Concursul Naţional de Fizică Evrika! ediţia XXV Martie 2015 Subiecte Clasa a XI-a

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Concursul Naţional de Fizică Evrika! ediţia XXV Martie 2015 Subiecte Clasa a XI-a"

Φωτινή Γερμανού
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 MINITERUL EDUŢIEI ŞI INETORTUL ŞOLR JUDEŢEN RĂIL Martie 05 ubiecte lasa a -a roblema I (0 puncte) - istoane mobile și. transformări termodinamice!. Într-un tub cilindric orizontal fix, suficient de lung, deschis la ambele capete, se află în echilibru două pistoane etanșe, aerul dintre cele două pistoane, ca și aerul din întregul tub fiind gaze ideale. La un anumit moment, un dispozitiv mecanic special pune în mișcare uniformă, cu viteza v, pistonul spre pistonul, menținându-i această mișcare uniformă. M v a) ă se determine valoarea maximă a vitezei v, astfel încât, pe toată durata deplasării pistonului (), distanța dintre pistoane să nu varieze cu mai mult de % din valoarea distanței inițiale. ă se determine după cât timp de la începerea procesului distanța dintre pistoane este minimă. e cunosc: v - numărul molilor de gaz dintre pistoane; M - masa pistonului (); R - constanta universală a gazelor perfecte; T 0 - temperatura gazului, considerată constantă pe toată durata procesului; l distanța inițială dintre pistoane; - aria secțiunii transversale a tubului.. Într-un vas cilindric vertical, izolat termic, deschis la partea superioară, se află un piston foarte ușor, conductor termic () și, în partea superioară, un piston greu, izolator termic (), așa cum indică desenul din figura alăturată. În fiecare din cele două compartimente ale vasului, cu lungimi identice, l, delimitate de cele două pistoane, se află, în echilibru termic, cantități egale dintr-un același gaz ideal. rintr-un procedeu oarecare, gazului din vas i se transmite lent căldura Q. b) ă se determine forța de frecare dintre pistonul și pereții vasului, astfel încât în timpul procesului de încălzire a gazului, pistonul să rămână nemișcat. istonul superior se deplasează ubiecte lasa a IX-a agina din 5

2 MINITERUL EDUŢIEI ŞI INETORTUL ŞOLR JUDEŢEN RĂIL Martie 05 ubiecte lasa a -a fără frecare cu pereții vasului. e cunosc: v căldura molară a gazului la volum contant; R - constanta universală a gazelor perfecte.. azele a două vase cilindrice verticale identice comunică printr-un tub subțire, prevăzut la mijlocul său cu un robinet R, așa cum indică desenul din figura alăturată. În vasul din stânga, un piston etanș, subțire, cu masa M, închide un gaz ideal cu masa m = M/0 și temperatura T 0. În vasul din dreapta, unde nu se află gaz, un alt piston etanș, subțire, cu masa M/, este sprijinit pe baza vasului. c) ă se determine temperatura gazului din sistem, după deschiderea robinetului R, în starea de echilibru a sistemului. e neglijează frecările pistoanelor cu pereții vaselor și capacitățile calorice ale pistoanelor și ale vaselor. ereții vaselor și ai pistoanele sunt izolatoare termice, iar în jurul sistemului dat nu există aer. e cunosc: p - căldura molară a gazului la presiune constantă; R - constanta universală a gazelor perfecte. roblema II (0 puncte) - ercuri. Un corp se mișcă rectiliniu astfel încât la t = 0, x = 0 și v = v0. Viteza corpului se anulează atunci când corpul ajunge la distanța x = x0 față de origine. Reprezentarea grafică a vitezei corpului în funcție de distanța parcursă are forma unui sfert de cerc cu centrul în originea sistemului de coordonate xov. ă se determine momentul de timp la care corpul ajunge în punctul de coordonată x = x 0 și accelerația pe care o are corpul în acel moment.. Dacă asupra unui sistem oscilant acționează o forță excitatoare externă periodică, soluția ecuației de mișcare a sistemului reprezintă o suprapunere de mișcări periodice, una a cărei pulsație este egală cu pulsația proprie a sistemului oscilant și una a cărei pulsație este egală cu pulsația forței excitatoare, dar este defazată față de aceasta. Indiferent cât de mici sunt frecările, prima mișcare este una tranzitorie, care se stinge în timp, în timp ce a doua se menține în timp, fiind una permanentă. În cele ce urmează, doar soluția care dă mișcarea permanentă a sistemului este de interes.. unctul de suspensie al unui pendul matematic cu lungimea tijei l se rotește pe un cerc vertical cu viteza unghiulară constantă ω. ercul se află în planul de oscilație al pendulului și are raza r << l. Dacă viteza unghiulară ω este suficient de mică (de fapt mai mică decât pulsația proprie de oscilație a pendulului matematic cu punctul de suspensie fix), să se determine amplitudinea micilor oscilații ale pendulului. e cunoaște accelerația gravitațională g.. uportul unui motor electric este așezat într-un ghidaj vertical rigid, pe patru resorturi identice, fiecare cu constanta elastică k = 00 N/m, astfel încât la orice moment să fie orizontal și să se poată mișca doar pe verticală. uportul este prevăzut cu un amortizor, astfel încât forța de rezistență ce acționează asupra suportului să fie proporțională cu ubiecte lasa a IX-a agina din 5

