Општа група Основне школе

Transcript

1 ТАКМИЧЕЊЕ ИЗ ФИЗИКЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 00/0. ГОДИНЕ. Општа група Основне школе Друштво Физичара Србије Министарство Просвете Републике Србије З А Д А Ц И Српска физичка олимпијада. У систему приказаном на слици, масе тела су m kg, m kg и m kg. Тело масе m везано је за покретни котур. Ако систем започиње кретање из стања мировања, одредити интензитет силе затезања нити и интензитет убрзања сваког тела. Масу котурова, неистегљивих нити и сва трења у систему занемарити.. Када је прекидач у колу приказаном на слици отворен, струја кроз извор ЕМС 6 износи I ma. Када се прекидач налази у положају, струја кроз извор износи I, ma, а када је у положају, I ma. Одредити отпорности отпорника у колу. У ком се положају прекидача ослобађа највећа снага у колу?. Тело запремине 00 cm и температуре 50 C t убачено је у 500 ml воде температуре t 0 C. Тело плива по води тако да му је 90% запремине потопљено у воду. Ако се занемари размена топлоте са околином, одредити равнотежну температуру воде и тела у њој. Специфичне топлоте воде и тела износе c J 400 и J c 000 kg K kg K, по реду. 4. Два сабирна сочива жижних даљина и постављена су тако да им се оптичке осе поклапају, а растојање између њих је d. У који положај између сочива треба поставити светао предмет тако да његови ликови након преламања кроз оба сочива имају исту величину? 5. Како би одредио наелектрисање електрона, Роберт Миликен је проучавао капљице уља распршене у ваздух. Да би израчунао наелектрисање е, морао је прво да одреди полупречник капљица уља. Како су димензије капљица биле мале, оне су врло брзо достизале стање равномерног кретања, што је било неопходно да би се израчунавања могла извести. Поред тога, у обзир се морала узети и сила отпора средине, која је дата изразом F o 6 r, где је - коефицијент отпора средине, r - полупречник капљице, а - константна брзина којом се капљица креће. Како се израчунава полупречник капљице, ако су, поред наведеног коефицијента и измерене брзине капљице, познате још и густине уља ( ) и ваздуха ( u ), као и убрзање силе теже g? Напомена: Сва решења детаљно објаснити Задатке припремили: Владимир Чубровић (), Маја Стојановић (), Мићо Митровић (), Стеван Јанков (4,5) Председник комисије: Проф. др Мићо Митровић Свим такмичарима желимо успешан рад!

2 ТАКМИЧЕЊЕ ИЗ ФИЗИКЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 00/0. ГОДИНЕ. Општа група Основне школе Друштво Физичара Србије Министарство Просвете Републике Србије Р Е Ш Е Њ А. Једначине кретања тела су: Српска физичка олимпијада : m a m g T [п] : m a T [п] : m a m g / T [п] и притом важи : T T [п]. Означимо масу тела m са m.тада су масе осталих тела једнаке: m T T m и m m.ако означимо силу затезања T са T, тада је, а из једначина кретања добијамо да су вредности убрзања тела T m T једнака: : а g : a : a. Нека су помераји m g T m тела m, m и m редом једнаки x, x и x. Из услова неистегљивости нити следи да је веза између помераја тела једнака: x x x [4п]. Како систем започиње кретање из стања мировања помераји тела су редом : x a t /, x a t / и x a t /. Из претходних једначина добијамо да је веза између убрзања тела дата релацијом : a a a [п]. Када изразе за убрзања тела убацимо у задњу релацију добијамо вредност интензитет силе затезања и она је једнака: T 9 m g / 9. N [4п+п]. Враћајући вредност силе затезања у једначине за убрзања,добијамо вредности убрзања тела и она износе: a a 9 g / m / s [п+п], a 5 g / m / s [п+п]. 58 g.7 9 m / s [п+п],. Отворен прекидач отпорници, и су редно везани: 6000 Ω e I (4). Прекидач у положају : два паралелно везана и серијски са осталим, ' 5000 Ω e (4). Прекидач у положају : и су редно везани, док је не учествује у укупној отпорности кола. e " I ' 000 Ω (4). Сређивањем израза добија се: e e " k Ω (). e e ' k Ω (). Односно следи да је: k Ω У пложају јер је еквивалентна отпорност кола најмања (). и k Ω " I e ().. Запремина тела у води износи На тело делује сила потиска g, уравнотежена силом теже mg g, па је g g (5) Густина тела износи 0.9 (). Једначина топлотног баланса: m c t t ) m c ( t t ) (5), c t t ) c ( t t ), c ( t t ) 0 c ( t t ) () ( 9 c t 0 c t t.4 C.(4) 9 c 0 c 4. Због једнакости величина ликова важи једнакост сочива: ( (5). Пошто је d, добија се: L P l l 9 (5). Заменом удаљености ликова из једначина d (5) и (5). 5. Силе које делују на капљицу су гравитациона, сила отпора средине и сила потиска. Када капљица достигне стање равномерног кретања, те силе су у равнотежи: mg 6 r g (0). Користећи израз за запремину сферне 4 r 4 капљице, долази се до једначине r g 6 (5), одакле се за полупречник капљице добија u d израз r g 9 u (5).

