НЕСФ 2024, 9. клас — Задача 2

Есенно национално състезание по физика, гр. Бургас — тема за IX клас (трета възрастова група) · 10 т.

Условие

Част 1. Влак в тунел

Пред входа на дълъг тунел се намира неподвижен влак, чиято дължина LL е по-малка от дължината на тунела. При светването на зелен сигнал влакът тръгва равноускорително. След време t1t_1 влакът е влязъл изцяло в тунела. Известно е, че след като началото на локомотива е достигнало другия край на тунела, за излизането на цялата влакова композиция е било нужно време t2t_2. Движението на влака е с постоянно ускорение през цялото време на движение.

А) Начертайте графиката как зависи скоростта vv от времето tt (v=v(t)v = v(t)) при равноускорително движение с начална скорост v0>0v_0 > 0. Какъв е физичният смисъл на наклона на графиката? [2 т.]

Б) Определете времето τ\tau, за което влакът се е намирал изцяло в тунела. [4 т.]

В) Анализирайте параметричния отговор за τ\tau, т.е. каква трябва да бъде връзката между t1t_1 и t2t_2, така че отговорът да има смисъл? [2 т.]

Част 2. Независимо подусловие (2 т.)

Правилно ли пресмята Иванчо или има грешка в условието на задачата?

Ученикът Иванчо решава следната задача: “Влак, намиращ се на разстояние S=200 mS = 200\ \mathrm{m} от гара, се движи със скорост vv. Машинистът активира спирачката, при което влакът започва да се движи равнозакъснително с ускорение a=2a = 2 m/s2^2 и окончателно спира за време t=15 st = 15\ \mathrm{s}. Намерете скоростта на влака vv.”

Иванчо използва израза: S=vt−at22S = vt - \frac{at^2}{2} и получава: v=2S+at22t≈28,3 m/sv = \frac{2S + at^2}{2t} \approx 28,3\ m/s

Правилно ли е решена задачата от Иванчо?

Аргументирайте отговора си.

Решение


Оригинал в Архива: 9_202411_burhas_9_petkov_zad.pdf · официални решения: 9_202411_burhas_9_petkov_resh.pdf · допълнителни данни: errata.txt