Politechnika Warszawska - Wydział Fizyki

Kuratorium Oświaty w Warszawie

XII KONKURS FIZYCZNY dla szkół średnich

Finał - 4 marca 2006 r.

Zadanie 1.

a) Cienki drut oporowy zawieszono poziomo i naprężono. Do końców drutu przyłożono źródło napięcia zmiennego powodując świecenie drutu. Wyjaśnić, dlaczego przepływ prądu spowodował zmniejszenie naprężenia w drucie?

b) Następnie świecący drut ponownie naprężono i zbliżono do niego magnes stały. Wyjaśnić, dlaczego na drucie pojawiły się regularnie rozmieszczone obszary ciemne?

Zadanie 2.

Pojazd kosmiczny porusza się wokół Ziemi po orbicie kołowej o promieniu r z prędkością v₀. Jaką prędkość dodatkową u, skierowaną w kierunku środka Ziemi, należy mu nadać, aby przeszedł na orbitę lądowania, styczną do powierzchni Ziemi? Promień Ziemi wynosi R_Z.

Zadanie 3.

Poziomy cylinder zawierający n moli gazu doskonałego, zamknięty jest tłokiem o przekroju S. Temperatura początkowa gazu wynosi T₀ , ciśnienie początkowe równe jest ciśnieniu zewnętrznemu p₀ , dane jest molowe ciepło właściwe przy stałej objętości C_V . Gaz ogrzewany jest za pomocą umieszczonej wewnątrz cylindra spirali grzejnej. Podczas ruchu tłoka działa na niego ze strony ścianek siła tarcia F. Połowa ciepła wydzielającego się w wyniku tarcia pochłaniana jest przez gaz. O ile przesunie się tłok, gdy na spirali wydzieli się ciepło Q? Cylinder jest izolowany cieplnie od otoczenia.

Zadanie 4.

Lekki pręt o długości l zawieszono na osi w punkcie A w ten sposób, że może on poruszać się w płaszczyźnie rysunku. Do ciężarka o masie m umieszczonego na końcu pręta przyczepiono z jednej strony giętką gumkę, wykazującą własności sprężyste tylko podczas rozciągania. Jeżeli wahadło znajduje się w pozycji pionowej, to gumka nie jest naciągnięta. Przemieszczenie ciężarka w prawo prowadzi do wydłużenia gumki, a jej współczynnik sprężystości wynosi k. Podczas przemieszczenia ciężarka w lewo, gumka zwisa. Znaleźć okres drgań tego wahadła.

Zadanie 5.

Dla zwierciadła wklęsłego obowiązuje wzór 1/x + 1/y = 1/f gdzie x i y to odległości przedmiotu i obrazu od zwierciadła, a f to ogniskowa. Wykazać, że wzór ten można stosować także dla zwierciadła wypukłego.

Uwaga: W rozwiązaniach zadań należy przyjąć powszechnie znane stałe fizyczne (np.: g, R, e_o itp.) za dane.

===================================================================

Życzymy Państwu przyjemnej pracy