BelPhO 2024, Заключителен етап — Задача 11-1.1. 11 кл. Задание 1. Гигантомания. Задача 1.1 Падение камушка
Республиканская физическая олимпиада 2024 года. Заключительный этап. Теоретический тур. 9, 10, 11 классы. Вариант 1. · 10 т.
Внимание: Бележка към темата
Сохранены печатные ошибки исходного комплекта: числовые и буквенные расхождения условий, решений и схем оценивания; некоторые повторные номера формул; заполненные образцы оценок в двух безымянных столбцах схем 11 класса. Схемы оценивания добавляют 14 страниц к 90 страницам основного комплекта. Архивный перечень из пяти задач не охватывает все классы и отдельные задачи разминок; сохранены все 12 печатных целых задач и 84 вопроса в рамках.
9 класс. Инструкции
Республиканская физическая олимпиада 2024 года (Заключительный этап)
Теоретический тур 9 класс.
Внимание! Прочтите в первую очередь.
- Полный комплект состоит из 3 заданий. Для вашего удобства вопросы, на которые Вам необходимо ответить, помещены в рамки.
- На отдельном листе приведены формулы приближенных вычислений, используйте их при решении задач, там, где это необходимо.
- Решения задач выполняйте на отдельных чистых рабочих листах. Самостоятельно разделите их на черновики и чистовые листы. Рекомендуем сначала решать в черновике, а затем красиво оформить решение на чистовых листах. Решение каждого задания начинайте с нового чистового листа. В решении приведите рисунки (в некоторых задания рисунки необходимы, даже в том случае, когда это не оговорено в условии), исходные уравнения с кратким обоснованием, решения уравнений (комментарии к математическим выкладкам не требуются), окончательные результаты. Окончательные решения обязательно занесите в листы ответов. Чистовые листы пронумеруйте. Черновые листы после окончания работы перечеркните. Черновики проверяться не будут!
4.Листы ответов содержат отдельные разделы в соответствии с пунктами полученных Вами заданий. Конечные формулы и требуемые численные значения занесите в соответствующие выделенные поля. Если по условию заданий от Вас требуется построение графика, используйте подготовленные бланки в Листах ответов, не забудьте подписать и оцифровать оси координат. 5. Все ваши работы сканируются, поэтому пишите только на одной стороне листа. Подписывать рабочие листы и листы ответов запрещается. 6. В ходе работы можете использовать ручки, карандаши, чертежные принадлежности, калькулятор. 7. После окончания работы сложите листы в следующем порядке: листы ответов; пронумерованные чистовые листы; перечеркнутые черновики. 8. Со всеми вопросами, связанными с условиями задач, обращайтесь к организаторам олимпиады. Пакет содержит:
- титульный лист (1 стр.);
- лист математических подсказок (1 стр.);
- условия 3 теоретических заданий (8 стр.);
- листы ответов (8 стр.);
9 класс. Формулы приближенных вычислений
Формулы приближенных вычислений.
При решении задач Вам могут понадобиться следующие приближенные формулы
формула справедлива при любых (целых. дробных, положительных, отрицательных) значениях степени .
- ,
аргументы тригонометрических функций должны быть заданы в радианах.
- .
Комментарии.
- Во всех формулах величина безразмерная и значительно меньше 1:
- Для использования этих формул, прежде всего необходимо привести вашу формулу к стандартному виду, которые даны здесь.
- В ходе приближенных преобразований соблюдайте правило соблюдения порядка малости: если вы отбрасываете малые величины порядка и выше – отбрасывайте их сразу в промежуточных выкладках; если вы сохраняете величины определенного порядка, то сохраняйте их во всех преобразованиях
9 класс. Уважаемые члены жюри!
Республиканская физическая олимпиада 2024 года (Заключительный этап)
Теоретический тур
Решения задач 9 класс (для жюри)
Уважаемые члены жюри!