3 MINITERUL EDUŢIEI ŞI INETORTUL ŞOLR JUDEŢEN RĂIL Martie 05 ubiecte lasa a -a viteza sa, coeficientul de rezistență fiind r = 30,0 Ns/m. Masa motorului (împreună cu a suportului) este m = 30,0 kg. Rotorul motorului nu este bine echilibrat dinamic, astfel încât rotația sa în jurul axei este echivalentă cu cea a unui corp punctiform cu masa m =,00 kg, aflat la distanța d = 30,0 mm de axa de rotație. b) ă se determine amplitudinea oscilațiilor verticale ale motorului, dacă viteza unghiulară a rotorului acestuia este ω =0,0 rad/s. b) La ce valoare a vitezei unghiulare a rotorului se realizează rezonanța amplitudinilor? are este valoarea amplitudinii oscilațiilor la rezonanța amplitudinilor? Dar cea a defazajului între elongație și forța excitatoare? roblema III (0 puncte) - Localizarea unui deranjament pe o linie telefonică între două staţii vecine rezentare Între două stații telefonice, Σ și Σ, situate la distanța d, conectate printr-o linie aeriană bifilară (cele două conductoare ale liniei fiind identice), s-a produs un deranjament, echivalent cu o rezistență de scurgere de la unul dintre fire spre pământ,, așa cum indică desenul din figura. ământul este un foarte bun conductor electric. entru a înțelege cum se poate face localizarea deranjamentului dintre cele două stații telefonice, să considerăm o bobină bifilară (ale cărei conductoare sunt identice), așa cum indică desenul din figura. Lungimea fiecăruia dintre cele două fire ale bobinei este L. De la unul dintre conductoarele bobinei, este scoasă o priză,, la care se poate conecta un rezistor cu rezistența necunoscută,. d Σ Σ Fig. ubiecte lasa a IX-a agina 3 din 5

MINITERUL EDUŢIEI ŞI INETORTUL ŞOLR JUDEŢEN RĂIL Martie 05 ubiecte lasa a -a L Fig. 3 6 4 4 7 5 Fig. 3 Materiale la dispoziție (fig.

4 MINITERUL EDUŢIEI ŞI INETORTUL ŞOLR JUDEŢEN RĂIL Martie 05 ubiecte lasa a -a L Fig Fig. 3 Materiale la dispoziție (fig. 3) ) bobină specială bifilară; ) reostat cu cursor (rezistor cu rezistență variabilă, R, necunoscută; 3) galvanometru; 4) conductoare de legătură 5 bucăți; ubiecte lasa a IX-a agina 4 din 5

5 MINITERUL EDUŢIEI ŞI INETORTUL ŞOLR JUDEŢEN RĂIL Martie 05 ubiecte lasa a -a 5) rezistoare cu rezistențe electrice R, diferite, necunoscute 3 bucăți (conductoare de legătură albastre); rezistor cu rezistența necunoscută (conductoare de legătură roșii); 6) suport montaj punte cu fir; 7) generator electric cu t.e.m. necunoscută. erință ă se localizeze punctul de pe firul bobinei, unde s-a produs deranjamentul echivalent cu rezistența de scurgere (acolo unde a fost scoasă priza ). Indicație u materialele aflate la dispoziție, la capătul al bobinei, se realizează montajul indicat în desenul din figura 4. R F G R + Fig. 4 ubiecte propuse de: rof.dr. Mihail NDU, Liceul Tehnologic de Turism, ălimănești, Vâlcea onf.univ.dr. ebastian OEU, Universitatea lexandru Ioan uza din Iași ubiecte lasa a IX-a agina 5 din 5

Σχετικά έγγραφα

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 % 1. Un motor termic funcţionează după ciclul termodinamic reprezentat în sistemul de coordonate V-T în figura alăturată. Motorul termic utilizează ca substanţă de lucru un mol de gaz ideal având exponentul