3 ТАКМИЧЕЊЕ ИЗ ФИЗИКЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 009/00. ГОДИНЕ. ОПШТА ГРУПА Основне школе Друштво Физичара Србије Министарство Просвете Републике Србије ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ ЗАДАТАК СРПСКА ФИЗИЧКА ОЛИМПИЈАДА ОДРЕЂИВАЊЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ КЛИЗНОГ ПОТЕНЦИОМЕТРА И СНАГЕ Клизни потенциометар представља променљиви отпорник и често је употребљаван елемент у уређајима на местима где треба мењати отпорност кола. У зависности од положаја клизача, могу се добити различите вредности отпора почевши од нултог, па до максималног декларисаног за дати потенциометар. Зависност отпора који се може добити од положаја клизача је одређена технолошким поступком израде а углавном се израђују тако да буде логаритамска или линеарна. Један од задатака овог мерења је управо одређивање зависности отпора потенциометра од положаја клизача. Пошто кроз потенциометар протиче струја, на њему се ослобађа нека снага (топлота) и у зависности од положаја клизача снага је различита. Мерењем јачине струје и напона на прикључцима потенциометра, може се одредити та снага и уочити да је при неком положају клизача, тј. вредности отпора она највећа. Ако се мења отпорност у спољашњем колу снага је максимална када су изједначене отпорности спољашњег дела кола и унутрашњег отпора извора. Материјал за извођење огледа: - Лењир, маркер - Батерија (унутрашњи отпор је занемарљив) - Клизни потенициометар, отпорник, каблови са крокодилима, универзални инструмент. Извођење огледа: Помоћу лењира маркером означити на потенциометру положаје клизача на којима ће се мерити јачина струје и напон. Подела треба да буде на најмање 0 једнаких делова (пожељно је и више). Прикључити елементе као што је приказано на шеми на слици. Обратите пажњу на прикључке потенциометра који су означени бројевима са доње стране. За сваки положај клизача измерити јачину струје кроз коло као и напон на изводима потенциометра. Податке унети у табелу и извршити потребна израчунавања. Задаци:. Резултате мерења представити табеларно. Представити графички зависност отпора на прикључцима потенциометра од положаја клизача. Положај клизача представити као растојање од краја означеног тачком (извод бр. ) на потенциометру.. Представити графички зависност снаге P P ( ) од отпора потенциометра (график не мора бити линеаран). 4. Каква је зависност отпора на крајевима потенциометра од положаја клизача? 5. Узимајући у обзир график P P ( ), проценити вредност отпорника у колу. Образложити. Задатке припремио: др Срђан Ракић Рецензент: др Маја Стојановић Председник комисије: др Мићо Митровић

