BelPhO 2008, Областен етап, 10–11 клас — Задача 1. 10* класс. Задание 1. «Пузырек»
Республиканская физическая олимпиада 2008 год (III Этап). Экспериментальный тур
10* класс (двенадцатилетняя школа).
Полный комплект состоит из двух заданий, на выполнение каждого из них отводится два с половиной часа. Ознакомьтесь сразу с обеими задачами, что бы разумно спланировать свое время.
Ознакомьтесь с перечнем оборудования – проверьте его наличие и работоспособность. При отсутствии оборудования или сомнении в его работоспособности немедленно обращайтесь к представителям оргкомитета.
При оформлении работы каждую задачу и каждую ее часть начните с новой страницы. Первая половина тетради предназначена для чистовика – вторая черновика. При недостатке бумаги – обращайтесь к оргкомитету, обеспечим!
Все графики необходимо строить на миллиметровой бумаге, которую вложите внутрь своей тетради. Не забудьте подписать каждый график (номер задачи, номер графика, вид зависимости).
Подписывать тетради, отдельные страницы и графики 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.
Желаем успехов в выполнении данных заданий!
10 класс (11-летняя школа).
Полный комплект состоит из двух заданий, на выполнение каждого из них отводится два с половиной часа. Ознакомьтесь сразу с обеими задачами, что бы разумно спланировать свое время.
Ознакомьтесь с перечнем оборудования – проверьте его наличие и работоспособность. При отсутствии оборудования или сомнении в его работоспособности немедленно обращайтесь к представителям оргкомитета.
При оформлении работы каждую задачу и каждую ее часть начните с новой страницы. Первая половина тетради предназначена для чистовика – вторая черновика. При недостатке бумаги – обращайтесь к оргкомитету, обеспечим!
Все графики необходимо строить на миллиметровой бумаге, которую вложите внутрь своей тетради. Не забудьте подписать каждый график (номер задачи, номер графика, вид зависимости).
Подписывать тетради, отдельные страницы и графики 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.
Желаем успехов в выполнении данных заданий!
11 класс.
Полный комплект состоит из двух заданий, на выполнение каждого из них отводится два с половиной часа. Ознакомьтесь сразу с обеими задачами, что бы разумно спланировать свое время.
Ознакомьтесь с перечнем оборудования – проверьте его наличие и работоспособность. При отсутствии оборудования или сомнении в его работоспособности немедленно обращайтесь к представителям оргкомитета.
При оформлении работы каждую задачу и каждую ее часть начните с новой страницы. Первая половина тетради предназначена для чистовика – вторая черновика. При недостатке бумаги – обращайтесь к оргкомитету, обеспечим!
Все графики необходимо строить на миллиметровой бумаге, которую вложите внутрь своей тетради. Не забудьте подписать каждый график (номер задачи, номер графика, вид зависимости).
Подписывать тетради, отдельные страницы и графики 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.
Желаем успехов в выполнении данных заданий!
Условие
Оборудование: трубка стеклянная с пробкой, линейка ученическая 40 см, штатив с лапкой, секундомер, резинка банковская для денег.
Заполните трубку водой так, чтобы в ней остался небольшой пузырек воздуха, плотно закройте ее пробкой. С помощью штатива расположите трубку под углом к горизонту, как показано на снимке. Прикрепите трубку к лапке штатива с помощью резинки, подложите под нижний конец трубки небольшой кусочек ткани – будьте осторожны, не разбейте трубку!
Отклоняя закрытый конец трубки вверх, вы можете переместить пузырек к закрытому концу трубки. После этого быстро опустите трубку и изучайте движение пузырька!
Вам необходимо исследовать закон движения пузырька и маленького кусочка пенопласта.
Задание 1.1. В трубке, заполненной водой, плавает маленький кусочек пенопласта. Исследуйте, является ли движение кусочка пенопласта равномерным при его всплывании?
