НОФ 2017, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 2. Задачи – оценки

Национална олимпиада по физика 2017, национален кръг, тема върху учебно съдържание за 10.–12. клас · 10 април 2017 г. · 15 т.

Условие

За решаване на задачата-оценка е необходимо да се разбере същността на разглежданото физично явление, да се формулира прост модел на явлението, да се изберат разумни стойности на физичните величини и да се получи числен резултат, който повече или по-малко съответства на реалността.

Полезни данни:

• Плътност на леда – $0{,}9\ \mathrm{g/cm^3}$
• Плътност на водата – $1\ \mathrm{g/cm^3}$
• Скорост на звука във вода – $1500\ \mathrm{m/s}$
• Топлина на топене на леда – $335\ \mathrm{kJ/kg}$
• Топлина на изпарение на водата при кипене – $2260\ \mathrm{kJ/kg}$
• Моларна маса на водата – $18\ \mathrm{g/mol}$
• Универсална газова константа – $8{,}3\ \mathrm{J/K.mol}$
• Уравнение на състояние на идеален газ – $pV = nRT$, $n$ – брой молове.

2.1. Оценете налягането $p$, което дъждовна капка, отделяща се от тавана на пещера, оказва при удара си в пода. Времето на удара на капката в земята, за което тя се разлива, се определя от скоростта на звука във водата. [3 т.]

2.2. В стандартна цилиндрична водна чаша се сипват кубчета лед с маса $m = 100\ \mathrm{g}$ и чашата се покрива плътно с леко капаче. Оценете силата $F$, която трябва да се приложи към капачето, когато ледът се разтопи, за да се отдели то от чашата едновременно по целия ѝ периметър. [4 т.]

2.3. Оценете скоростта v на струята пара, която излиза от „носа“ на чайник, поставен върху котлон, когато в него кипи вода. В чайника (фиг. 1) е налята малко вода, така че цялото количество образувала се пара излиза само през „носа“ на чайника. [4 т.]

2.4. Оценете времето t на съприкосновение на футболна топка и стена при слаб удар на топката в стената. Както се вижда от фиг. 2, ударът е слаб, когато $x \ll R$. [4 т.]

Отговори

Решение

Оригинал в Архива: NOF3_2017_10-12problems.pdf · официални решения: NOF3_2017_10-12solutions.pdf