Съдържание

НПСФ 2022, 7. клас — Задача 1. Физика за съобразителни

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НПСФ 2022

Национално пролетно състезание по физика 2022, Вършец — тема за I състезателна група (7. клас) · 5 март 2022 г. · 10 т.

Условие

Задачата се състои от четири независими части. На всяка част дайте кратък, но обоснован отговор.

а) Тънка медна жичка е опъната между полюсите на източник на електричен ток, чиято големина може плавно да се регулира (фиг. 1, а). При увеличаване на тока през жичката, тя започва видимо да се изкривява, както е илюстрирано на фиг. 1, б. Обяснете каква е причината за изкривяването на жичката, когато по нея тече ток. [2 т.]

Две схеми с медна жичка между клеми „+“ и „−“ и амперметър — жичката е права, съответно изкривена нагоре — Фиг. 1, а и фиг. 1, б: медна жичка между полюсите на регулируем източник — права при малък ток и изкривена при по-голям ток; амперметърът показва различни стойности.

б) След като бил пометен подът на работилница, се образувала купчина от смесени дървени, алуминиеви и железни стружки. Предложете „технология”, чрез която отпадъчните материали може да бъдат рециклирани, т.е. да бъдат разделени стружките от различен материал. [3 т.]

в) На фиг. 1, в е илюстрирано повдигане на товар с тегло $P = 300\ \mathrm{N}$ посредством едностранен лост, опрян в ръба на масата. Оказало се, че за целта е достатъчно към дългото рамо на лоста да бъде приложена сила $F = 100\ \mathrm{N}$ , действаща нагоре. Откъде „се вземат” недостигащите $200\ \mathrm{N}$ , нужни за уравновесяване на теглото на товара? Направете чертеж, на който да изобразите посоката и приложната точка на тази сила. [2 т.]

Хоризонтален лост върху ръба на маса, товар в средата със стрелка надолу P=300 N и стрелка нагоре F=100 N в десния край — Фиг. 1, в: едностранен лост, опрян в ръба на масата, с окачен товар с тегло $P = 300\ \mathrm{N}$ и приложена нагоре сила $F = 100\ \mathrm{N}$ в другия край.

Правоъгълен съд с вода и сиво топче, увиснало под водната повърхност — Фиг. 1, г: пластмасово топче, увиснало в равновесие под повърхността на водата в съд.

г) В съд с вода при температура $4\ ^\circ\mathrm{C}$ е потопено пластмасово топче. Топчето се намира в равновесие под водната повърхност, без да потъва и без да изплава (фиг. 1, г). Какво ще се случи с топчето – ще изплава, ще потъне или ще остане в равновесие, ако темературата на водата се понижи? [3 т.]

Отговори

Решение

а) Когато по жичката тече ток, тя се загрява (1 точка). При загряване металите се разширяват. Затова жичката се удължава и изкривява (1 точка).

б) Железните стружки може да бъдат отделени с магнит (1 точка). Останалата смес от дървени и алуминиеви стружки може да бъде изсипана във вода. Алуминиевите стружки са по-плътни от водата и потъват (1 точка), а дървените стружки – изплават (1 точка).

в) Допълнителната сила от $200\ \mathrm{N}$ , нужна за повдигане на товара, е силата на реакция, с която опората действа на другия край на лоста (1 точка), както е илюстрирано на фигурата. (1 точка)

Лост върху ръба на маса със стрелка нагоре „Сила на реакция 200 N“ в левия край, товар P=300 N и сила F=100 N — Чертеж към решението на буква в): силата на реакция $200\ \mathrm{N}$ , приложена в опряния в ръба на масата край на лоста, е насочена нагоре.

г) Щом топчето е в равновесие под водата, това означава, че при температура $4\ ^\circ\mathrm{C}$ плътността на топчето е равна на плътността на водата (0,5 точки). Когато температурата се понижи под $4\ ^\circ\mathrm{C}$ , топчето се свива, т.е. плътността му се увеличава (0,5 точки). Водата обаче има специфично свойство (температурна аномалия), т.е. при охлаждане от $4\ ^\circ\mathrm{C}$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ тя се разширява (0,5 точки). Това означава, че при понижаване на температурата плътността на водата в съда намалява и става по-малка от плътността на топчето (0,5 точки). Следователно топчето ще потъне (1 точка).

Оригинал в Архива: proletni_2022_7problems.pdf · официални решения: proletni_2022_7solutions.pdf