, наиболее способных и подготовленных к освоению программ высшего профессионального образования. Олимпиада включает в себя два вида конкурсных испытаний: научнообразовательное соревнование и академическое соревнование. Каждое конкурсное испытание проводится в два этапа. Первый этап проводится в очной, очно-заочной формах, в том числе с использованием информационных технологий удаленного доступа. Второй (заключительный) этап проводится только в очной форме. Научно-образовательное соревнование Научно-образовательное соревнование включает: - научно-образовательную программу «Шаг в будущее, Россия»; - научно-образовательную программу «Шаг в будущее, Москва»; - научно-образовательную программу «Шаг в будущее, Космонавтика». Первый этап научно-образовательного соревнования организуется на федеральноокружных соревнованиях Олимпиады «Шаг в будущее» и на конкурсных научных мероприятиях организаций - официальных участников научно-образовательных программ «Шаг в будущее, Россия», «Шаг в будущее, Москва» и «Шаг в будущее, Космонавтика» в период с 1 сентября 2010 года по 23 января 2011 года. Второй (заключительный) этап научно-образовательного соревнования проводился в рамках научно-образовательных программ «Шаг в будущее, Россия», «Шаг в будущее, Москва» и «Шаг в будущее, Космонавтика» в период с 20 марта по 25 марта 2011 года. Допускалось участие только в одном из мероприятий второго (заключительного) этапа научно-образовательного соревнования. Первый этап проводится в один тур – научно-учебная конференция в очной, очнозаочной формах, в том числе с использованием информационных технологий удаленного доступа. Второй этап проводится только в очной форме в два тура. Первый – научное соревнование – защита научно-исследовательских работ или творческое соревнование. Второй – академический тур, включающий выполнение олимпиадных заданий по общеобразовательному предмету «физика». Для отбора на первый и второй этапы научно-образовательного соревнования участник может представить только одну научно-исследовательскую работу, выполненную без соавторов. Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана Центр довузовской подготовки ежегодно проводят Научно-образовательное соревнование Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по направлениям: Секция I. Образовательно-реабилитационные технологии (ГУИМЦ) Секция II. Машиностроительные технологии (МТ) Секция III. Информатика и системы управления (ИУ) Секция IV. Системы безопасности (ИУ) Секция V. Радио-опто-электроника (РЛ) Секция VI. Биомедицинская техника (БМТ) Секция VII. Специальное машиностроение (СМ) Секция VIII. Энергетика и экология (Э) Секция IX. Автоматизация, робототехника и механика (РК) Секция X. Инженерный бизнес и менеджмент (ИБМ) Секция XI. Фундаментальные науки (прикладная математика и техническая физика) (ФН) Секция XII. Конструкторская (РК, МТ) Выставка-конкурс программных разработок На олимпиаду приглашаются учащиеся 8-11 классов образовательных учреждений Москвы, Московской области и регионов России, занимающиеся научно-исследовательской деятельностью самостоятельно, в научно-исследовательских лабораториях и на кафедрах МГТУ им. Н.Э.Баумана, в школьных кружках и факультативах, городских и районных Домах творчества, учреждениях дополнительного образования и др. Олимпиада проводится в два тура и два этапа 1-тур – научное соревнование - конференция 2-тур – выполнение олимпиадных заданий по общеобразовательному предмету «физика». Для участия в Олимпиаде необходимо: 1. Определить направление научной работы в соответствии с тематикой выбранного направления. 2. Предварительно зарегистрироваться в период с 1 сентября по 15 октября в Оргкомитете. 3. До 1 ноября определить тему научного исследования и сообщить название работы в Оргкомитет. 4. Принять участие в первом туре Олимпиады. 5. Представить до 20 марта: заявку на участие в олимпиаде по установленной форме с фотографией; материалы с описанием научно-исследовательской работы (аннотацию). 6. Пройти обязательную регистрацию перед началом олимпиады. Оргкомитет: 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5 МГТУ им. Н.Э.Баумана, Главный корпус, ауд. 357 Центр довузовской подготовки Управление олимпиад и обеспечения контингента Отдел по взаимодействию с профильными школами Телефон: (499)263-6139 E-mail: [email protected] ТРЕБОВАНИЯ К РАБОТЕ Работа должна быть выполнена как научное исследование, сравнительный анализ, технический или технологический расчет, новые предложения в области научных, технических, информационных, интеллектуальных технологий. При подготовке работы допускается участие научных руководителей и консультантов. В работе необходимо четко обозначить достижения автора и области применения результатов. Проблема, затронутая в работе, должна быть, по возможности, оригинальной. Если проблема не оригинальна, то должно быть оригинальным ее решение. Ценным является творчество, интеллектуальная продуктивность, открытие и генерация новых идей, может быть даже необычных, но обоснованных. Рефераты на олимпиаду не принимаются. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ Для участия в 1 этапе олимпиады участники должны представить исследовательскую (творческую) работу. Аннотация объемом 1 стр. включает в себя наиболее важные сведения о научноисследовательской работе (цель, способы, методы, выводы). Если в состав работы входит компьютерная программа, то к работе прилагается дискета или компакт-диск с работающей программой. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОДЕРЖАНИЮ РАБОТЫ В науке существуют традиции описания исследовательских результатов. Эти традиции достаточно универсальны и действуют в самых различных областях творчества. В описании работы должны быть четко разделены следующие части: постановка проблемы (задачи), цель и содержание работы; методы ее решения, выводы. В той части работы, которая связана с собственными изысканиями авторов, должны быть освещены: актуальность решаемой проблемы, используемые методы (причины использования данных методов: эффективность, точность, простота и т.п.) сравнение старых и предлагаемых методов решения проблемы, предложения по практическому использованию результатов; собственные выводы автора, имеющие научное и практическое значение. Участники, предполагающие выставить свою программную разработку для демонстрации на Выставке-конкурсе программных разработок, должны представить: заявку участника (стандартный бланк); описание проделанной работы по созданию программного продукта (название работы, ее цель и задачи, новизна, актуальность, изложение алгоритма решения задачи, возможность применения, используемые средства и т.д. – 10-15 стр.); дискету с программой; перечень программного обеспечения, необходимого для функционирования программы; рекламный листок формата А4 с описанием программного продукта (отредактированный и оформленный); особые требования к техническим средствам, таким как видеокарта, звуковая карта и т.п. Для участников Конструкторской секции работа в пояснительной записке должна содержать графическую часть: чертеж общего вида сборочной единицы, чертежи основных составляющих частей таблицу составных частей описание назначения детали или устройства принцип работы сборочной единицы или устройства, предложения по модернизации. Допускается компьютерная распечатка чертежей. Размер листа – только формат А4. Для участников секции Дизайна работа должна содержать: иллюстрированную пояснительную записку объемом 5-10 страниц, с описанием нового дизайн-объекта и этапов предпроектного анализа и поискового проектирования; обязательную графическую часть, включающую концептуальные идеи нового дизайнобъекта с визуализацией в виде форэскизов, скетчей, рисунков, демонстрационных листов, выполненных от руки или с использованием компьютерной графики; желательно наличие макетов или прототипов дизайн-объекта. СПИСОК СЕКЦИЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СОРЕВНОВАНИЯ «ШАГ В БУДУЩЕЕ, МОСКВА» СЕКЦИЯ I. Машиностроительные технологии Подсекция 1. Металлорежущие станки Подсекция 2. Инструментальная техники и технологии Подсекция 3. Технологии машиностроения Подсекция 4. Метрология и взаимозаменяемость Подсекция 5. Литейные технологии Подсекция 6. Технологии обработки давлением Подсекция 7. Технологии сварки и диагностики Подсекция 8. Материаловедение Подсекция 9. Оборудование и технологии прокатки Подсекция 10. Электронные технологии в машиностроении Подсекция 11. Лазерные технологии в машиностроении Подсекция 12. Реновационные технологии в машиностроении СЕКЦИЯ II. Информатика и системы управления Подсекция 1. Интеллектуальные системы управления Подсекция 2. Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации Подсекция 3. Информационные системы и телекоммуникации Подсекция 4. Наукоемкие технологии в проектировании и производстве электронно-вычислительных и телекоммуникационных систем Подсекция 5. Системы обработки информации и управления Подсекция 6. Компьютерные системы Подсекция 7. Программное обеспечение и информационные технологии СЕКЦИЯ III. Системы безопасности Подсекция 1. Информационная безопасность Подсекция 2. Защита информации СЕКЦИЯ IV. Радио-опто-электроника Подсекция 1. Оптико-электронные приборы и системы Подсекция 2. Радиоэлектроника СЕКЦИЯ V. Биомедицинская техника Подсекция 1. Биомедицинские технические системы Подсекция 2. Медико-технические информационные технологии СЕКЦИЯ VI. Специальное машиностроение Подсекция 1. Машиностроение Подсекция 2. Импульсные технологии в машиностроении СЕКЦИЯ VII. Энергетика и экология Подсекция 1. Поршневые двигатели Подсекция 2. Газотурбинные и нетрадиционные энергоустановки Подсекция 3. Холодильная и криогенная техника систем кондиционирования и жизнеобеспечения Подсекция 4. Вакуумная и компрессорная техника Подсекция 5. Теплофизика Подсекция 6. Ядерные реакторы и установки Подсекция 7. Плазменные и энергетические установки Подсекция 8. Экология и промышленная безопасность Подсекция 9. Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика СЕКЦИЯ VIII. Автоматизация, робототехника и механика СЕКЦИЯ IX. Инженерный бизнес и менеджмент Подсекция 1. Экономика и организация производства Подсекция 2. Промышленная логистика Подсекция 3. Менеджмент Подсекция 4. Финансы Подсекция 5. Предпринимательство и внешнеэкономическая деятельность СЕКЦИЯ Х. Фундаментальные науки Подсекция 1. Фундаментальная и прикладная математика Подсекция 2. Техническая физика СЕКЦИЯ XI. Конструкторская СЕКЦИЯ XII. Образовательно-реабилитационные технологии СЕКЦИЯ XIII Дизайн СПИСОК СЕКЦИЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СОРЕВНОВАНИЯ «ШАГ В БУДУЩЕЕ, КОСМОНАВТИКА» СЕКЦИЯ № 1. Космические аппараты и ракеты-носители СЕКЦИЯ № 2. Аэрокосмические системы СЕКЦИЯ № 3. Аэродинамическое и баллистическое проектирование, управление