Уральский федеральный университет имени первого президента России Б.Н.Ельцина Институт естественный наук

Уральский федеральный университет
имени первого президента России Б.Н.Ельцина
Институт естественный наук
Специализированный учебно-научный центр
IV Уральский физический турнир
для учащихся 8-10 классов памяти
А.И.Кроткого
Турнир физических боёв
10 класс
Высшая лига
Первые пять задач были разосланы командам заранее в качестве домашнего задания.
В ходе первого боя происходит проверка домашнего задания. Для вызова доступны
только задачи с номерами 1, 2, 3, 4, 5. Во втором и третьем боях вызов возможен на
любую задачу, включая первые пять.
1.Энергия магнитного взаимодействия
Известно, что постоянный магнит достаточно сильно притягивает стальные
предметы. А каков закон этого взаимодействия? Оцените энергию взаимодействия постоянного магнита со стальным шариком. В вашем распоряжении 3–4
стальных шарика, диаметром около 1 см., достаточно сильный магнит примерно такой же массы, как и шарики, деревянные линейки, бумага (белая и копировальная), скотч.
Возможная схема проведения эксперимента. Магнит и два или три шарика с одной стороны
от него лежат между линейками на краю стола, прижавшись друг к. другу. Магнит липкой
лентой крепится к столу, причём шарики и магнит касаются друг друга непосредственно. К
ним с другой стороны направляется с нулевой начальной скоростью четвёртый шарик. Он
разгоняется перед столкновением с магнитом и после удара передаёт свой импульс по цепочке самому крайнему шарику. Этот крайний шарик отрывается от всей «компании», покидает стол и летит в воздухе до соударения с полом. Измерив высоту стола и дальность полёта
шарика по горизонтали, можно вычислить его начальную скорость. Задавая разные начальные расстояния между магнитом и четвёртым шариком, можно выяснить зависимость приобретаемой этим шариком скорости от величины расстояния, пройденного к магниту перед
ударом. По этой зависимости можно оценить энергию взаимодействия магнита с шариком
2.Модуль Юнга
Определите модуль Юнга Е (при сжатии)
куска поролона. Модуль Юнга– это физическая величина, характеризующая свойства
материала
сопротивляться
растяжению/сжатию при упругой деформации.
Оцените величину погрешности полученного результата.
3.Стреляющая баночка
Для опыта годится любая пластмассовая баночка с достаточно большой и
плотно закрывающейся крышкой (но без резьбы, емкостью примерно 0,4 л - 05
л, с диаметром крышки 8 см. При резком сжатии баночки с боков крышка с
характерным хлопком отскакивает и летит достаточно далеко. Оцените величину максимальной силы, действующей на крышку в этом опыте. Найдите способ измерить давление внутри баночки при ее резком сжатии.
4.Маятник Максвелла
Однородный цилиндрический диск, обладающий
некоторым моментом инерции J, подвешен на
двух прикрепленных к его оси (радиусом г) нитях
одинаковой длины. Массой и толщиной нитей, а
также массой оси можно пренебречь. Подняв
центр тяжести диска наматыванием нитей на высоту Н, дают диску возможность опускаться. Достигнув самого нижнего положения, диск опять
начинает подниматься. Создайте рабочую модель
маятника Максвелла (параметры J, r, H можно выбрать, исходя из наличия имеющихся материалов). Предполагая, что движение маятника строго вертикальное и плоскость вращения диска неизменна, определите момент инерции используемого в ваших
экспериментах диска.
http://www.youtube.com/watch?v=4ynUF1Jy2sE
5. Неразлучные книги
Возьмите две книги одинакового размера в бумажном переплете и, расправив
страницы, вдвиньте одну книгу в другую. Затем попытайтесь раздвинуть их.
Определите параметры, которые определяют границы возможности разделения
книг.
https://www.youtube.com/watch?v=Kb4MaOXGm8U&noredirect=1