Задачи, предложенные школьникам для решения на олимпиаде, не стандартные и достаточно сложные. Предложенные здесь варианты путей решений не являются единственно возможными. Участники олимпиады могут предложить свои способы решения. Если эти способы приводят к правильным ответам и физически обоснованы, то задача (или ее отдельные пункты) должны оцениваться максимальными баллами. Не забывайте, что Вы должны оценивать не только конечные ответы, но и отдельные правильные шаги в ходе решения!
Не жалейте баллов (если, конечно, есть за что!) для наших замечательных школьников!
10 класс. Инструкции
Республиканская физическая олимпиада 2024 года (Заключительный этап)
Теоретический тур 10 класс.
Внимание! Прочтите в первую очередь.
- Полный комплект состоит из 3 заданий. Для вашего удобства вопросы, на которые Вам необходимо ответить, помещены в рамки.
- На отдельном листе приведены формулы приближенных вычислений, используйте их при решении задач, там, где это необходимо.
- Решения задач выполняйте на отдельных чистых рабочих листах. Самостоятельно разделите их на черновики и чистовые листы. Рекомендуем сначала решать в черновике, а затем красиво оформить решение на чистовых листах. Решение каждого задания начинайте с нового чистового листа. В решении приведите рисунки (в некоторых задания рисунки необходимы, даже в том случае, когда это не оговорено в условии), исходные уравнения с кратким обоснованием, решения уравнений (комментарии к математическим выкладкам не требуются), окончательные результаты. Окончательные решения обязательно занесите в листы ответов. Чистовые листы пронумеруйте. Черновые листы после окончания работы перечеркните. Черновики проверяться не будут!
4.Листы ответов содержат отдельные разделы в соответствии с пунктами полученных Вами заданий. Конечные формулы и требуемые численные значения занесите в соответствующие выделенные поля. Если по условию заданий от Вас требуется построение графика, используйте подготовленные бланки в Листах ответов, не забудьте подписать и оцифровать оси координат. 5. Все ваши работы сканируются, поэтому пишите только на одной стороне листа. Подписывать рабочие листы и листы ответов запрещается. 6. В ходе работы можете использовать ручки, карандаши, чертежные принадлежности, калькулятор. 7. После окончания работы сложите листы в следующем порядке: листы ответов; пронумерованные чистовые листы; перечеркнутые черновики. 8. Со всеми вопросами, связанными с условиями задач, обращайтесь к организаторам олимпиады. Пакет содержит:
- титульный лист (1 стр.);
- лист математических подсказок (1 стр.);
- условия 3 теоретических заданий (7 стр.);
- листы ответов (4 стр.);
10 класс. Формулы приближенных вычислений
Формулы приближенных вычислений.
При решении задач Вам могут понадобиться следующие приближенные формулы
формула справедлива при любых (целых. дробных, положительных, отрицательных) значениях степени .
- ,
аргументы тригонометрических функций должны быть заданы в радианах.
- .
Комментарии.
- Во всех формулах величина безразмерная и значительно меньше 1:
- Для использования этих формул, прежде всего необходимо привести вашу формулу к стандартному виду, которые даны здесь.
- В ходе приближенных преобразований соблюдайте правило соблюдения порядка малости: если вы отбрасываете малые величины порядка и выше – отбрасывайте их сразу в промежуточных выкладках; если вы сохраняете величины определенного порядка, то сохраняйте их во всех преобразованиях
10 класс. Уважаемые члены жюри!
Республиканская физическая олимпиада 2024 года (Заключительный этап)
Теоретический тур
Решения задач 10 класс (для жюри)
Уважаемые члены жюри!
Задачи, предложенные школьникам для решения на олимпиаде, не стандартные и достаточно сложные. Предложенные здесь варианты путей решений не являются единственно возможными. Участники олимпиады могут предложить свои способы решения. Если эти способы приводят к правильным ответам и физически обоснованы, то задача (или ее отдельные пункты) должны оцениваться максимальными баллами. Не забывайте, что Вы должны оценивать не только конечные ответы, но и отдельные правильные шаги в ходе решения!
