ВсОШ 2004, Регионален етап — Задача 10.1. 10 класс. Поролоновая подушка
XXXVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Экспериментальный тур · 15 т.
Вниманию организаторов
В 2003/2004 уч. г. Министерством образования РФ установлены следующие сроки проведения региональной олимпиады школьников по физике: теоретический тур — 11 января 2004 г., экспериментальный тур — 12 января 2004 г.
Напоминаем, что согласно Положению о Всероссийских олимпиадах школьников региональный этап олимпиады проводится для учащихся классов (в олимпиаде имеют право участвовать школьники и других классов). Департаментам предлагается в качестве эксперимента провести теоретический и экспериментальный туры для учащихся 8 классов.
Каждая теоретическая задача оценивается из 10 баллов, а каждая экспериментальная — из 15 баллов. На выполнение задания каждого тура отводится 4 часа для 8–9 классов и 4,5 часа для 10–11 классов.
Подбор второй задачи экспериментального тура возлагается на местное жюри.
Об источнике
МФТИ, 2003/2004 уч. г.; подписано в печать 14 марта 2005 г. Авторы: 8 класс — Александров Д.; 9 класс — Чудновский А.; 10 класс — Слободянин В.; 11 класс — Лукьянов И., Сунцов Е. Общая редакция — Слободянин В. Здесь представлены первые задачи четырех классов. Вторые задачи, выбираемые местным жюри, и подробная разбалловка в полном архивном каталоге года отсутствуют.
Условие
Определите модуль Юнга (при сжатии) куска поролона.
Оборудование. Кусок поролона, штатив с лапкой, карандаш, две линейки, груз известной массы, нитки, миллиметровая бумага.
Решение
Соберем установку (рис. 3).

С помощью лапки штатива обеспечим в точке ось вращения линейки . В точке линейка опирается на круглый карандаш, который в свою очередь лежит на другой линейке, обеспечивающей равномерное распределение нагрузки на поролон. К концу линейки привязана нитка (пока без груза) с узелком напротив шкалы из миллиметровки. Измерим длину линейки и плечо реакции поролона, а также площадь горизонтального сечения и высоту куска поролона. Прикрепим к нитке груз массой и измерим смещение узелка на нитке.
Модуль Юнга определяется из соотношения:
где — дополнительное сжатие поролона вследствие увеличения силы давления на . Из геометрии установки и условия равновесия находим:
Из записанных уравнений получаем
Следует проделать серию измерений для различных значений и построить график зависимости от . По его угловому коэффициенту найдем значение модуля Юнга:
Рекомендации для организаторов. Карандаш круглый, незаточенный. Кусок поролона в форме параллелепипеда, ориентировочные размеры которого .
Оригинал в Архива: region04E.pdf