Задание 1.2. Удалите пенопласт и оставьте маленький пузырек воздуха высотой несколько миллиметров. Если трубку поставить вертикально, пузырек начнет всплывать. Исследуйте движение пузырька воздуха. Равномерно ли движение пузырька?
Используя результаты измерений, рассчитайте среднюю скорость движения пузырька за все время всплытия (не забудьте оценить погрешность этой величины).
Задание 2.1. Изменяя наклон трубки к горизонту, исследуйте зависимость скорости всплывания пузырька воздуха от угла наклона трубки к горизонту. Постройте график полученной зависимости.
Качественно объясните полученную зависимость.
Решение
Задание 1.1.
В трубке, заполненной водой, плавает маленький кусочек пенопласта. Исследуйте, является ли движение кусочка пенопласта равномерным при его всплывании.
Выполнение.
С помощью медицинской резинки отмечаем определенный отрезок трубки. Поставив трубку вертикально, отмечаем промежуток времени, за который кусочек всплывет на данном этапе. Повторяем измерения, меняя длину отрезка.
Данные измерений и вычислений в таблице 1 и на графике 1.
| h,см | t, с | ,c | v, см/с | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 1,1 | 1,22 | 1,14 | 1,2 | 1,12 | 1,18 | 1,28 | 1,18 | 8,47 |
| 15 | 1,79 | 1,76 | 1,82 | 1,83 | 1,82 | 1,79 | 1,84 | 1,81 | 8,3 |
| 20 | 2,43 | 2,25 | 2,42 | 2,5 | 2,43 | 2,42 | 2.43 | 2,41 | 8,3 |
| 25 | 3,18 | 3.04 | 3,06 | 3,02 | 2,98 | 3,06 | 3,05 | 3,06 | 8,3 |
| 30 | 3,52 | 3,68 | 3,67 | 3,53 | 3,5 | 3,67 | 3,6 | 3,6 | 8,3 |
| 40 | 4,87 | 4,36 | 4,77 | 4,95 | 4,87 | 4,85 | 4,87 | 4,79 | 8,35 |
| 50 | 6,03 | 6,08 | 6,05 | 6,04 | 6,08 | 6,04 | 6,05 | 6,05 | 8,3 |
Задание 1.2.
Удалите пенопласт и оставьте маленький пузырек воздуха высотой несколько миллиметров.
Если трубку поставить вертикально, пузырек начнет всплывать. Исследуйте, движение пузырька воздуха. Равномерно ли движение пузырька?
Выполнение.
Проделав те же эксперименты, что и с кусочком пенопласта, получили следующие данные (таблица 2, график 2).
| h,см | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 59 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| t,с | 1,41 | 2,78 | 4,25 | 5,68 | 7,12 | 8,1 |
Задание 2.1.
Изменяя наклон трубки к горизонту, исследуйте зависимость скорости всплывания пузырька воздуха от угла наклона трубки к горизонту.
Выполнение.
Данные опыта приведены в таблице 3 и на графиках 3,4
| α | 4 | 5 | 6 | 8 | 12 | 14 | 17 | 18 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| t,c | 12 | 10.8 | 9.45 | 8,2 | 7,07 | 6,6 | 6,47 | 6,47 | 6,18 |
| v,см/с | 5 | 5.5 | 6,35 | 7,3 | 8,5 | 9,1 | 9,27 | 9,36 | 9,7 |
| α | 25 | 28 | 32 | 51.5 | 53 | 56 | 58 | 90 | |
| t,c | 5,97 | 5,77 | 5,68 | 6,12 | 6,2 | 6,47 | 6,8 | 8,1 | |
| v,см/с | 10, | 10,4 | 10,56 | 9,8 | 9,67 | 9,3 | 8,8 | 7,4 |
Оригинал в Архива: 3_etap_2008_experimental_problems.pdf · официални решения: 3_etap_2008_experimental_solutions.pdf