4 О т п о р п о т е н ц и о м е т р а [k ] ТАКМИЧЕЊЕ ИЗ ФИЗИКЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 009/00. ГОДИНЕ. Друштво Физичара Србије ОПШТА ГРУПА Министарство Просвете Републике Србије Основне школе РЕШЕЊЕ ЕКСПЕРИМЕНТАЛНОГ ЗАДАТКА. На основу мерења састављена је следећа табела: положај I ma U k P mw x mm СРПСКА ФИЗИЧКА ОЛИМПИЈАДА На основу табеле је приказан график зависности отпора потенциометра од положаја клизача: П о л о ж а ј к л и з а ч а [m m ]

5 С н а г а н а п о т е н ц и о м е т р у [m W ] ТАКМИЧЕЊЕ ИЗ ФИЗИКЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 009/00. ГОДИНЕ.. График зависности снаге на потенциометру од његовог отпора: О т п о р п о т е н ц и о м е т р а [k ] 4. На основу првог графика x може се закључити да је зависност отпора потенциометра од положаја клизача линеарна. 5. Снага достиже максимум за вредност отпора од око 0 k Ω, а то уједно представља и вредност отпорника, наиме, тај отпорник се у овом случају понаша као унутрашњи отпор батерије, а познато је да се највећа снага у спољашњем делу кола ослобађа управо када су изједначене вредности спољашњег дела кола и унутрашњег отпора извора. Могу постојати разлике у бројним вредностима због мањих разлика карактеристика елемената и мерних уређаја, али графици се не могу разликовати по облицима зависности од датих графика!

6 Основна школа ТАКМИЧЕЊЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 0/0. ГОДИНЕ. Друштво Физичара Србије Министарство Просвете Републике Србије ЗАДАЦИ Изборно такмичење (п) Вода на притиску 0 kpa протиче брзином.5 m/s кроз хоризонталну цев и наилази на препреку при чему притисак опадне за 5 %. Колики проценат површине попречног пресека цеви чини препрека?. (п) За загревање m 40 kg воде од t о С до t 0 о С употребљена је водена пара, температуре t 00 о С. Колику масу водене паре m је неопходно утрошити на загревање воде? Латентна топлота испаравања воде (или кондензације водене паре) је q.6 MJ/kg, а специфична топлота воде је c kj/kg. i i. (п) На растојању r 0 m од тачкастог звучног извора, чујност звука је L 0 Занемарујући губике звучне енергије одредити чујност на растојању r 5 m. db. Задатке припремили: Маја Стојановић и Стеван Јанков, ПМФ, Нови Сад Председник Комисије: Мићо Митровић

7 Основна школа ТАКМИЧЕЊЕ УЧЕНИКА ОСНОВНИХ ШКОЛА ШКОЛСКЕ 0/0. ГОДИНЕ. Друштво Физичара Србије Министарство Просвете Републике Србије РЕШЕЊА Изборно такмичење У Бернулијевој једначини се висински чланови поништавају, те једначина изгледа овако (п). Одатле следи да је 5 % (п), односно за добијамо израз 0.05 (п). Препрека, према томе, износи: S S S S S 70 % (4п).. Пара се кондензује, а затим кондензована вода хлади, при чему се у оба процеса ослобађа топлота коју прима вода масе m, односно mc (п) и Q m q m c t (4п). Q t t Одавде следи да је: mc t t m q m c t (4п) t i i t m q i mc c t t t t.8 kg (п) I. Чујност је према дефиницији L 0 log (п). Нека је r 0 једно растојање од извора звука, I o L и I, чујност и интензитет звука на том месту, а са L и I одговарајуће величине за тачку на растојању r. Ако нема губитака енергије I I (п). За I I L 0 log и 0 L log 0 I o I o I r L 0 log L 0 log 0 I r o L 6 db (п) r r L и L важе формуле: 0 (п), које на основу претходних формула дају везу 0 r r db. (5п)

