Олимпиады · Интернет-олимпиада

Интернет-олимпиада, 2024/25, отборочный этап, 7 класс

7 задач

зад 1 Скорость и перемещение тележки

Механика › КинематикаРавномерное движение, средняя скоростьИзмерения и погрешностиИсследование установки, «процессы и измерения»сложность 4/10
Рисунок

Измерьте с помощью оптических датчиков с максимально возможной точностью:

  1. скорость \(v\) тележки;

  2. начальную координату \(x_0\) тележки;

  3. какое было бы время \(t\) движения тележки от левого края рельса до правого, если бы начальная координата тележки была равна нулю;

  4. какое было бы перемещение \(r\) тележки за \(109{,}91\) с движения от левого края рельса, если бы тележка упруго (без изменения модуля скорости) отражалась от краёв рельса.

Занесите результаты в отчёт (меню в верхней части программы) и отошлите отчёт на сервер. Стойки с датчиками расположите так, чтобы они фиксировали моменты прохождения тележки. Позицию датчиков можно менять мышью или с помощью пункта ввода. При наличии ошибки в показаниях шкалы или датчиков разберитесь, какими должны быть правильные показания.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость можно найти по двум показаниям датчиков: по расстоянию между ними и разности моментов прохождения тележки. Что меняется при упругом отражении от края рельса, а что остаётся?

зад 2 График с неподписанной осью

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьГрафические методыНеравномерное движение, скорость как производнаясложность 6/10

В момент начала отсчёта времени материальная точка начинает движение вдоль оси \(Ox\) из начала координат \(x = 0\) с некоторой начальной скоростью, причём через каждые \(\Delta t = 3\) с считая от начала движения проекция её скорости на ось \(Ox\) изменяется на величину \(\Delta V\). На рисунке показан весь график зависимости координаты точки от проекции её скорости. Масштаб графика линейный, но подписи по оси скоростей отсутствуют. Значение \(X_0 = 2{,}2\) м. Определите:

Рисунок
  1. максимальное значение \(V_{\max}\) скорости точки;

  2. максимальное расстояние \(X_{\max}\), на которое точка удалялась от начала координат;

  3. проекцию \(S_x\) на ось \(Ox\) суммарного перемещения точки за последние два интервала \(\Delta t\);

  4. путь \(L\), который прошла точка за всё время движения;

  5. среднюю путевую скорость \(V_{ср}\) (отношение пути к времени движения) точки за всё время движения.

Ответы вводите с точностью не хуже, чем до одного процента.
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Выпишите координату точки после каждого интервала \(\Delta t\): она меняется на \(X_0\) при каждом изменении скорости на \(\Delta V\). Где на графике скорость равна нулю?

зад 3 Масса тел и неподписанных гирек

Механика › СтатикаРавновесие тел, моменты силИзмерения и погрешностиСила тяжести и вес теласложность 3/10

Определите массу кубов, слитка, треугольной пластины и неподписанных белых и серых гирек с максимальной возможной точностью. Масса подписанных гирь указана в граммах.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Уравновешивайте тела на весах гирями и сравнивайте массы попарно. Неподписанные гирьки можно найти по разности уравновешенных масс.

зад 4 Прогульщики

Механика › КинематикаОтносительность движения, сложение скоростейРавномерное движение, средняя скоростьсложность 5/10

Два брата живут на расстоянии \(S = 18{,}3\) км от школы, после уроков они обычно доезжают до дома на школьном автобусе за \(t_1 = 30\) мин. Но однажды они сбежали из школы на \(t_0 = 50\) мин раньше окончания уроков. Один пошёл домой пешком и сел на автобус, когда тот догнал его в пути, а другой — взял в школе у друга велосипед и приехал домой одновременно с братом. Скорость велосипедиста в \(K = 3\) раза больше скорости пешехода. Школьный автобус каждый день отправляется по расписанию в одно и то же время. Определите:

  1. скорость автобуса (\(U\));

  2. скорость пешехода (\(V_п\));

  3. скорость велосипедиста (\(V_в\));

  4. сколько времени (\(t_2\)) шёл мальчик, пока его не догнал автобус;

  5. какой путь (\(L\)) он прошёл за это время.

Ответы вводите с точностью не хуже, чем до одного процента.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Автобус всё время едет с одной скоростью, а братья прибывают домой в одно время. Сравните, сколько времени каждый из них был в пути, и выразите путь автобуса через \(t_1\) и \(t_0\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) \(U = 36{,}59 \pm 0{,}44\) км/ч;  2) \(V_п = 4{,}573 \pm 0{,}055\) км/ч;  3) \(V_в = 13{,}72 \pm 0{,}165\) км/ч;  4) \(t_2 = 57{,}12 \pm 0{,}69\) мин;  5) \(L = 4{,}355 \pm 0{,}052\) км.