полетом ракет-носителей и космических систем СЕКЦИЯ № 4. Автономные радиоэлектронные устройства управления, автоматические системы и робототехника СЕКЦИЯ № 5. Автоматизированные системы специального машиностроения, газодинамические устройства в ракетах-носителях и космических аппаратах СЕКЦИЯ № 6. Стартовые комплексы ракетно-комической техники, планетоходы, научные и промышленные базы на Луне и планетах, монтажные работы в космосе СЕКЦИЯ № 7. Технология изготовления, сборки и испытаний ракетно-космической техники СЕКЦИЯ № 8. Ракетно-космические композиционные конструкции СЕКЦИЯ № 9. Двигательные установки ракет-носителей и космических аппаратов СЕКЦИЯ № 10. Системы кондиционирования и жизнеобеспечения СЕКЦИЯ № 11. Системы управления ракетно-космическими объектами и комплексами летательных аппаратов СЕКЦИЯ № 12. Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации СПИСОК СЕКЦИЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СОРЕВНОВАНИЯ «ШАГ В БУДУЩЕЕ, РОССИЯ» СЕКЦИЯ «Современные радио-оптические и электронные системы в технике и медицине» СЕКЦИЯ «Прикладная механика и компьютерные технологии в автоматизации и робототехнике» СЕКЦИЯ «Экология техносферы» СЕКЦИЯ «Аэрокосмонавтика» СЕКЦИЯ «Транспортные машины, системы и оборудование» СЕКЦИЯ «Конструкции из композиционных материалов и нанотехнологии» СЕКЦИЯ «Машиностроительные технологии» СЕКЦИЯ «Энергетические системы будущего» СЕКЦИЯ «Биомедицинская техника» СЕКЦИЯ «Физика и познание мира» СЕКЦИЯ «Прикладная математика» СЕКЦИЯ «Фундаментальная математика» СЕКЦИЯ «Информационно-кибернетические системы и технологии, информационная безопасность» СЕКЦИЯ «Инженерный бизнес и менеджмент» Российская молодежная научная и инженерная выставка «Шаг в будущее» ПРИМЕРЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ СЕКЦИЯ I. Машиностроительные технологии Медовщиков Александр Вадимович МОУ гимназия № 2, г. Железнодорожный, 11 класс Анализ и сравнительная оценка вариантов исполнительных механизмов гидроприводов металлорежущих станков и роботов Научный руководитель: Москвин Валерий Константинович, доцент кафедры "Металлорежущие станки", кандидат технических наук Разливахин Иван Владимирович ГОУ СОШ № 315, 11 класс Оценка формы различных объектов визуальной обработкой Научный руководитель: Васильев Сергей Геннадьевич, доцент кафедры "Инструментальная техника и технологии", кандидат технических наук Марьянская Евгения Алексеевна ГОУ гимназия № 1552, 11 класс Разработка информационного обеспечения расчета режимов резания для автоматизированной системы "Решатель инженерных задач" Научный руководитель: Лукьянец Олег Федорович, доцент кафедры "Технологии машиностроения", кандидат технических наук Есиков Иван Евгеньевич МОУ СОШ № 17, г. Орехово-Зуево, 11 класс Эталон цвета и методы его измерения Научный руководитель: Киселев Михаил Иванович, заведующий кафедрой "Метрология и взаимозаменяемость", профессор, доктор технических наук Ефремов Александр Сергеевич МОУ гимназия № 16, г. Мытищи, 11 класс Использование композитных модельных составов в литье по выплавляемым моделям для повышения прочности моделей Научный руководитель: Рыбкин Валерий Аверьянович, профессор кафедры "Литейные технологии", доктор технических наук Зудина Ольга Владимировна МОУ гимназия № 5, г. Юбилейный, 11 класс Изучение программного комплекса ПА9 для моделирования механизмов и оборудования Научный руководитель: Гладков Юрий Анатольевич, доцент кафедры "Технологии обработки давлением", кандидат технических наук Николаев Дмитрий Сергеевич ГОУ гимназия № 1520, 11 класс Технологии ультразвуковой сварки аккумуляторной батареи Научный руководитель: Волков Станислав Степанович, профессор кафедры "Технологии сварки и диагностики", кандидат технических наук Копылов Никита Игоревич ГОУ СОШ № 417, 11 класс Изучение структуры и свойств многослойных материалов на основе алюминия Научный руководитель: Плохих Андрей Иванович, доцент кафедры "Материаловедение", кандидат технических наук Пасечник Юрий Николаевич НОУ СОШ "Мыслитель", 11 класс Прокатка биметаллов Научный руководитель: Колесников Александр Григорьевич, декан факультета "Машиностроительные технологии", профессор, доктор технических наук Ухичев Антон Сергеевич МОУ физико-математический лицей, г. Углич, 11 класс Исследование возможностей использования винтовых мельниц для формирования наноструктурированного топлива органического происхождения Научный руководитель: Деулин Евгений Алексеевич, профессор кафедры "Электронные технологии в машиностроении", доктор технических наук Герасимова Екатерина Сергеевна МОУ гимназия № 7, г. Химки, 11 класс Исследование процесса упрочнения поверхности заготовки из углеродистой стали излучением волоконного лазера Научный руководитель: Смирнова Наталия Анатольевна, доцент кафедры "Лазерные технологии в машиностроении", кандидат технических наук Петин Макар Владимирович ГОУ ЦО № 429 "Соколиная Гора", 11 класс Восстановление работоспособности коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Научный руководитель: Глазунов Сергей Николаевич, доцент кафедры "Технологии обработки материалов", кандидат технических наук СЕКЦИЯ II. Информатика и системы управления Александров Кирилл Сергеевич ГОУ ЦО № 1840, 11 класс Позиционирование и управление платформой по углам азимута и места Научный руководитель: Жуков Кирилл Сергеевич, младший научный сотрудник НИИ ИСУ Петрулевич