BelPhO 2006, Заключителен етап — Задача 10-1.2. 10 класс — Задача 1.2
Белорусская республиканская олимпиада по физике 2006 — заключительный этап, теоретический тур, 9–11 классы
Внимание: Бележка към темата
Complete63native pages, fifteen whole tasks grades9/10/11, full archive keys and supplements. Native formulas, numerical powers, signs, equation/figure references and source inconsistencies preserved with attributed notes; footnote6 body absent. Archive authority, no independently verified organizer provenance.
Условие
Задача 1.2
Через легкий блок, подвешенный на пружине жесткостью , перекинута невесомая нить, прикрепленная при помощи такой же пружины к земле. Конец нити находится на высоте от земли. Какой минимальной силой , приложенной к концу веревки, можно притянуть ее к земле?

Решение
Задача 10.1.2
Если мысленно заменить верхнюю пружину нерастяжимой веревкой, то под действием силы , направленной вниз, нить через гладкий блок растянет нижнюю пружину вверх на величину
Поскольку нить нерастяжима, то на такую же величину опустится конец веревки.
Из условия равновесия конца веревки следует, что сила натяжения нити при этом .
Теперь «вернем» верхнюю пружину на место, ведь по условию задачи блок «подвижный». На блок вниз действуют две силы натяжения нити (Рис. 2), а вверх — сила упругости верхней пружины.

Из условия равновесия блока получим
где — абсолютная деформация верхней пружины. Следовательно, в положении равновесия нижний конец верхней пружины (центр блока) опустится на .
Поскольку при опускании центра блока на «освободится» участок нити длиной , то результирующее смещение вниз конца нити с учетом деформаций обеих пружин составит
Для касания веревкой земли должно быть выполнено условие
Расчет дает
Поскольку при меньшем значении силы конец веревки не дотянет до земли (колебания в системе отсутствуют), то (1) дает искомое значение
Дополнение
Решение данной задачи можно сделать и покороче. Обозначим — деформацию нижней пружины. Тогда из условия равновесия блока и закона Гука следует, что деформация верхней пружины должна быть в два раза больше . Далее из условия не растяжимости веревки, переброшенный через блок, следует, что ее конец опустится на расстояние . Наконец, искомая сила натяжения веревки равна силе упругости нижней пружины, то есть
Впрочем, эти элементарные выкладки нуждаются в физических обоснованиях, приведенных в основном решении.
Титульные листы и общие инструкции
УТВЕРЖДЕНО. Заместитель председателя оргкомитета заключительного этапа Республиканской олимпиады. К.С. Фарино. «___» марта 2006 г.
Республиканская физическая олимпиада 2006 год. г. Гродно. Теоретический тур. 9 класс / 10 класс / 11 класс.
Оргкомитет и Жюри заключительного этапа Республиканской олимпиады школьников 2006 года
- приветствуют вас в городе Гродно;
- поздравляют с успешным выступлением на предыдущих этапах олимпиады;
- желают успехов на заключительном этапе.
- Полный комплект состоит из трех не связанных между собой заданий.
- При оформлении работы каждую задачу начинайте с новой страницы. Первая половина тетради предназначена для чистовика, вторая - черновика. При недостатке бумаги обращайтесь к оргкомитету, обеспечим!
- Подписывать тетради и отдельные страницы запрещается.
- В ходе работы можете использовать ручки, карандаши, чертежные принадлежности, калькулятор.
- Со всеми вопросами, связанными с условиями задач (но не с их решениями), обращайтесь к представителям Жюри.
Source scope and attribution
Fifteen whole tasks in distinct grades9/10/11; all native requests, complete available archive keys, extensions and original graphs preserved. Covers Q1/Q5/Q9 approval, instructions, emblem and repeated Alice/birds illustration retained in original PDFs. Authenticated event folder lists exactly this matching pair; no separate theory schemes, grading, response sheets or clarifications. Footnote6 marker K21 has no body in this complete source. Archive event authority; independently verified organizer-hosted provenance not established.