зад 5 Взвешивание с помощью сцепленных динамометров

Механика › ДинамикаСила упругости, пружины и их соединенияРавновесие тел, моменты силИзмерения и погрешностисложность 4/10
Рисунок

Имеются два динамометра, подвешенные на штативе. К грузу, подвешенному к динамометру, можно подцеплять снизу другие грузы. Определите с точностью до целых:

  1. массу \(m_1\) груза № 1;

  2. массу \(m_2\) груза № 2;

  3. массу \(m_3\) груза № 3;

  4. массу \(M\) нижнего динамометра.

Занесите результаты в отчёт и отошлите его на сервер. Ускорение свободного падения считайте равным \(g = 9{,}8\) м/с\(^2\), шкалы динамометров — точными.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Верхний динамометр показывает вес всего, что к нему подвешено, нижний — вес груза, подвешенного к нему самому. Сравните показания при разных подвесах.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) \(m_1 = 367{,}3 \pm 1\) г;  2) \(m_2 = 250{,}7 \pm 1\) г;  3) \(m_3 = 714{,}5 \pm 5\) г;  4) \(M = 102 \pm 1\) г.

зад 6 Поездка на самокате

Механика › КинематикаРавномерное движение, средняя скоростьСреднее значение функциисложность 5/10

Для того чтобы добраться до университета студенту нужно пройти шоссе шириной \(X = 19{,}5\) м, проехать некоторое расстояние по парку и опять перейти шоссе такой же ширины. Он соблюдает правила, и по проезжей части движется пешком со скоростью \(V\), а на самокате едет только по парку со скоростью в \(K = 4{,}7\) раз большей. Оказалось, что средняя путевая скорость (отношение пути к затраченному времени) студента на всём маршруте \(V_{ср} = 4{,}6\) м/с совпала со средней скоростью с момента старта (\(t = 0\)) до момента времени \(t_1 = 293\) с. Определите:

  1. длину всего пути (\(S\));

  2. длину маршрута в парке (\(L\));

  3. скорость движения пешком (\(V\));

  4. скорость движения на самокате (\(U\)).

Ответы вводите с точностью не хуже, чем до одного процента.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Средняя путевая скорость равна отношению всего пути ко всему времени. Запишите время движения по проезжей части и по парку отдельно.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) \(S = 2695 \pm 32\) м;  2) \(L = 2656 \pm 32\) м;  3) \(V = 1{,}032 \pm 0{,}023\) м/с;  4) \(U = 4{,}851091979522 \pm 0{,}11\) м/с.

зад 7 Объём и плотность сухого и влажного песка

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаСила АрхимедаМасса и плотностьИзмерения и погрешностисложность 6/10
Рисунок

В одинаковых массивных стаканах №1 и №2 (массой \(m = 62\) г каждый) сначала находился сухой песок — во втором стакане его было столько же, сколько в первом. Затем в стакан №2 налили некоторый объём \(V\) воды, из-за чего песок в нём стал влажным и более тяжёлым. Определите:

  1. объём \(V_0\) воды в мерном стакане — с точностью до миллилитров;

  2. первоначальный суммарный объём \(V_{12}\) сухого песка в первом и втором стакане — с точностью до миллилитров;

  3. объём \(V_2\) влажного песка во втором стакане — с точностью до миллилитров;

  4. объём воды \(V\), который долили в стакан №2 — с точностью до десятых миллилитра;

  5. объём \(V_3\) оставшегося воздуха между песчинками влажного песка в стакане №2 — с точностью до десятых миллилитра;

  6. плотность материала песчинок — с точностью до тысячных.

Считайте, что число \(\pi = 3{,}1416\). Плотность воды \(1\) г/см\(^3\). Линейку можно вращать за края. Восстановить первоначальное состояние системы можно, выйдя из модели и снова зайдя в неё. За это не назначаются штрафные баллы.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Разность масс стакана №2 до и после налива воды равна массе налитой воды; её объём получается делением на плотность воды. Воздух между песчинками — это то, что осталось от объёма влажного песка за вычетом объёма песчинок.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) \(V_0 = 185{,}2 \pm 4\) мл;  2) \(V_{12} = 400 \pm 5\) мл;  3) \(V_2 = 200 \pm 2\) мл;  4) \(V = 31{,}02 \pm 0{,}6\) мл;  5) \(V_3 = 58{,}8 \pm 2\) мл;  6) \(\rho = 2{,}541 \pm 0{,}03\) г/см\(^3\).

Источник: Интернет-олимпиада школьников по физике, 2024/25, отборочный этап, 7 класс — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.