8 Изборно такмичење 0. Задаци из хемије. (4п) Студент је осмислио и спровео експеримент у дупликату који је схематски приказан на слици: Користио је раствор калијум-хидрогенкарбоната концентрације 0,005 moldm - у оба експеримента, а као индикатор је у првом користио фенолфталеин, док је у другом користио метил-оранж. Фенолфталеин мења боју почевши од H 8,, док метил-оранж мења боју у интервалу H вредности,-4,4. Констате дисоцијације угљене киселине су: К = 4,5 0-7, К = 4, Која(е) од наведених изјава је(су) тачна(е)? а) Услед фотосинтезе настали кисеоник ће повећати притисак у ерленмајеру и тиме повећати растворљивост угљен-диоксида у раствору, па ће се боја раствора променити само у случају експеримента са метил-оранжом. б) Раствор и вода у чашици са зеленим листовима немају директан контакт, па неће доћи до разблажења раствора хидрогенкарбоната (ако занемаримо испаравање), те се боја раствора у оба експеримента не мења. в) Листови троше угљен-диоксид из гасне смесе у чаши, па долази до померања равнотеже диспропорције хидрогенкарбоната на карбонат и угљену киселину. Услед веће концентрације киселине и карбоната мења боја и метил-оранжа и фенолфталеина. г) У зависности од трајања експеримента, само би се у експерименту са фенолфталеином могла да промени боја раствора.. (7п) Високотемпературни суперпроводник итријум-баријум-бакар-оксид има формулу YBa Cu O (7-x), где је x између 0 и 0,5. Загревањем овог суперпроводника на 000 ºC у струји водоника настаје смеша Y O, BaO и Cu. Када се 4,97 mg YBa Cu O (7-x) подвргне анализи добија се,66 mg чврстог остатка. Одредите x. x=. (8п) Израчунати концентрацију раствора Na CO ако након додатка,0 cm овог раствора Na CO у,00 cm раствора HCl раствора c = 0,500 mol dm H наствлог раствора износи 7,4. K a (H CO ) = 4,4 0 7 mol dm, K a (HCO - ) = 4,7 0 mol dm c(na CO ) = mol/dm

9 4. На основу скица плочица за танкослојну хроматографију (ТЛЦ) одговорити на постављена питања. а) (п) Које две плочице од наведене три (P-) одговарају танкослојним хроматограмима исте супстанце ако су све плочице развијене истом мобилном фазом, као и на истој стационарној фази? б) (п) Приказане су две ТЛЦ плочице (X и Y) на којима је извршена хроматографија исте смеше само мобилном фазом различитог састава. Колико најмање састојака садржи ова смеша? в) (п) На једној плочици је вршена кохроматографија три супстанце (A, B и C) и две смеше супстанци (D и Е). Која супстанца је састојак које од тих смеша? а) б) в) 5. Окарактерисати коришћењем симбола T и наведене тврдње које се односе на реакцију приказану једначином: CuCO (s) + KHSO 4 (s) CuSO 4 (s) + K SO 4 (s) + H O(l) + CO (g) а) (п) Брзина ове реакције се повећава ако се реактанти пре реакције добро механички уситне. б) (п) Мешање у тарионику пистилом реакционе смеше убрзава наведену реакцију. в) (п) Загревањем реакционе смеше реакција се убрзава. г) (п) Додатак неколико капи воде значајно убрзава ову реакцију. е)(п) Брзине реакција у којима је 0-то струки вишак калијум-хидрогенсулфата узет, односно реактанти узети у стехиометријском односу, се врло мало разликују. ж) (п)одвођењем насталог угљен-диоксида се реакција убрзава. Напомена: Задаци се бодују по целинама како је наведено. Целине се не бодују парцијално. На пример, задатак носи 7 или 0 поена. Задатке припремио: Нико Радуловић, ПМФ, Ниш