Не жалейте баллов (если, конечно, есть за что!) для наших замечательных школьников!
11 класс. Инструкции
Республиканская физическая олимпиада 2024 года (Заключительный этап)
Теоретический тур
11 класс.
Внимание! Прочтите в первую очередь.
- Полный комплект состоит из 3 заданий. Для вашего удобства вопросы, на которые Вам необходимо ответить, помещены в рамки.
- На отдельном листе приведены формулы приближенных вычислений, используйте их при решении задач, там, где это необходимо.
- Решения задач выполняйте на отдельных чистых рабочих листах. Самостоятельно разделите их на черновики и чистовые листы. Рекомендуем сначала решать в черновике, а затем красиво оформить решение на чистовых листах. Решение каждого задания начинайте с нового чистового листа. В решении приведите рисунки (в некоторых задания рисунки необходимы, даже в том случае, когда это не оговорено в условии), исходные уравнения с кратким обоснованием, решения уравнений (комментарии к математическим выкладкам не требуются), окончательные результаты. Окончательные решения обязательно занесите в листы ответов. Чистовые листы пронумеруйте. Черновые листы после окончания работы перечеркните. Черновики проверяться не будут!
4.Листы ответов содержат отдельные разделы в соответствии с пунктами полученных Вами заданий. Конечные формулы и требуемые численные значения занесите в соответствующие выделенные поля. Если по условию заданий от Вас требуется построение графика, используйте подготовленные бланки в Листах ответов, не забудьте подписать и оцифровать оси координат. 5. Все ваши работы сканируются, поэтому пишите только на одной стороне листа. Подписывать рабочие листы и листы ответов запрещается. 6. В ходе работы можете использовать ручки, карандаши, чертежные принадлежности, калькулятор. 7. После окончания работы сложите листы в следующем порядке: листы ответов; пронумерованные чистовые листы; перечеркнутые черновики. 8. Со всеми вопросами, связанными с условиями задач, обращайтесь к организаторам олимпиады. Пакет содержит:
- титульный лист (1 стр.);
- лист математических подсказок (1 стр.);
- условия 3 теоретических заданий (7 стр.);
- листы ответов (5 стр.);
11 класс. Формулы приближенных вычислений
Формулы приближенных вычислений.
При решении задач Вам могут понадобиться следующие приближенные формулы
формула справедлива при любых (целых. дробных, положительных, отрицательных) значениях степени .
- ,
аргументы тригонометрических функций должны быть заданы в радианах.
- .
Комментарии.
- Во всех формулах величина безразмерная и значительно меньше 1:
- Для использования этих формул, прежде всего необходимо привести вашу формулу к стандартному виду, которые даны здесь.
- В ходе приближенных преобразований соблюдайте правило соблюдения порядка малости: если вы отбрасываете малые величины порядка и выше – отбрасывайте их сразу в промежуточных выкладках; если вы сохраняете величины определенного порядка, то сохраняйте их во всех преобразованиях
11 класс. Уважаемые члены жюри!
Республиканская физическая олимпиада 2024 года (Заключительный этап)
Теоретический тур
Решения задач 11 класс (для жюри)
Уважаемые члены жюри!
Задачи, предложенные школьникам для решения на олимпиаде, не стандартные и достаточно сложные. Предложенные здесь варианты путей решений не являются единственно возможными. Участники олимпиады могут предложить свои способы решения. Если эти способы приводят к правильным ответам и физически обоснованы, то задача (или ее отдельные пункты) должны оцениваться максимальными баллами. Не забывайте, что Вы должны оценивать не только конечные ответы, но и отдельные правильные шаги в ходе решения!
Не жалейте баллов (если, конечно, есть за что!) для наших замечательных школьников!
Условие
Данное задание состоит из трех не связанных между собой задач на одну тему.
