ВсОШ 2024, Регионален етап, 11. клас, експеримент — Задача 1. Надувательство

Региональный этап Всероссийской олимпиады по физике — 29 января 2024 г. — 11 класс — Экспериментальный тур · 29 януари 2024 г.

Условие

Теоретическая справка:

Если в эластичной трубке создать избыточное к внешнему давление, то ее внутренний объем увеличится. При этом изменится как площадь сечения трубки, так и ее длина. В данной задаче речь пойдет именно об изменении внутреннего сечения трубки.

Введем количественное описание этого явления. Площадь внутреннего сечения трубки SS зависит от разности давлений Δp=p−p0\Delta p = p - p_0 внутри и снаружи трубки. В первом приближении данная зависимость описывается линейной функцией:

ΔS/S0=αΔp,\Delta S/S_0 = \alpha\Delta p,

где S0S_0 — площадь внутреннего сечения трубки при атмосферном давлении p0p_0, α\alpha — коэффициент, определяемый упругими свойствами трубки.

1. Определите площадь поперечного сечения трубки при атмосферном давлении с точностью не хуже 5%. Оцените погрешность измерения.

2. Определите коэффициент α\alpha, используя графическую обработку данных. Измерения проведите в диапазоне разницы давлений от 0 до не менее чем 1,0⋅1051{,}0\cdot 10^5 Па, сняв не менее 5 экспериментальных точек, не включая точку с нулевым избыточным давлением.

Примечание: Атмосферное давление примите равным p0=100p_0 = 100 кПа.

Оборудование: трубка силиконовая, шприц объемом 10 мл, затычка для трубки (чехол от иглы шприца, см. рисунок), скотч, рулетка или мерная лента, вода, салфетки для поддержания рабочего места в чистоте, миллиметровая бумага для построения графика.

Схема: серая трубка (подпись «Трубка» со стрелкой), в правый конец которой вставлена конусообразная затычка — чехол от иглы шприца (подпись «Затычка» со стрелкой).
Заткнутый конец трубки.

Решение

Внимание: Непълно решение

Официално решение не е налично в източника.

Оригинал в Архива: 11-E1.pdf · официални решения: 11T-s.pdf