Дмитрий Андреевич ГОУ лицей № 1581, 11 класс Гироскопическая стабилизация одноколейных транспортных средств Научный руководитель: Кулешов Александр Викторович, доцент кафедры "Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации" Денисов Антон Дмитриевич ГОУ лицей № 1581, 11 класс Автоматизация проектирования электрических систем жилых и офисных помещений Научный руководитель: Павлов Юрий Николаевич, профессор кафедры "Системы обработки информации и управления", доктор технических наук Дубовик Николай Николаевич ГОУ СОШ № 548 "Школа Здоровья", 11 класс Многофункциональный аудиокомплекс Научный руководитель: Власов Андрей Игоревич, доцент кафедры "Проектирование и технология производства электронной аппаратуры", кандидат технических наук Костюченко Сергей Васильевич МОУ СОШ № 4, ЯНАО, г. Надым, 11 класс Гибридная автоматическая электростанция на базе дизель-генератора и солнечной батареи Научный руководитель: Долинский Валерий Сергеевич, педагог дополнительного образования, МОУ ДОД Центр детского творчества Маркин Иван Владимирович ГОУ лицей № 1581, 11 класс Охранная сигнализация в "умном доме" Научный руководитель: Аристов Борис Константинович, старший преподаватель кафедры "Компьютерные системы и сети" Целовальникова Оксана Александровна ГОУ СОШ № 1229 с углубленным изучением английского языка, 11 класс Реализация брандмауэра для малого офиса средствами iptables на базе роутера Dlink/Netgear с прошивкой DD-WRT Научный руководитель: Анисин Дмитрий Николаевич, IT-директор ООО "Abius" Острикова Ольга Сергеевна ГОУ физико-математический лицей при МГТУ им. Н.Э. Баумана № 1580, 11 класс Использование технологий трехмерной и интерактивной визуализации для продвижения образовательных услуг в сети Интернет Научный руководитель: Ревунков Георгий Иванович, доцент кафедры "Системы обработки информации и управления", кандидат технических наук Инфлянскас Роман Вацловович МОУ лицей № 12, г. Люберцы, 11 класс Путеводитель по зданию "Нить Ариадны" Научный руководитель: Трусов Борис Георгиевич, заведующий кафедрой "Программное обеспечение ЭВМ и информационные технологии", профессор, доктор технических наук СЕКЦИЯ III. Системы безопасности Хаперская Вера Юрьевна ГОУ ЦО № 1454, 11 класс Внедрение программного комплекса контентной фильтрации сети Интернет в школе Научный руководитель: Троицкий Игорь Иванович, доцент кафедры "Информационная безопасность, кандидат технических наук Пургин Александр Дмитриевич ГОУ физико-математический лицей при МГТУ им. Н.Э. Баумана № 1580, 11 класс История криптографии. Шифр Кардано Научный руководитель: Аносов Вячеслав Дмитриевич, доцент кафедры "Защита информации", кандидат физико-математических наук Чаплыгин Артем Михайлович ГОУ физико-математический лицей при МГТУ им. Н.Э. Баумана № 1580, 11 класс Анализ руткит-механизмов, выявление методов обнаружения и противодействия руткитам Научный руководитель: Астрахов Алексей Витальевич, доцент кафедры "Защита информации, кандидат технических наук СЕКЦИЯ IV. Радио-опто-электроника Фрейман Алиса Григорьевна ГОУ гимназия № 1567, 11 класс Радиоизлучение Солнца, планет, звезд и галактик Научный руководитель: Ахияров Владимир Влерович, доцент кафедры "Радиоэлектронные устройства, кандидат технических наук Саркисян Давид Арамович ГОУ СОШ № 179, 11 класс Оптика атмосферы. Рефракция Научный руководитель: Хорохоров Алексей Михайлович, доцент кафедры "Лазерные и оптико-электронные системы", кандидат технических наук Тюрин Николай Богданович ГОУ физико-математический лицей при МГТУ им. Н.Э. Баумана № 1580, 11 класс Система концентрации солнечного излучения Научный руководитель: Аникьев Анатолий Анатольевич, профессор кафедры "Оптикоэлектронные приборы научных исследований", доктор физико-математических наук СЕКЦИЯ V. Биомедицинская техника Бобкова Ольга Дмитриевна ГОУ СОШ № 315, 11 класс Разработка программного комплекса анализа крови в мазках Научный руководитель: Самородов Андрей Владимирович, доцент кафедры "Биомедицинские технические системы", кандидат технических наук Вавилин Максим Игоревич ГОУ лицей "Вторая школа", 11 класс Биомеханический источник энергии Научный руководитель: Парашин Владимир Борисович, профессор кафедры "Медикотехнические информационные технологии", доктор технических наук СЕКЦИЯ VI. Специальное машиностроение Федорова Наталия Александровна ГОУ СОШ № 434, 11 класс Особенности формирования ударных кратеров при столкновении малых космических тел с планетами Научный руководитель: Федоров Сергей Владимирович, старший преподаватель кафедры "Высокоточные летательные аппараты" Шевченко Сергей Александрович МОУ СОШ № 5 с углубленным изучением отдельных предметов им. Дмитрия Холодова, г. Климовск, 11 класс Классификация, конструкции и расчет ударно-спусковых механизмов автоматического оружия Научный руководитель: Лебединец Алексей Николаевич, доцент кафедры "Ракетные и импульсные системы", кандидат технических наук Орлова Екатерина Олеговна ГОУ СОШ № 315, 11 класс Проектирование мобильного робота-разведчика Научный руководитель: Наумов Валерий Николаевич, профессор кафедры "Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы", доктор технических наук Деревянко Михаил Владимирович ГОУ лицей № 1581, 11 класс Исследование поворотливости автомобиля с комбинированной системой рулевого управления Научный руководитель: Чернышов Николай Васильевич, ассистент кафедры "Колесные машины" СЕКЦИЯ VII. Энергетика и экология Демьяненко Станислав Александрович ГОУ СОШ № 1201с углубленным изучением английского языка, 11 класс Исследование способов повышения износостойкости сопряжения "цилиндр-поршневое кольцо" Научный руководитель: Путинцев Сергей Викторович, профессор кафедры "Поршневые двигатели", доктор технических наук Скибин Дмитрий Александрович ГОУ физико-математический лицей при МГТУ им. Н.