Во всех задачах следует пренебрегать:
- взаимодействием тел с Солнцем и другими небесными телами;
- движением Земли вокруг Солнца и ее вращение вокруг собственной оси;
- сопротивлением воздуха.
Вам могут понадобиться (а могут и не понадобится) следующие характеристики Земли: радиус ; масса ; ускорение свободного падения на поверхности Земли .
Сферическое тело радиуса находится на расстоянии от поверхности Земли (см. рис.) и начинает падать на землю без начальной скорости.

Задача 1.1 Падение камушка
1.1.1 За какое время тело упадет на Землю? Получите формулу и рассчитайте численное значение.
1.1.2 С какой скоростью относительно Земли упадет тело на поверхность Земли? Получите формулу и рассчитайте численное значение.
Решите задачу в двух случаях:
а) плотность падающего тела равна средней плотности Земли;
б) масса тела равна массе Земли (т.е. тело – небольшая нейтронная звездочка).
Листы ответов

Решение
Задание 1. Гигантомания (Решение)
Задача 1.1 Падение камушка.
Расстояние между поверхностями сферического тела и радиус этого тела значительно меньше радиуса Земли, поэтому можно считать, что на тело действует постоянная сила гравитационного притяжения равная
Такая же по модулю сила действует и на Землю.
Рассмотрим случай а) плотность тела равна плотности Земли.
В этом случае масса тела значительно меньше массы Земли, поэтому смещением Земли можно пренебречь с высокой точностью. Таким образом, мы приходим к простейшей задаче: «тело падает с высоты …»
1.1.1.а Время падения определяем из закона равноускоренного движения тела (падающего с ускорением свободного падения ):
Из которого находим
1.1.2.а Скорость падения можно найти различными способами, например, из закона сохранения энергии:
Откуда следует:
В случае б), когда масса тела равна массе Земли, необходимо учитывать движения Земли.
Задача существенно упрощается тем обстоятельством, что массы тел равны. При этом движение тела и Земли является «симметричным»: их центры движутся навстречу друг другу с одинаковыми по модулю ускорениями и скоростями. Поэтому они столкнутся, когда каждое тело пролетит расстояние . Так как силы, действующие на тела, определяются формулой (1), то ускорение каждого из тел по модулю равны .
1.1.1.б Для расчета времени движения запишем соотношение
Из которого находим
1.1.2.б Для расчета скорости каждого тела запишем кинематическое соотношение
Которое приводит к следующему значению скорости тела в момент столкновения
Так тела движутся навстречу друг другу, то относительная скорость в момент столкновения в два раза превышает найденную скорость, т.е.
Схемы оценивания
Задача 1.1 Падение камушка
Схемы оценивания 11 класс. Код работы___________. Задание 1. Гигантомания. Два последних столбца исходной таблицы не имеют заголовков; их напечатанные оценки, включая красные 2/2 в первой строке результата, сохранены. Общая строка задания 1 после трех отдельных задач: «За неправильное округление (-1)»; ВСЕГО за Задание 1 — 30; последние два столбца — 9 и 23.
| Пункт | Содержание | Всего за часть | Всего за пункт | Баллы | Оценки | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Задача 1.1 Падение камушка | 10 | ||||||
| 1.1.1.а | 2 | ||||||
| Результат (2): формула, численное значение | 2 | 2 | 2 | ||||
| 1.1.2 а | 2 | ||||||
| Результат (4): формула, численное значение | 2 | 2 | 2 | ||||
| 1.1.1б | 4 | ||||||
| Движутся два тела | 1 | 1 | 1 | ||||
| Ускорения равны | 1 | 0 | 1 | ||||
| Результат (4): формула, численное значение | 2 | 0 | 0 | ||||
| 1.1.2б | 2 | ||||||
| Результат (5): формула, численное значение | 2 | 0 | 2 |

Оригинал в Архива: 2024_theoretical_problems.pdf · официални решения: 2024_theoretical_solutions.pdf · допълнителни данни: 2024_theoretical_shemes.pdf