Олимпиады · Интернет-олимпиада

Интернет-олимпиада, 2014/15, отборочный этап, 7 класс

11 задач

зад 1 Поездка мотоциклиста

Механика › КинематикаОтносительность движения, сложение скоростейРавномерное движение, средняя скоростьсложность 4/10

Колонна машин движется со скоростью \(11\) м/с, растянувшись на расстояние \(3\) км. Из головы колонны выехал мотоциклист со скоростью \(15\) м/с и поехал к хвосту колонны, а затем возвратился обратно к голове колонны.

  1. Какое время потратил мотоциклист на эту поездку?

  2. Во сколько раз \(K\) больше израсходовалось бензина в мотоцикле при движении к голове колонны по сравнению с движением к концу колонны?

Время вводить с точностью до целых, значение \(K\) — с точностью до сотых. Вычисления проводить с точностью не менее 4 значащих цифр.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Время поездки складывается из времени движения к хвосту и обратно к голове; скорости мотоциклиста относительно колонны на этих участках равны разности и сумме скоростей.

зад 2 Масса гири, масса тележки и её путь

Механика › ДинамикаНаклонная плоскостьЗаконы Ньютона, силыРавноускоренное движениесложность 5/10

Тележку можно установить в верхней части наклонного рельса, при этом она автоматически закрепится электромагнитом. Щелчок мыши по красной кнопке, расположенной около края рельса, включает или выключает электромагнит.

Определите массу большой гири (зелёной), а также массу тележки и её путь при движении от верхней до нижней точки рельса после отпускания электромагнита.

Массы и путь определите с точностью до десятых. В промежуточных вычислениях сохраняйте не менее 4 значащих цифр.

Массы гирь указаны в граммах. Ускорение свободного падения считайте равным \(9{,}8\) м/с\(^2\).

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Тележка движется с ускорением под действием силы тяжести вдоль наклонного рельса; по времени движения и пути связывайте ускорение с расстоянием и массами.

зад 3 Объём, масса и плотность жидкости

Механика › Величины и простые явления (7–8 класс)Масса и плотностьСредняя плотность, сплавы и смесиОценки, размерность и подобиесложность 3/10

В стакане находится неизвестная жидкость. Измерьте:

  1. объём жидкости (с точностью до целых);

  2. массу жидкости (с точностью до \(0{,}5\) г).

Обратите внимание на то, что у стаканов имеется масса.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Масса жидкости — разность массы стакана с жидкостью и пустого стакана; объём — по шкале мензурки.

зад 4 Движение брусков

Механика › ДинамикаБрусок на доскеОтносительность движения, сложение скоростейРавномерное движение, средняя скоростьсложность 5/10

Брусок №1 длиной \(L_1=77\) см расположен на лабораторном столе вдоль направления слева направо. Брусок №2 длиной \(L_2=34\) см поставлен на брусок №1 сверху вдоль него так, что левая часть бруска №2 в \(19\%\) от его длины свисает в воздух. Бруску №2 сообщают скорость \(V_2=3{,}6\) см/c относительно стола либо налево, либо направо.

Рисунок
  1. Какое время \(t_1\) потребуется бруску №2 при движении налево, чтобы начать падать вниз?

  2. Какое время \(t_2\) потребуется бруску №2 при движении направо, чтобы начать падать вниз?

  3. Какое время \(t_3\) потребуется бруску №2 при движении направо, чтобы начать падать вниз, если одновременно с ним брусок №1 начнёт движение направо со скоростью \(V_1=5{,}3\) см/c относительно стола?

Ответы вводите с точностью до сотых.

Бруски гладкие и скользят без трения. Во время движения бруски не достигают края стола.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Пока брусок №2 опирается на брусок №1, сила трения отсутствует, и каждый брусок движется равномерно; падение начинается, когда центр масс верхнего бруска выходит за край нижнего.

зад 5 Наклонный рельс с лебёдкой и два бруска

Механика › ДинамикаНаклонная плоскостьЗаконы Ньютона, силыРавномерное движение, средняя скоростьсложность 6/10

Имеется наклонный рельс с лебёдкой, датчиком натяжения нити и датчиком времени, линейка и два бруска. Колесо лебёдки крутится с постоянной скоростью наматывания нити. Трения в системе нет.

Масса первого бруска \(m_1=28{,}1\) г. Ширина \(w\) брусков одинакова и равна \(w=1\) см. Сила, действующая на брусок, который тащит лебёдка, пропорциональна его весу, и коэффициент пропорциональности зависит только от угла наклона рельса.

Найдите с точностью не хуже \(0{,}5\%\):

  1. скорость \(v\) движения бруска при его подъёме лебёдкой;

  2. массу бруска №2;

  3. плотность бруска №2.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость находится по времени прохождения бруском известного расстояния между оптическими воротами; массы — по натяжению нити, которое пропорционально весу.

зад 6 Во сколько раз уменьшится промежуток времени?

Механика › КинематикаОтносительность движения, сложение скоростейРавномерное движение, средняя скоростьсложность 3/10

Два спортсмена бегут в одну сторону со скоростью \(4{,}7\) м/с. Между ними бегает собака со скоростью \(9\) м/с. На дорогу от одного спортсмена и обратно собака затрачивает некоторый промежуток времени. Найдите:

  1. во сколько раз \(K_1\) уменьшится этот промежуток, если скорость собаки увеличится вдвое при неизменной скорости спортсменов;

  2. во сколько раз \(K_2\) уменьшится этот промежуток, если скорость спортсменов уменьшится вдвое при неизменной скорости собаки.