Э. Баумана № 1580, 11 класс Мобильная энергоопреснительная установка с газотурбинным приводом Научный руководитель: Иванов Вадим Леонидович, доцент кафедры "Газотурбинные и нетрадиционные энергоустановки", кандидат технических наук Кобзева Екатерина Юрьевна МОУ лицей для одаренных детей № 20, Республика Казахстан, г. Талдыкорган, 11 класс Некоторые аспекты применения ксенона в специальных, имитационных установках для воздействия на адаптационные процессы у человека Научный руководитель: Чернышев Андрей Владимирович, профессор кафедры "Вакуумная и компрессорная техника", доктор технических наук Алявдин Роман Олегович ГОУ гимназия №1505 «Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория», 11 класс Исследование влияния процесса пиролиза на процесс горения древесины Научный руководитель: Чирков Алексей Юрьевич, доцент кафедры "Теплофизика", кандидат технических наук Ли Даниил Кириллович НОУ СОШ "Мыслитель", 11 класс Технологии обогащения урана Научный руководитель: Солонин Владимир Иванович, заведующий кафедрой "Ядерные реакторы и установки", профессор, доктор технических наук Мельников Ярослав Олегович ГОУ ЦО № 1439, 11 класс Генератор "холодной" плазмы Научный руководитель: Апикеев Валерий Николаевич, доцент, кандидат технических наук Смирнов Евгений Михайлович ГОУ СОШ № 776, 11 класс Использование активного ила в очистке сточных вод Научный руководитель: Ксенофонтов Борис Семенович, профессор кафедры "Экология и промышленная безопасность", доктор технических наук Серебряков Михаил Борисович ГОУ ЦО № 1927, 11 класс Определение утечек гидрораспределителя с закрытым центром Научный руководитель: Акинфиев Алексей Алексеевич, доцент кафедры "Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика", кандидат технических наук СЕКЦИЯ VIII. Автоматизация, робототехника и механика Погодин Павел Александрович ГОУ лицей № 1581, 11 класс Проблемы транспортной системы России Научный руководитель: Масягин Александр Васильевич, старший преподаватель кафедры "Подъемно-транспортные системы" Цыганов Дмитрий Леонидович ГОУ гимназия № 1563, 11 класс Динамический гаситель колебаний Научный руководитель: Григорьев Юрий Всеволодович, доцент кафедры "Прикладная механика", кандидат технических наук Яблоков Василий Евгеньевич ГОУ лицей информационных технологий № 1533, 11 класс Моделирование поведения группы сверхлегких искусственных спутников Земли Научный руководитель: Норенков Игорь Петрович, заведующий кафедрой "Системы автоматизированного проектирования", профессор, доктор технических наук Остроумов Георгий Романович ГОУ гимназия № 1543, 11 класс Телевизионная система распознавания и сортировки плоских деталей Научный руководитель: Михайлов Борис Борисович, доцент кафедры "Робототехнические системы", кандидат технических наук Вотинцев Дмитрий Николаевич ГОУ лицей "Вторая школа", 11 класс Робот "Inchworm" Научный руководитель: Гаврюшин Сергей Сергеевич, заведующий кафедрой "Компьютерные системы автоматизации производства", профессор, доктор технических наук СЕКЦИЯ IX. Инженерный бизнес и менеджмент Ганькин Никита Алексеевич ГОУ СОШ № 1286 с углубленным изучением французского языка, 11 класс Бизнес-план спортивного комплекса Научный руководитель: Клементьева Светлана Вячеславовна, доцент кафедры "Экономика и организация производства", кандидат экономических наук Пуликовская Софья Алексеевна НОУ Классический лицей "Институт современных технологий и экономики", г. Краснодар, 11 класс Методология анализа и управления рисками при транспортировке нефти Научный руководитель: Бойко Анна Николаевна, преподаватель физики лицея "Институт современных технологий и экономики", г. Краснодар Пережогин Андрей Евгеньевич ГОУ ЦО № 1178, 11 класс Управление конфликтами в образовательном учреждении Научный руководитель: Пряников Игорь Федорович, старший преподаватель кафедры "Менеджмент" Летун Антон Сергеевич ГОУ СОШ № 2008, 11 класс Исследование перспективности проекта по созданию промышленного производства ценных биологических соединений (на примере компонентов галобактерий) Научный руководитель: Дроговоз Павел Анатольевич, доцент кафедры "Предпринимательство и внешнеэкономическая деятельность", кандидат экономических наук Константинов Валерий Владимирович МОУ гимназия № 39, г. Уфа, 11 класс Контроль и управление проблемной задолженностью физических лиц перед банками Научный руководитель: Анголенко Николай Иванович, доцент кафедры "Финансы" СЕКЦИЯ Х. Фундаментальные науки Лазаренко Мария Дмитриевна ГОУ физико-математический лицей при МГТУ им. Н.Э. Баумана № 1580, 11 класс Исследование величины суммы длин ребер у многогранника заданного объема Научный руководитель: Окулова Надежда Николаевна, доцент кафедры "Прикладная математика", кандидат физико-математических наук Шершенкова Светлана Александровна ГОУ СОШ № 743, 11 класс Научно-исследовательская установка для изучения свойств веществ теплофизическими методами в школьном практикуме Научный руководитель: Винтайкин Борис Евгеньевич, профессор кафедры "Физика", доктор физико-математических наук СЕКЦИЯ XI. Конструкторская Бофонов Илья Сергеевич ГОУ специальная (коррекционная) общеобразовательная школа-интернат II вида № 30 им.