Xliv Всероссийская олимпиада школьников по физике. Муниципальный этап. Возможные решения задач

11 Класс.

Задача 1 Движение бруска по доске.

1. При упругом соударении выполняются :

закон сохранения импульса (1 балл)

закон сохранения энергии (1 балл)

2. Р ешая систему уравнений, находим (3 балла)

3. Брусок перевернется, если он, двигаясь по инерции, достигнет состояния неустойчивого равновесия.

4. По закону сохранения энергии -высоты центра бруска О над уровнем стола. (3 балла)

5. Решая совместно 2 и 4, находим (2 балла)

Задача 2 Цилиндр с паром.

1. Т.к. поршень скользит без трения и цилиндр проводит тепло, давление и температура водяного пара равны давлению и температуре окружающего воздуха 10⁵ Па и Т=373 К (1 балл)

2. Массу пара найдем из уравнения Менделеева-Клапейрона (2 балла)

3. При вертикальном положении давление окружающего воздуха и поршня на пар станет (2 балла)

4. Это давление больше давления насыщенного водяного пара при Т=373К ( Р_нас=101300 Па) (3 балла)

5. Следовательно при таком давлении окружающего воздуха и поршня водяной пар весь сконденсируется. Объем пара V=0. (объем пространства под поршнем, занимаемый водой равен 3 10^-6м³) (2 балла)

Задача 3 Разные батарейки.

1. По закону Ома (1 балл)

2. Напряжение на первой батарейке (2 балла)

3. Напряжение на второй батарейке (2 балла)

4. Проверим, при каком R какое либо из напряжений U₁ (или U₂) равно нулю?.

5. U₁=0 при или или (3 балла)

6. Аналогичный расчет для U₂=0 дает по условию задачи R<0, что невозможно. (2 балла)

З адача 4 Колебания в сообщающихся сосудах

1. Выведем систему из положения равновесия, так что уровень жидкости в узком сосуде понизится относительно равновесного уровня на x.

2. Тогда уровень жидкости в широкой части повысится на , так как жидкость несжимаемая (одинаковы перетекающие объемы). (3 балла)

3. Возвращающая сила равна весу столба жидкости в широком колене, возвышающегося над уровнем в узком колене: . (4 балла)

4. Эта сила сообщает всей массе жидкости ускорение, направленное к положению равновесия и равное по величине . (2 балла)

5. Тогда период колебаний жидкости равен (1 балл)

Выражение под корнем, равное , есть не что иное, как высота столба жидкости в сосудах в равновесном состоянии, если длина соединительного канала мала!!!!