Розв'язки - юніори Надрукувати

Задача №1

Маса испарившейся воды может уменьшаться вследствие различных способов погруженияв нее медного тела. Рассмотрим граничные варианты:

1)     Тело очень быстро погрузили на глубину и можно считать, что все отданное им тепло идет на нагревание общего количества воды и на вскипание некоторой ее части.

По уровнению теплового баланса:

Тогда  (конечная температура 100°С)

2)     Если тело погружать очень медленно, то пока оно не охладится до 100°С можно считать что все отданное им тепло идет на нагревание и вскипание близлежащих слоев воды, а уже после этого тело приходит в тепловое равновесие с оставшейся водой.

Тогда

 (конечная температура )

Таким образом масса испарившейся воды будет лежать в диапазоне: 40г ≤ mп ≤ 189г

Задача №2

     Если стрелка параллельна плоскости линзы, то увеличение равно (в обычных обозначениях) G1 = f/d. Пусть теперь стрелка параллельна главной оптической оси и занимает отрезок этой оси d до d + Dd, где Dd << d. Из формулы линзы легко получить, что изображение займет отрезок оси от f до (d + Dd)F/(d + Dd  F). Вычитая эту величину из f = dF/(d  F), получаем с учетом малости величин увеличение: ½Df½/Dd = F2/(d  F) = (f/d)2 = (G1)2. Таким образом, изображение увеличится еще в 1,6 раза.

Задача №3

 
 
 


Рассмотрим проекцию равнодействующих всех сил, действующих, например, на правый поршень:

Сила давления газа:

Сила давления наружного воздуха:

Сила электрического взаимодействия пластин:

 Считаем поле однородным так как по условию:

Таким образом

В равновесии  тогда

Очевидно, что оба корня положительны и соответствуют двум положениям равновесия системы при одной и той же температуре.

Исследования их на устойчивость любым способом показывает, что устойчивым будет больший корень.

Действительно, при малом смещении относительно положения Х - , равнодействующая будет и дальше уводить систему от этого положения или в устойчивое положение равновесия Х + или приводить к слипанию пластин, а при малых отклонениях относительно Х +  равнодействующая будет возвращать систему назад.

Таким образом, искомая зависимость Х (T) будет иметь вид

Задача №4

    В указанный момент тела находятся на расстоянии 2 м друг от друга и начинают равномерно сближаться с относительной скоростью 2 м/с. Проведенный жюри тщательный расчет показал, что сближение займет 1 с. Путь, пройденный телом, в данном случае равен изменению координаты тела (скорость не обращалась в ноль, разворотов не было). Уже по ходу олимпиады стало ясно, что шутка жюри, к сожалению, удалась…

Задача №5

            На рисунке показана схема цепи. Здесь r – сопротивление отрезка провода длиной 20 см. Если потенциалы «крайних» точек цепи U и 0, то потенциалы точек A и B равны jA = U  4rI1jB = 14rI2. Силы тока через резисторы r равны  и .

            Полная сила тока: . Отсюда I1=3I2. Это соотношение выполняется независимо от значения сопротивления x. Сила тока в «перемычке» . Тогда сила тока в «верхнем» резисторе r равна. Суммарное напряжение на двух «верхних» резисторах равно U, откуда находим . Из этого соотношения видно, что эквивалентным является подключение резистора x к источнику тока с внутренним сопротивлением . Максимальная мощность соответствует согласованной нагрузке: , то есть длина провода-соединителя .

Задача №6

Маса испарившейся воды может уменьшаться вследствие различных способов погруженияв нее медного тела. Рассмотрим граничные варианты:

3)     Тело очень быстро погрузили на глубину и можно считать, что все отданное им тепло идет на нагревание общего количества воды и на вскипание некоторой ее части.

По уровнению теплового баланса:

Тогда  (конечная температура 100°С)

4)     Если тело погружать очень медленно, то пока оно не охладится до 100°С можно считать что все отданное им тепло идет на нагревание и вскипание близлежащих слоев воды, а уже после этого тело приходит в тепловое равновесие с оставшейся водой.

Тогда

 (конечная температура )

Таким образом масса испарившейся воды будет лежать в диапазоне: 40г ≤ mп ≤ 189г

Задача №7

    При разгоне с достаточно большим ускорением a доска движется относительно полки с ускорением a  g и приобретает к концу разгона скорость (a  g)t. После окончания разгона за счет этой скорости доска переместится еще на (a  g)2t2/2∆g. Общее перемещение доски не должно превысить l/2. Отсюда с учетом соотношения a = v/t получаем: время не должно быть меньше чем v/(∆g)  l/v. Нетрудно установить, при каких значениях параметров ускорение может быть любым.

 
ph_open_IMG_3190.jpg
Всеукраїнський вiртуальний центр проведення олiмпiад © Вiнниця 2007