К.А.Микаэляна, 12 класс "Line Builder 3D" программа построения и иллюстрации линий пересечения трехмерных фигур Научный руководитель: Мелкумян Овсеп Григорьевич, учитель черчения школы № 72 СЕКЦИЯ XII. Образовательно-реабилитационные технологии Шмелёва Анна Евгеньевна ГОУ специальная (коррекционная) общеобразовательная школа I-II видов № 1406 "Центр на Павелецкой", 10 класс Компьютерная анимация. Возможности flash-технологий для учебного процесса Научный руководитель: Миронова Анна Анатольевна, учитель информатики школы № 1406 СЕКЦИЯ XIII. Дизайн Бочаров Георгий Михайлович ГОУ СОШ № 1287 с углубленным изучением английского языка, 6 класс Способ физиологической связи музыканта с инструментом Научный руководитель: Терехова Наталия Юрьевна, доцент кафедры "Информационноизмерительные системы" Академическое соревнование Академическое соревнование носит наименование «Российское открытое академическое соревнование «Профессор Жуковский» Олимпиады «Шаг в будущее». Первый этап академического соревнования проходил в очной форме 28 ноября 2010 года. Второй (заключительный) этап академического соревнования организуется только в очной форме в виде выполнения заданий по общеобразовательным предметам и/или комплексам предметов 20 марта 2011 года в городе Москва, а также в ВУЗах-партнерах Олимпиады «Шаг в будущее». Академическое соревнование проводилось по общеобразовательному предмету «физика». Первый (отборочный) этап Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по комплексу предметов «техника и технология» (физика) ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ «ШАГ В БУДУЩЕЕ» 2010 ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ З А Д А Ч А 1. На неподвижное тело массы m, находящееся на горизонтальной, абсолютно гладкой плоскости, в момент времени t = 0 начинает действовать сила, направленная вдоль горизонтальной оси x. На рисунке представлен график зависимости проекции Fx этой силы от времени t. Определите модуль импульса тела в момент времени t = 4 t о. Fх Fo 0 3to to 4to 2to t Fo З А Д А Ч А 2. Что такое плазма? Назовите известные Вам способы получения плазмы. З А Д А Ч А 3. В результате кругового процесса газ совершил работу А = 1 Дж и передал охладителю количество теплоты Q 2 = 4,2 Дж. Определите термический КПД цикла. З А Д А Ч А 4. V 2 Изменения состояния идеального газа при некотором круговом процессе 1231 показаны на графике зависимости объема газа от абсолютной температуры. Изобразите этот цикл на графике зависимости давления газа от объема. Укажите, на каких участках графика газ получает теплоту извне. 3 1 0 T З А Д А Ч А 5. По кольцу радиусом R равномерно распределён заряд q. Определите потенциал в точке А, находящейся на оси, перпендикулярной плоскости кольца, и отстоящей от центра кольца на расстоянии h = 0, 5 R. З А Д А Ч А 6. 9 Допишите ядерную реакцию. 4 B e ? 126 C 01n З А Д А Ч А 7. На рисунке показан ход светового луча при переходе из среды I в среду II. В какой среде скорость света больше? Ответ обосновать. I II З А Д А Ч А 8. Определите максимальную амплитуду гармонических колебаний системы, состоящей из 2m 2k 4k двух брусков и двух невесомых пружин, при m которой бруски будут совершать колебания по горизонтальной плоскости без проскальзывания относительно друг друга. Жесткость пружин 2k и 4k. Масса нижнего бруска m, верхнего – 2m, коэффициент трения между брусками равен . В положении равновесия пружины не деформированы. Трение между нижним бруском и плоскостью отсутствует. З А Д А Ч А 9. Стержень ОА сопротивлением R = 1 Ом и длиной L = 0,5 м, вращаясь вокруг точки О, скользит по полукольцу, образуя A проводящий контур. Контур находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл. Плоскость контура перпендикулярна вектору В. Угловая корость вращения стержня = 2 с1. Найдите количество теплоты Q, которое O выделится в стержне при его повороте на угол Δ = /2. Сопротивлением остальных проводников контура пренебречь. З А Д А Ч А 10. 2 На горизонтальной поверхности расположены три 2q маленьких одноименно заряженных шарика, заряды которых равны q, 2q, q, а массы 2m, m, 2m соответственно, соединенных невесомыми, нерастяжимыми и непроводящими нитями длины L каждая так, что нити образуют равносторонний треугольник. Нить между шариками 1 и 3 2m пережигают. Пренебрегая гравитационным взаимодействием q между шариками и силами трения, найдите максимальную 1 скорость шарика 2. m 2m q 3 РЕШЕНИЕ ВАРИАНТА ОЛИМПИАДЫ -2010 ЗАДАЧА 1. Ответ: p Fo t o Fх Fo 3to to 0 4to 2to t Fo ЗАДАЧА 3. Решение. Ответ: A 1 0,19 . A Q 2 1 4,2 0,19 . ЗАДАЧА 4. Решение. V P 2 3 3 1 Q 1 0 T 0 R 5 2q q 5 10 o R 4 o R 5 r А 0,5R Ответ: 2 V Ответ: В процессах 1 – 2 и 2 – 3. ЗАДАЧА 5. Решение. q R k ; r r 2 Q q 5 . 10 o R ЗАДАЧА 6. 9 4 Ответ: B e 42 He 126 C 01 n ЗАДАЧА 7. I II Ответ: В первой среде. ЗАДАЧА 8. 2m 2k 4k m Решение. 1) Квадрат циклической частоты колебательной системы 2 k m i i 2k m 2). Если бруски колеблются не проскальзывая относительно друг друга, то верхний брусок движется под действием силы трения покоя FTP.max. 2mg . Эта сила создает максимальное ускорение верхнего бруска amax . 2 2 равно a max A , т.е. g A . g mg Откуда амплитуда колебаний A 2 . 2k mg Ответ: A . 2k ЗАДАЧА 9. A O FTP .max g , которое 2m Решение. 