Ответы дать с точностью до сотых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Выразите время как сумму времён движения собаки к спортсмену и обратно, учитывая скорость спортсмена относительно собаки.

зад 7 Леска и два цилиндрических стержня

Экспериментальная физика › Практический турИзмерения и погрешностиОценки, размерность и подобиесложность 5/10

Для нахождения длины стержней цилиндрической формы одинакового диаметра использовались косвенные измерения с помощью лески. Когда кусок лески был плотно намотан в три слоя (виток к витку) на первый цилиндрический стержень, имевший длину 32 см, число поместившихся на этот стержень витков было равно 783. Число поместившихся на второй стержень витков этой лески при намотке в один слой оказалось равно 295.

Найдите с точностью до сотых:

  1. радиус лески в миллиметрах;

  2. во сколько раз \(k\) возрастёт точность измерения радиуса лески, если длину первого цилиндра увеличить в \(1{,}3\) раз и намотать на него леску в 7 слоёв;

  3. длину второго стержня в сантиметрах.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Число витков в одном слое, умноженное на число слоёв, даёт длину намотки; по ней находится диаметр лески.

зад 8 Пассажир на палубе корабля

Механика › КинематикаОтносительность движения, сложение скоростейДвижение по реке, переправы, ветерРавномерное движение, средняя скоростьсложность 5/10

Корабль движется вдоль берега реки. Идущий по палубе корабля с кормы в направлении его движения пассажир оказался напротив стоящего на берегу автомобиля за \(3{,}44\) мин. Если бы пассажир шёл в \(2{,}54\) раз быстрее, он бы поравнялся с автомобилем за \(2{,}25\) мин.

За какое время \(t\) (в секундах) пассажир оказался бы напротив автомобиля, если бы, когда он шёл с первоначальной скоростью, автомобиль двигался вдоль берега навстречу кораблю со скоростью, превышающей скорость пассажира относительно берега в \(2{,}14\) раз?

За какое время \(t_0\) (в минутах) пассажир оказался бы напротив неподвижного автомобиля, если бы остался неподвижно стоять на корме?

Значение \(t\) вводите с точностью не хуже чем до десятых, значение \(t_0\) — не хуже чем до сотых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость пассажира относительно берега равна сумме скорости корабля и скорости пассажира относительно корабля; две известные ситуации дают два уравнения.

зад 9 Объём, масса и плотность жидкости

Механика › Величины и простые явления (7–8 класс)Масса и плотностьСредняя плотность, сплавы и смесиОценки, размерность и подобиесложность 3/10

В стакане находится неизвестная жидкость. Измерьте:

  1. объём жидкости (с точностью до целых);

  2. массу жидкости (с точностью до целых);

  3. плотность жидкости (с точностью до тысячных).

Обратите внимание на то, что у стаканов имеется масса.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Плотность — отношение массы жидкости к её объёму; массу стакана при взвешивании нужно вычесть.

зад 10 Центр тяжести плоского тела

Механика › СтатикаРавновесие тел, моменты силВекторы в механикеОценки, размерность и подобиесложность 5/10

Найдите с точностью до \(0{,}5\) мм минимальное \(R_{\min}\) и максимальное \(R_{\max}\) расстояния от центра тяжести плоского тела до вершин этого тела.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Центр тяжести плоского тела — точка пересечения линий, по которым направлена сила тяжести при подвешивании тела в разных точках.

зад 11 Непонятный индикатор

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системыСила упругости, пружины и их соединенияРавноускоренное движениесложность 7/10

Тележка установлена на наклонный рельс. Она автоматически закрепляется электромагнитом на краях рельса. Надписи о том, какие величины измеряются, стёрлись, но известно, что датчик может измерять либо время в секундах от момента полного распрямления пружины до пересечения тележкой оптических ворот, либо мгновенную скорость тележки при прохождении оптических ворот (в м/с). Причём каждый из датчиков может измерять свою величину.

При отпускании электромагнита тележка выталкивается пружиной. Координату конца пружины в момент полного распрямления пружины обозначим как \(A\), координату тележки в этот момент как \(B\), а координату точки, расположенной на \(10{,}9\) см правее от \(A\), как \(C\). Координаты отсчитываются вдоль оси, расположенной параллельно рельсу.

Найдите вес тележки в миллиНьютонах с точностью до десятых.

Также выясните, какой датчик что измеряет, и определите с точностью до тысячных мгновенную скорость тележки при прохождении точки \(C\), а также среднюю скорость тележки при прохождении промежутка \(BC\). В промежуточных вычислениях сохраняйте не менее 4 значащих цифр.

Ускорение свободного падения \(g=9{,}8\) м/с\(^2\).

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Энергия сжатой пружины переходит в кинетическую энергию тележки и в её потенциальную энергию на наклонном рельсе; один датчик даёт время, другой — скорость.

Источник: Интернет-олимпиада школьников по физике, 2014/15, отборочный этап, 7 класс — условия (1) · условия (2). Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.