Съдържание

ВсОШ 2023, Регионален етап, 7–11 клас — Задача 2. 7-E2. Полипропилен

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от ВсОШ 2023

LVI Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Экспериментальный тур · 28 януари 2023 г.

Титульный лист

Министерство просвещения Российской Федерации
Центральная предметно-методическая комиссия
Всероссийской олимпиады школьников по физике

LVI Всероссийская олимпиада школьников по физике

Региональный этап

Экспериментальный тур

Москва, 2023 г.

Авторы задач

Комплект задач подготовлен центральной предметно-методической комиссией
Всероссийской олимпиады школьников по физике
E-mail: physolymp@gmail.com

Экспериментальный тур

7-8 класс

7-E1. Сергей Кармазин
7-E2. Сергей Кармазин
8-E1. Сергей Кармазин
8-E2. Сергей Кармазин

9-11 класс

9-E1. Сергей Кармазин
9-E2. Сергей Кармазин
10-E1. Александр Аполонский, Максим Карманов
10-E2. Максим Карманов
11-E1. Александр Аполонский, Максим Карманов
11-E2. Александр Аполонский

Как готовиться к региональному этапу?

В МФТИ запущен классный проект «Физтех-регионам» (https://os.mipt.ru), где в публичном бесплатном доступе лежат лекции и семинары по всем классам и по всем темам. Там же выложены подборки задач по темам. Уровень материалов позволяет хорошо подготовиться к муниципальному и региональному этапу Всероссийской олимпиады школьников по физике.

Если вы школьник, просто пользуйтесь доступными материалами. Если вы преподаватель или сотрудник регионального органа образования, то МФТИ готов помочь организовать на базе вашей школы или центра по работе с талантливыми детьми кружок по физике. Занятия будут проходить по программе «Физтех-регионам», и МФТИ не берет никаких денег за эти материалы. Единственное, вам нужно будет обеспечить работу преподавателя. Подобным образом функционируют кружки уже в более чем 40 регионах России.

В этом году в рамках работы проекта сняты видео-решения (https://os.mipt.ru/#/phys/theme/9V1MmCFakz) экспериментального тура регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Используйте эти материалы для самоподготовки к будущим олимпиадам.

Условие

Оборудование: весы, отрезок водопроводной трубы из полипропилена длиной $L = 60$ мм, пластиковый стакан с водой (50 мл), шприц 10 мл, кусок пластилина, круглый карандаш, лист бумаги А4.

1. Определите плотность полипропилена.

2. Определите плотность пластилина.

Отговори

Решение

Приведенные далее числовые значения физических величин получены на авторском комплекте оборудования. На местах параметры трубы и пластилина могут отличаться от авторских.

Определим массу отрезка трубы $m = 10.8$ г.
Определим объем $V_1$ внутреннего канала трубы. Для этого закроем один торец трубы пальцем и заполним внутренность трубы водой из шприца, измерив при этом объем вылитой воды $V_1 = 7.6$ мл $= 7.6$ см $^3$ .
Для измерения внешнего диаметра трубы прокалибруем шкалу шприца в миллиметрах. Длина трубы 60 мм соответствует 44 делениям. Значит одно деление — 1.364 мм. Измерим внешний диаметр трубы двумя способами. Первый: непосредственно прикладывая трубу к делениям шкалы шприца определяем, что внешний диаметр трубы $D$ равен 15 делениям, или $D = 20.5$ мм. Второй: разместим трубу на столе на листе бумаги А4, на неподвижной трубе сделаем ручкой или карандашом одну метку одновременно на ее торце и бумаге, прокатим трубу по бумаге на 1 оборот до повторного совпадения метки с поверхностью бумаги, зафиксируем на бумаге новое положение метки, измерим с помощью шкалы шприца длину внешней окружности тубы $l = 47.5$ делений $= 64.8$ мм. Так как длина окружности $l = \pi D$ , находим $D = 20.6$ мм. Для дальнейших расчетов будем использовать среднее значение из двух, полученных разными способами $D = 20.55$ мм.
Внешний объем трубы равен

V_2 = \frac{\pi D^2}{4}L = \frac{3.14\cdot 20.55\cdot 20.55}{4}\cdot 60 = 19890\ \text{мм}^3 = 19.9\ \text{см}^3.

Объем полипропилена равен $V_0 = V_2 - V_1 = 12.3$ см $^3$ .
Плотность полипропилена $\rho_{\text{пр}} = \frac{m}{V_0} = \frac{10.8}{12.3} = 0.88$ г/см $^3$ (табличные значения $0.89\ \text{г/см}^3 \le \rho_{\text{пр}} \le 0.92\ \text{г/см}^3$ ).
Заполним внутренний объем трубы пластилином без воздушных пузырей. Для плотной упаковки пластилина можно использовать карандаша. Масса трубы с пластилином $m_1 = 22.6$ г масса пластилина $m_{\text{пл}} = m_1 - m = 11.8$ г.
Плотность пластилина $\rho_{\text{пл}} = \frac{m_{\text{пл}}}{V_1} = \frac{11.8}{7.6} = 1.55$ г/см $^3$ .

Оригинал в Архива: Ru23-R-E.pdf