1) t . 1 1 2 2) S L L L t 2 2 1 2 3) Ф BS BL t . 2 Ф 1 4) E i BL2 . t 2 2 2 BL2 B 2 L4 E 5) Q t . 2 R R 4 R Подставив числовые значения, получим: Q 4 , 0 10 2 Дж . 2 Ответ: Q 4,0 10 Дж ЗАДАЧА 10. 2 2q V1 m 2q m 1 3 q 2m 2m 2m q q 1 V1 2 q 2m V2 3 Решение. Из соображений симметрии и с учетом законов сохранения импульса и энергии имеем:: (1) 2 2 mv 1 mv 2 2 2 2 m 1 m22 W эл . , 2 2 W нач . W12 W13 W 23 (2) 2q 2 2q 2 q2 q2 5 4 o L 4 o L 4 o L 4 o L W K OH . W12 W13 W 23 W эл . Из (1) 5 2 mv 2 8 Ответ: 2q 2 q2 2q 2 9 q2 4 o L 4 o 2 L 4 o L 2 4 o L 1 q2 . 2 4 o L v2 . Подставим в (2), получим 4 q 1 q2 1 q2 , откуда v 2 . 2 4 o L 8 o L 5 mL o следует: 2 v1 q . 5 mL o 2 2m v2 mv 2 16 2 2 5 mv 8 2 2 ; Второй (заключительный) этап Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по комплексу предметов «техника и технология» (физика) ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП АКАДЕМИЧЕСКОГО СОРЕВНОВАНИЯ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ «ШАГ В БУДУЩЕЕ» ПО КОМПЛЕКСУ ПРЕДМЕТОВ «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ» ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРЕДМЕТ «ФИЗИКА» ТИПОВОЙ ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ З А Д А Ч А 1. ( 8 баллов ) На рисунке изображён график зависимости проекции скорости автомобиля, движущегося по прямолинейному участку дороги (ось x ), от времени. Изобразите для этого автомобиля график зависимости пройденного пути S от времени в интервале 0 – t3. Vx t1 З А Д А Ч А 2. ( 8 баллов) Определите КПД электрической цепи, изображенной на рисунке. Сопротивление R1 = 2 Ом, R2 = 5 Ом. Внутреннее сопротивление источника тока r = 0,5 Ом. t2 t3 t R1 R2 r З А Д А Ч А 3. ( 10 баллов ) Определите силу давления жидкого топлива на дно полностью заполненного топливом бака при вертикальном старте ракеты, если ускорение ракеты a = 4g . Топливный бак имеет цилиндрическую форму. Диаметр бака D = 1,2 м, длина L = 2,5 м., плотность топлива в нём = 0,9∙103 кг/м3. З А Д А Ч А 4. ( 10 баллов ) Найдите моменты сил приводов в шарнирах и В механизма робота–манипулятора, находящегося в равновесии, когда второе звено поднято под углом 300 к горизонту. Масса объекта манипулирования вместе с механизмом захвата, сосредоточенного в точке С, mС 15 кг . Длины звеньев: 1 0,7 м , 2 0,5 м . Звенья однородные mc =15кг А 2 А o 30 1 В C и их массы соответственно равны m1 35 кг ; m2 25 кг . З А Д А Ч А 5. ( 10 баллов ) Сосуд объема V = 40 дм3 разделен тонкой подвижной перегородкой на две части. В левую часть помещены 36 граммов льда при температуре 10оС, а в правую – 28 граммов азота (N2). Цилиндр нагревают и поддерживают температуру, равную 100оС. Определите объём правой части сосуда при этой температуре. З А Д А Ч А 6. ( 10 баллов ) Цикл теплового двигателя, рабочим телом которого является идеальный газ, показан на рисунке. Цикл состоит из двух изотерм и двух изобар, пересекающихся в точках 1,2,3,4. Найдите отношение температуры в точке 3 (Т3) к температуре в точке 1 (Т1), если отношение объёмов газа в этих точках V3 V1 2 . Объёмы газа в точках 2 и 4 одинаковые. P 1 2 3 4 O V З А Д А Ч А 7. ( 10 баллов ) На неподвижный груз массы m = 1 кг, лежащий на горизонтальном столе и прикрепленный к стенке пружиной k F жесткости k = 9102 Н/м, начинает действовать постоянная m горизонтальная сила F = 1 Н. Через некоторое время действие силы прекращается. При каком времени t смещение груза будет равно нулю в момент прекращения действия силы? Силами сопротивления пренебречь. З А Д А Ч А 8. ( 10 баллов ) Проводящий контур, имеющий форму восьмерки, перемещают поступательно в магнитном поле тока, текущего по прямолинейному длинному проводнику. Покажите на рисунке направление результирующей силы Ампера, действующей на контур, если он удаляется от проводника. Электрический контакт в месте пересечения проводников (в точке А) отсутствует. Ответ поясните. O А I O З А Д А Ч А 9. ( 12 баллов) Для изготовления объектива оптического устройства из одного сорта стека изготовлены три линзы, которые при составлении их вместе образуют 3 тонкую плоскопараллельную пластину. При этом оказалось, что оптическая 1 сила системы линз 1,2 D1,2 = 2 дптр, а оптическая сила системы линз 2-3 D2,3 = 3 дптр. Найдите оптическую силу линзы 2. 2 З А Д А Ч А 10. ( 12 баллов ) В установке для нанесения защитных покрытий две прямоугольные металлические пластины расположены так, что они соприкасаются с наносимым жидким диэлектрическим составом. Расстояние между пластинами d много меньше линейных размеров пластин. Плотность жидкости равна , а её диэлектрическая проницаемость . Найдите разность потенциалов U источника постоянного напряжения, при которой установившаяся высота подъёма жидкости равна h. Силами поверхностного натяжения пренебречь. d U g h ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ З А Д А Ч А 1. ( 8 баллов ) S, м 10 5 0 t1 t 3 t, с t2 З А Д А Ч А 2. ( 8 баллов) Ответ: I R , I (R r) R1 R2 0,74 R1 R2 r ( R1 R2 ) где R R1 R2 R1 R2 З А Д А Ч А 3. ( 10 баллов ) Ответ: 2 D F L( g a) 2,54кН 4 З А Д А Ч А 4. ( 10 баллов ) Ответ: M A 511 Нм M B 117 Нм Чтобы робот-манипулятор находился в равновесии, необходимо равенство нулю суммы моментов всех сил, действующих на звенья манипулятора. M A ( Fi ) 0 . m2 g 1 2 cos mC g ( 1 2 cos ) 2 2 0,7 0,5 3 3 M A 9,835 25 0,7 15 0,7 0,5 ; 2 2 2 2 9,8(12,25 22,9 16,99) 9,8 52,14 511Нм . M A m1 g M B 1 ( Fi ) 0 . . M B m 2 g 2 2 Ответ: VA mA RT 31103 м3 A Po В m 1g M A 511 Нм cos mC g 2 cos 31 1 M B g 2 cos m2 mc 9,8 0,5 25 15 117 Hм ; 2 2 2 З А Д А Ч А 5. ( 10 баллов ) 1 А mc 2 M B 117 Нм C 30o mc g m2 g При температуре t = 100 oC насыщенный пар воды имеет давление Po= 10 5 Па. 1 моль газа при таком давлении и температуре tо = 0 oC занимает объем Vo= 22,4 дм3, а при температуре t = 100 oC - ещё больший объем. Объем всего сосуда по условию задачи V = 40 дм3; а количество воды равно 2 моль, следовательно, вся вода испариться не может. Наряду с остатком воды в левой части сосуда будет её насыщенный пар. Давление окажется равным Po. Таким же будет и давление в правой части цилиндра, занимаемой азотом. Занимаемый азотом объем VA mA RT 0,028 8,31 373 31 10 3 м3 . 