Original-reader source caveat
p1 K3 numerical lmin denominator prints1−0.2 although eta=0.8 and the preceding analytical expression uses1−eta; printed8.5cm is retained. K candle equation numbering skips5. Wire uses S both for section and surface; literal source notation retained.
Original-reader source caveat
p2 K6 negative-side equation1* prints x(t1)=−c(t0−t1). K7/K8 text prints tau=t1=t0 despite distinct signal times in the general model. K11 tau_min=−c²/(2a)+c/a=−c/(2a) has a dimension and arithmetic discrepancy; second factored image expression2.9 is also dimensionally inconsistent. Figure1.9/1.11/1.12 references and all superluminal multiple-image branches are literal native content.
Original-reader source caveat
p3 question hot inlet pressure p2 is labelled pB although B is the shared outlet junction and later source equations use hot inlet C. All rounding and backflow conditions retained.
Original-reader source caveat
p4 printed pulley key figure has an intrinsic caption/layout overlap at its lower border. Native circuit self-similarity transforms, alternate chain model and all root choices retained without drawing repair.
Original-reader source caveat
p5 K20 says push-off lasts more than an oscillation period by a factor10 although source t1≈0.1s and period1s; x20 instead of prior x1 is literal. Footnote marker6 at K21 has no footnote6 text anywhere in the complete packet. K24 h→−h instruction coexists with unchanged1+(1−h/L)² denominator; displayed numerical recurrence differs from Q h/L=0.10. Key gives final angular speed rather than a separate explicit Deltaomega result; no additional result invented.
Original-reader source caveat
p6 Q atomic chlorine mass35 differs from K35.5. K26 chloride/positive-charge wording conflicts with the alternating charge model. K27 repeated equation tags13/14/15 retained; ion-count label uses a formula-unit mass58.5. Supplement self-energy q²/(8piepsilon0r) corresponds to a charged shell although source calls uniformly charged sphere. Native model and dissolution estimate retained.
Original-reader source caveat
p7 Q magnetic constant prints mu0=1.26 H/m without10^-6. K30 density-ratio numerical line drops the different10^-8/10^-7 factors yet reports2cm. K29 repeats equation4; K32 references figure6 while displayed coordinates figure is4; K34 polarization text saysfigure2 besidefigure1, and K35 cites expressions2/6. All literal source cross-references and complete Lorentz-Lorenz supplement retained.
Original-reader source caveat
p8 K39 and K41 print omega0≈3pi h/v0, opposite dimensional quotient to phi=omega h/v0; K41 therefore prints omega0 proportional sqrt(m). K39 tau0≈2pi n lacks a frequency divisor. K40 cosine addition expression41 has a minus where the subsequent exact-phase form has plus. All stated approximations, exact-extremum derivation and four original3D graph views retained literally.
Original-reader source caveat
p9 K45 equation8 prints N0=N−N0 rather than N−N1; intermediate outgoing-intensity expression lacks Deltax that reappears in transmittance10. K46/47 equations13/17 retain A Deltat after other time factors are cancelled, whereas18 onward uses A. All threshold/output expressions and diagrams are native and no source solution silently corrected.
Additional literal source caveats
K39 equation35 actually prints DeltaEmax=eU1(2/3)pi, with pi outside the fraction; this differs from the later alpha0.217. K40 exact-phase expansion prints cos(omega Deltatau0). K22 phase estimate tg(phi)≈0.06 is preserved. These are literal printed source expressions, not silent repairs.
Native warmup assignment heading — 9 класс
Данное задание состоит из трех не связанных между собой задач.
Native warmup assignment heading — 10 класс
Задание 10. 1. «Разминка»
Native warmup assignment heading — 11 класс
Данное задание состоит из трех не связанных между собой задач.
Оригинал в Архива: 2006problems.pdf · решение от архива: 2006solutions.pdf