Санкт-Петербургские олимпиады по физике http: //physolymp. spb. ru/ 15 декабря 2012 г. в 11 часов: районный тур (7– 11 классы) в лицее № 366. Быть в гимназии в 10 часов. С собой тетрадь, ручка, калькулятор, карандаш, линейка, бахилы или сменная обувь.
Тренировочные задания 8 класс Давление. Механическое движение. Архимедова сила. Тепловой баланс. Блоки и рычаги.
1. В морозильной камере, потребляющей из сети мощность P = 100 Вт, находится m = 20 кг воды при температуре T = 0°C. Вся вода замерзает за t = 1 сутки. Какое количество теплоты выделяется за это время в окружающую среду? Считайте, что конечная температура льда 0°C. Удельная теплота плавления льда λ = 330 к. Дж/кг. Решение: Холодильник забирает энергию у воды и из сети и выделяет ее в окружающую среду. Выделившаяся теплота будет равна сумме энергии, потребленной холодильником из сети (Pt), и теплоты, выделившейся при кристаллизации воды (λm): Q = Pt + λm = 15, 2 МДж
2. У повара китайского ресторана есть нагревательная подставка, которая представляет собой чехол, наполненный сплавом массой m = 5 кг. Сначала подставку греют в печи, и сплав внутри плавится при температуре Т = 860 С, удельная теплота плавления λ = 50000 Дж/кг. Как только сплав становится жидким, подставку вынимают из печи. Повар решил использовать нагретую до температуры 860 С с жидким сплавом, чтобы приготовить яичницу. Он знает, что для приготовления одного яйца нужно передать ему Q 1 = 10 к. Дж. При этом конечная температура яйца должна быть не менее Т 2 = 700 С, иначе белок не свернется. Сколько яиц повар сможет полностью запечь на подставке, не ставя её больше в печь? Теплоемкость подставки с застывшим сплавом С = cm = 1240 Дж/0 C. Тепловыми потерями пренебречь. Количество теплоты, которое отдаст подставка: Ответ: повар сможет запечь на подставке 26 яиц.
3. Однажды у Винни-Пуха кончился мёд. Он взял 25 одинаковых шариков с гелием, тяжелый камень и горшочек для меда и пошел к дереву с ульем. Там он отпустил камень и взмыл к улью. Набрав 8 кг меда, Винни – Пух оттолкнулся от дерева и начал медленно опускаться вниз. 1. Определите массу горшочка, если масса зверя 10 кг, объем шарика 1 м 3, плотность воздуха 1, 2 кг/м 3, плотность гелия 0, 3 кг/м 3. 2. Винни-Пуха догнали пчелы. Они лопнули 10 шариков. Как поступить Винни, чтобы успешно притвориться тучкой и спасти при этом максимальное количество меда. Каждый шарик может удержать груз: 25 шариков могут удержать груз массой : 25 х 0, 9 кг = 22, 5 кг 10 кг + 8 кг + 4, 5 кг = 22, 5 кг 15 шариков могут удержать груз: 15 х 0, 9 кг = 13, 5 кг Съесть 3, 5 кг меда, остальное выбросить вместе с горшком.
4. На корабль при помощи батискафа поднимают со дна затонувшие сокровища. Батискаф может погружаться только с дополнительным балластом. Балласт прикрепляют к нему снаружи. На корабле имеется m. C = 30 тонн свинцового балласта. Опустившись на дно, батискаф прикрепляет снаружи груз, скидывает балласт и поднимается под действием выталкивающей силы. Какое максимальное количество m. З золота можно поднять со дна, используя весь балласт? Примечание: плотность воды ρВ = 1000 кг/м 3, свинца ρС = 11350 кг/м 3, золота - ρЗ = 19300 кг/м 3. После всех погружений свинца не остается. Батискаф не имеет двигателя.
Пусть всего происходит N погружений, масса батискафа (без балласта и груза) равна M, а сила Архимеда, действующая на него равна FA. Каждый раз батискаф погружается с балластом массы mс/N и объемом mс/Nρс. При этом батискаф сможет погрузиться, если суммарная сила тяжести действующая на батискаф и балласт больше суммарной силы Архимеда: Аналогично, он сможет всплыть с золотом массы m. З/N, если суммарная сила тяжести меньше выталкивающей силы: m. З < 28, 8 т
5. В воду, имеющую температуру 100 С опускают кусок льда массой 200 г, имеющего температуру – 100 С. Через некоторое время в воде оказался кусок льда массой 100 г, после чего таяние льда прекратилось. Какую массу имела вода? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг∙ 0 С.
Выигрыш в силе при этом отсутствует, но такой блок позволяет изменить направление действия силы, что иногда необходимо. Подвижный блок Архимед принимал за неравноплечий рычаг, дающий выигрыш в силе в 2 раза. Относительно центра вращения действуют моменты сил, которые при равновесии должны быть равны. Блок не дает выигрыша в работе, подтверждая "золотое правило" механики. В этом легко убедиться, обратив внимание на расстояния, пройденные рукой и гирей.
6. Как можно соединить друг с другом подвижные и неподвижные блоки, чтобы получить выигрыш в силе в 4 раза? в 6 раз? Один подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза, следовательно, комбинация 2 -ух подвижных и неподвижного блока даст выигрыш в силе в 4 раза, а 2 -х неподвижных и 3 -х подвижных в 6 раз
7. Каждый блок степенного полиспаста, состоящего и двух подвижных блоков и одного неподвижного (рис), имеет массу m = 1 кг. К первому блоку подвешен груз массой m 1 = 10 кг. Выигрыш в силе (m 1 g/F) полиспаста равен: Как получить выигрыш в расстоянии?
Как получить выигрыш в расстоянии с помощью той же системы блоков? Чтобы применить блок для выигрыша в расстоянии (проигрывая в силе), нужно прикладывать силу к его оси. И при перемещении оси блока на расстояние l конец веревки переместится на расстояние 2 х l.
8. Как, имея два блока (подвижный и неподвижный), получить выигрыш в силе в три раза? Собрав конструкцию, изображенную на рисунке слева, получим выигрыш в силе в три раза, так как вверх будут действовать три равные силы 3 F = P, откуда F = P/3.
9. Горизонтально размещенная однородная доска массой 10 кг подперта на расстоянии 1/4 ее длины. Укажите, какую силу (в Н), перпендикулярно доске, надо приложить к ее короткому концу, чтобы удержать доску в равновесии (сила тяжести доски приложена к ее середине). Равновесие рычага - правило моментов:
10. Маша и Петя качаются на массивном однородном бревне. Известно, что бревно уравновешено, если Маша сидит на одном, а Петя на другом конце бревна. Как показано на верхнем рисунке. Если же подвинуть бревно, и Маша и Петя усядутся на один и тот же его край, то система также будет находиться в равновесии, как показано на нижнем рисунке. Бревно имеет длину l = 3 м, в первом случае длина левой части бревна а = 1 м, во втором случае она составляет с = 50 см. Определите, во сколько раз отличаются массы Маши и Пети. 1) 2) 3)
Скачать презентацию Санкт-Петербургские олимпиады по физике http physolymp spb ru
ОЛИМПИАДА 2012 г.ppt