Олимпиады · МОШ

МОШ, 2018/19, отборочный этап, 10 класс

5 задач

зад 6 Муфты на перпендикулярных стержнях

Механика › Кинематические связиНити и блокиКинематика твёрдого тела, мгновенный центр вращениясложность 5/10черновая разметка

На два взаимно перпендикулярных гладких стержня насажены муфты, которые могут легко по ним скользить. Внутри полой муфты \(A\) расположена лебёдка, барабан которой имеет радиус \(r = 1{,}5\) см и вращается с угловой скоростью \(\omega = 5\) с\(^{-1}\). На барабан наматывается нерастяжимая нить, другой конец которой прикреплён к муфте \(B\). При этом муфта \(A\) движется вправо со скоростью \(v = 10\) см/с. Найдите величину \(u\) скорости муфты \(B\), если нить образует с вертикалью угол \(\alpha = 60^\circ\). Ответ выразите в см/с и округлите до целых.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Нить нерастяжима: как меняется её длина между барабаном и муфтой \(B\)? Сравните скорость сматывания нити с проекциями скоростей муфт на направление нити.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(u \approx 32\) см/с.

зад 7 Резинка из параллельных частей

Механика › ДинамикаСила упругости, пружины и их соединениясложность 5/10черновая разметка

Длинная однородная резинка с коэффициентом жесткости 12 Н/м подчиняется закону Гука, пока сила упругости в ней не превышает значения 10 Н. Какой максимальной массы груз можно подвесить к системе, полученной из соединенных параллельно друг с другом частей разрезанной исходной резинки, если под действием этого груза система растягивается упруго на 20 см? Ускорение свободного падения равно 10 м/с\(^2\). Ответ выразите в кг и округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Жёсткость куска резинки обратно пропорциональна его длине. На сколько частей можно разрезать резинку, чтобы каждая часть ещё растягивалась упруго на 20 см?

▶ОтветСкрыть
Ответ

4 кг.

зад 8 Маятник на скользящей муфте

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсаМеханическая энергия, консервативные системысложность 5/10черновая разметка

Точка подвеса математического маятника длиной \(l = 20\) см и массой \(m = 0{,}6\) кг расположена на муфте массой \(M = 5\) кг, могущей скользить без трения по жёсткому неподвижному горизонтальному стержню. Удерживая муфту, маятник отклоняют от вертикали на угол \(\alpha = 60^\circ\), и всю систему отпускают. Найти скорость \(u\) муфты, когда нить вертикальна. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с\(^2\). Ответ выразите в м/с и округлите до сотых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Какая проекция полного импульса системы муфта–груз сохраняется? Запишите ещё закон сохранения энергии.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(u \approx 0{,}16\) м/с.

зад 9 Шарики с гелием и воздухом

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газВоздушный шар, подъёмная силаГазовые смеси, парциальные давлениясложность 5/10черновая разметка

Воздушные шарики с массой оболочки 0,5 г надувают смесью гелия и воздуха, так, что каждый шарик взлетает в воздухе. Смесь закачана в баллоны объёмом 60 л с давлением равным 4 атм. Молярная масса смеси в баллоне равна 19 г/моль. Сколько шариков можно надуть из одного баллона? Молярная масса воздуха 29 г/моль. Атмосферное давление 1 атм, температура воздуха 27°C. Упругостью оболочки можно пренебречь. Ответ округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Шарик взлетает, если масса вытесненного воздуха не меньше массы оболочки и газа внутри. Найдите наибольший объём шарика и сравните со всем количеством смеси в баллоне.

▶ОтветСкрыть
Ответ

192 шарика.

зад 10 Сопротивление проволочной фигуры

Электрические цепи › Постоянный токВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкиСимметриясложность 5/10черновая разметка

Определите эквивалентное сопротивление проволочной фигуры, показанной на рисунке, если сопротивление каждого проводника (вне зависимости от его длины) равно 38 Ом. Ответ выразите в Омах и округлите до целых.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Найдите точки равного потенциала, пользуясь симметрией фигуры, и объедините их.

▶ОтветСкрыть
Ответ

22 Ом.

Источник: Московская олимпиада школьников по физике, 2018/19, отборочный этап, 10 класс — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.