НЕСФ 2022, 7. клас — Задача 1
Есенно национално състезание по физика 2022, първа състезателна група (VII клас) · 12 ноември 2022 г. · 10 т.
Условие
Двете подусловия (Част 1 и Част 2) на задачата са независими.
Част 1. Проверка на воден канал.

Необходимо е да се осъществи проверка на изправността на стените на воден канал. Експерти използват катер, който се движи по канала и има скорост в спокойна вода. Те обследват стените от т. до т. (разстоянието между тях е ) и после се връщат обратно в т. . (вж. Фиг. 1)
А) изразете времето , за което катерът се връща в т. след като е тръгнал, при условие, че се движи в спокойна вода. [1 т.]
Б) изразете времето , за което катерът се връща в т. след като е тръгнал, при условие, че скоростта на течението водата в канала е . [2 т.]
В) в кой случай, „със” или „без” течение на водата в канала, експертите по-бързо ще обследват канала? Обосновете отговора си. [2 т.]
Част 2. Малката Бени помага на дядо.

Дядото на малката Бени полива тревата в двора. За целта е поставил много гъвкав, неразтеглив маркуч, с дължина m, по права линия. Единият край на маркуча е закрепен към кран () за вода, а другият е свободен. На разстояние m от крана е завързана панделка (). Малката Бени хваща свободния край на маркуча и започва да тича в посока към крана, по дължината на маркуча със скорост m/s. (вж. Фиг. 2)
А) Определете след колко време панделката ще започне да се движи [2 т.]
Б) Определете след колко време панделката ще достигне до крана (Бени продължава да тича по права линия и след като подмине крана) [2 т.]
В) Намерете скоростта на движение на точката на огъване (т. ) на маркуча [1 т.]
Решение
Част 1.
А) Катерът изминава разстоянието от до и обратно с една и съща скорост. Следователно изминатия път е (0,5 т).
(0,5 т)
Б) В случай на течение на водата в канала времето за отиване и връщане е сума от времето от до и времето от до (1 т):
(1 т)
В) Отношението е:
(1 т)
Следователно , т.е. времето при движение в спокойна вода е по-малко (1 т).
Част 2.
А) Когато малката Бени започва да тича към крана, маркучът се огъва (гъвкав маркуч). Панделката ще започне да се движи, когато цялата дължина се окаже от другата страна на панделката. Това означава, че малката Бени трябва да измине път (1 т):
(0,5 т)
s (0,5 т)
Б) След като панделката е започнала да се движи, увлечена от маркуча, скоростта ѝ е равна на скоростта на малката Бени. Разстоянието между панделката и крана е и ще се измине за време s (1 т). Следователно времето, за което панделката ще достигне крана след като малката Бени е започнала да тича, е:
(1 т)
В) Точката на огъване на маркуча се движи със скорост m/s (1 т).
Оригинал в Архива: esenni_2023_7problems.pdf · официални решения: esenni_2023_7solutions.pdf