5 A Po 0,028 10 З А Д А Ч А 6. ( 10 баллов ) T3 2 T1 Так как. для изобары T пропорциональна V, то, используя обозначения, приведенные на рисунке, запишем: V T Для изобары 12, 2 2, 4 (1) T1 V1 V T Для изобары 34, 2 3 (2) T1 V2, 4 Ответ: Перемножив (1) и (2), получим Т.к. P 1 2 T2 T1 3 4 O V 1 V2, 4 V3 V V3 T2 T1 V1 T V3 T2 T3 , то 3 2 T1 V1 T1 T1 З А Д А Ч А 7. ( 10 баллов ) Ответ: t n T Когда на груз начинает действовать постоянная сила, он будет совершать колебания около нового положения равновесия.. Груз останется после прекращения действия силы m неподвижным, если t n T (n =1, 2, 3,), где период колебаний груза T 2 0,21 c . k З А Д А Ч А 8. ( 10 баллов ) Сила Ампера препятствует движению контура. З А Д А Ч А 9. ( 12 баллов) Ответ : D2 = 5 дптр. Линзы 1, 2 и 3 образуют плоскую стеклянную пластину, оптическая сила которой равна нулю D D1 D 2 D 3 0 , где D1-оптическая сила 1-ой линзы, D2-оптическая сила 2-ой линзы, D3 оптическая сила 3-ей линзы. Кроме того, D1 + D2 = 2 дптр., а D2 + D3 = 3 дптр. Решив систему из трех уравнений с тремя неизвестными, получим D2 = 5 дптр. 3 1 2 З А Д А Ч А 10. ( 12 баллов ) Ответ: h z1 O ( 1) U 2 2 2d g Любая замкнутая система стремится прийти в состояние, при котором она обладает минимумом энергии. Пусть в стационарном состоянии высота подъема уровня диэлектрической жидкости равна h. Полная энергия системы включает в себя энергию поднятой жидкости Wж и энергию источника постоянного напряжения WИ. 1) Емкость конденсатора равна сумме емкостей конденсатора высотой z , заполненного диэлектрической жидкостью, и пустого конденсатора высотой (Нz). Lh L( H я) o L С o o ( H ( 1) z ) , d d d Где H- высота пластин конденсатора, L – их длина. 2) Электрическая энергия, запасенная в таком конденсаторе, составляет LU 2 СU 2 WK o ( H ( 1) z) 2 2d Ldgz 2 3) Потенциальная энергия поднятой жидкости равна W Ж . За нулевой уровень 2 отсчета принят уровень z= 0. 4) Энергия источника: Пусть WO-исходная энергия источника. В момент, когда емкость между пластинами конденсатора равна С, на них находится заряд Q = CU. Следовательно, источник истратил часть своей энергии, равную совершенной работе A = QU = CU2 . Тогда O LU 2 2 ( H ( 1) z ) . оставшаяся энергия источника W И WO CU WO d 5) Полная энергия системы равна LU 2 Ldgz 2 W ( z ) W K W И W Ж WO O ( H ( 1) z ) . 2d 2 6). Продифференцируем это выражение по z и приравняем нулю ( 1) LU 2 dW ( z ) O Ldgz 0 dz 2d Отсюда следует, что полная энергия нашей электромеханической системы будет минимальна при высоте жидкости z 1 O ( 1) U 2 2 d g 2 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОЛИМПИАДАМ ПО ТЕХНИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ 1. Сборник тем научных работ для участников научно-образовательного соренования «Шаг в будущее, Москва». – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010. – 104 с. 2. Сборник организационных и методических материалов для профильных школ и поступающих в МГТУ им. Н.Э.Баумана. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010. – 20 с. 3. Сборник лучших работ Одиннадцатой научной конференции «Шаг в будущее, Москва» – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008. – 256 с. 4. Бендриков Г.А., Буховцев Б.Б., Керженцев В.В., Мякишев Г.Я. Задачи по физике для поступающих в вузы. – М.: Наука, 1987. – 384 с. 5. Буховцев Б.Б., Кривченко В.Д., Мякишев Г.Я., Сараева И.М. Сборник задач по элементарной физике. – М.: Наука, 1987. – 415 с. 6. Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика для поступающих в вузы. – М.: Наука, 1979. – 608 с. 7. Конкурсные задачи по математике и физике: Пособие для поступающих в МГТУ им. Н.Э.Баумана / Л.П.Паршев, А.Г. Андреев, Н.А. Гладков и Ю.А. Струков; Под ред. С.В. Белова. – М.: Машиностроение, 1993. – 192 с. 8. Справочное пособие для абитуриентов. Программы и содержание вступительных экзаменов по физике, математике, русскому языку и литературе литература. / Сост.: Белов С.В., Камалова Р.А., Паршев Л.П., Струков Ю.А.; Под ред. С.В. Белова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 144 с. 9. Типовые варианты заданий вступительных испытаний в 2003 г. математика, физика, русский язык и литература / Сост.: Камалова Р.А., Паршев Л.П., Струков Ю.А.; Под ред. Н.Я. Ирьянова / МГТУ им. Н.Э. Баумана. – М., 2003.-45с. 10. Дмитриев С.Н., Васюков В.И., Струков Ю.А. Физика: сборник задач для поступающих в вузы. Изд. 5. – М.: Ориентир, 2003. – 208 с. 11. Задачи вступительных экзаменов. / Сост.: А.А.Егоров, В.А.Тихомирова. – М.: Бюро Квантум, 2008. – 176 с. 12. Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и самообразования. – М., 1979. – 512 с.