10 Кључ. (4 поена) г). (7 поена) x = 0,04. (8 поена) c(na CO ) = 0,88 mol/dm 4. (++ поена) а) P и P б) 6 в) Супстанца А се налази у смеши Е. Супстанца B се не налази ни у једној од ових смеша. Супстанца C се налази у смеши D. 5. (6 поена) а) T б) T в) T г) T е) T ж) (укупно поена)

11 IZBONO TAKMIČENJE - 0. Pri romeni membranskog otencijala nerne ćelije radi se o: a) Aktinom transortu Na + i K + u ćeliju b) Pasinom transortu K + u ćeliju i Na + iz ćelije c) Pasinom transortu Na + u ćeliju i K + an ćelije d) Aktinom transortu K + u ćeliju i Na + an ćelije. Hermaroditi su: a) doolni organizmi koji ormiraju i ženske i muške olne organe b) organizmi koji se orašuju etrom c) organizmi kod kojih je mužjak sitniji od ženke d) organizmi kod kojih je ženka sitnija od mužjaka. Zaokruži tačan iskaz: a) insekti dišu trahejama a transortni sistem je otorenog tia b) insekti dišu trahejama a transortni sistem je zatorenog tia c) insekti dišu rotoneridijama a transortni sistem je otorenog tia d) insekti dišu metaneridijama a transortni sistem je otorenog tia 4. Herbior je termin koji ima značenje: a) onaj koji se hrani strinom b) onaj koji do lena dolazi ubijanjem c) onaj koji ima organe za roizodnju zuka d) onaj koji se hrani biljkama 5. Zaokruži tačan iskaz: a) Plankton redstalja sitne organizme koji asino lebde u odi b) Plankton redstalja organizme koji aktino liaju u odi c) Bentos redstalja sitne organizme koji asino lebde u odi d) Nekton redstalja sitne organizme koji asino lebde u oid 6. Pri izlasku iz biljne ćelije oda rolazi redom kroz: a) lazmalemu, tonolast,citosol i ćelijski zid b) citosol, tonolast, ćelijski zid i lazmalemu c) tonolast, citosol, lazmalemu i ćelijski zid d) lazmalemu, citosol, tonolast i ćelijski zid 7. Hormoni araštitne žlezde utiču na: a) metabolizam ode a) nio kalcijuma i osora u kri c) nio natrijuma i hlora u kri d) metabolizam masti 8. Cilijarno telo je deo: a) oka b) unutrašnjeg uha c) srednjeg mozga d) nadbubrežne žlezde

12 9. Albinizam se nasleđuje: a) olno ezano (X-hromozom) b) autozomno dominantno c) autozomno recesino d) olno ezano (Y-hromozom) 0. Inektina materija irusa je? a) toksin b) kasid c) nukleinska kiselina d) enzim lizozim e) rotein. Adrenalin i noradrenalin se kod sisara staraju u: a) adenohioizi b) srži nadbubrežne žlezde c) kori nadbubrežne žlezde d) araštitnoj žlezdi. Zaokružiti tačan iskaz. a) ecetori za registroanje setlosti nalaze se u mrežnjači. b) ezultat mejoze su četiri haloidne ćelije koje su genetski identične. c) Floem roodi organske materije od korena rema listoima. d) Protoneridije su ekskretorni organi insekata.. Antroogeno ojačaanje eekta staklene bašte za osledicu ima: a) uništaanje ozonskog omotača b) ojau kiselih kiša c) ojau erozije d) odizanje nioa setskog mora 4. Osnone gradine komonente sih biomembrana su: a) liidi i ugljeni hidrati b) liidi i roteini c) roteini i ugljeni hidrati d) osoliidi i ugljeni hidrati 5. U ABO sistemu krnih grua razlikujemo: a) četiri enotia i četiri genotia, b) četiri enotia i šest genotioa, c) šest enotioa i četiri genotia, d) šest enotioa i šest genotioa Autor testa, Zorica Šarac, PMF Niš