Кафедра общей и теоретической физики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ЦЕНТР ДЕТСКОГО (ЮНОШЕСКОГО)

ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.АКМУЛЛЫ

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

XVII Республиканская техническая олимпиада «ШАГ В БУДУЩЕЕ»

Направление «Прикладная физика»

1.Вагон освещается пятью последовательно соединенными лампами, на каждой из которых написано: 110 В, 25 Вт. Затем одну из них заменили новой, на которой написано: 110 В, 40 Вт. Будет ли она гореть ярче прежней? (8 баллов)

2.На шкив шунтового двигателя намотан трос, поднимающий груз. Как изменится скорость груза, если немного увеличить радиус шкива? Один учащийся считал, что поскольку , то увеличение радиуса шкива должно привести к увеличению скорости груза. Другой же учащийся считал, что если увеличить радиус шкива, то поднимать груз станет труднее (так как для этого потребуется больший вращающий момент) и поэтому скорость груза уменьшится. Кто из них прав? (10 баллов)

3.На токарном станке протачивается вал диаметром d=60 мм. Продольная подача h резца равна 0,5 мм за один оборот. Какова скорость v резания, если за интервал времени ∆t=1 мин протачивается участок вала длиной l=12 см? (8 баллов)

4.Давление воздуха в шинах автомобиля p₁=500 кПа при температуре t₁=14 °С. Во сколько раз уменьшится площадь соприкосновения колес с дорогой, если после поездки температура в шинах повысилась до t₂=57 °С? Атмосферное давление p_а=100 кПа. Изменением объема шины можно пренебречь. (10 баллов)

5.Из-за несовершенства теплоизоляции холодильник получает от воздуха в комнате количество теплоты Q=420 кДж за время τ= 1 ч. Температура в комнате t₁=20 °C. Какую минимальную мощность Р должен потреблять холодильник от сети, чтобы поддерживать внутри холодильного шкафа температуру t₂=-5 °C? (10 баллов)

6.Какую силу тока I надо пропустить через железную проволоку диаметром D=0,5 мм, чтобы через τ=1 с проволока начала плавиться? Начальная температура проволоки t₀=0 °C; теплопередачу в окружающую среду и зависимость сопротивления от температуры не учитывать. (10 баллов)

7.Электродвигатель включен в цепь постоянного тока напряжением U=120 В. Сопротивление обмотки двигателя R=12 Ом. Какую максимальную мощность N_max может развить этот двигатель? При какой силе тока I₀ достигается эта мощность? Напряжение в сети считать постоянным. (10 баллов)

8.Антенна корабельного радиолокатора находится на высоте h=25 м над уровнем моря. На каком максимальном расстоянии s_max радиолокатор может обнаружить спасательный плот? С какой частотой n могут при этом испускаться импульсы?

9. Самодельный осветитель представляет собой цилиндрическую трубку радиуса R=10 мм с черной внутренней поверхностью. В трубку (см. рисунок) вставлена собирающая линза, а на оси трубки на расстоянии d=20 см от линзы находится точечный источник света. На экране, расположенном перпендикулярно оси трубки на расстоянии a=30 см от линзы, осветитель дает круглое светлое пятно радиуса r=5,0 мм. Определите фокусное расстояние F линзы. (12 баллов)

10.Фокусное расстояние объектива микроскопа F₁=3,5 мм, а увеличение микроскопа Г=100. Определите фокусное расстояние F₂ окуляра, если он расположен на расстоянии l=12,4 см от объектива. (12 баллов)