Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 11

Подробнее об этих мероприятиях можно прочитать на сайте ФЗФТШ http://www.school.mipt.ru.

По окончании учебного года учащиеся, успешно выполнившие программу ФЗФТШ, переводятся в следующий класс, а выпускники (11 кл.) получают свидетельство об окончании школы с итоговыми оценками по физике и математике.

Ученикам, зачисленным в ФЗФТШ, будет предложено оплатить безвозмездный целевой взнос для обеспечения учебного процесса в соответствии с уставными целями школы.

Сумма взноса может ориентировочно составлять для учащихся заочного отделения 2000–3000 руб.

в год, для очного 3500–6000 руб. в год, для очно-заочного 2800–4500 руб. (с каждой факультативной группы) в год.

Для учащихся Украины работает Киевский филиал ФЗФТШ при МФТИ (обучение платное). Желающим в него поступить следует высылать работы по адресу: 03680, Украина, г. Киев, б-р Вернадского, д. 36, ГСП, Киевский филиал ФЗФТШ при МФТИ. Тел: 8-(10-38-044) 424-30-25, 8-(10-38-044) 422-95-64.

Для учащихся из зарубежных стран возможно только платное обучение на заочном и очно-заочном отделениях.

Внимание! Прислав нам решенное вступительное задание, вы даете согласие на обработку ваших персональных данных (в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ), которые будут использованы исключительно для отправки вам материалов по почте и учета вашей успеваемости.

Номера задач, обязательных для выполнения (заочное и очно-заочное отделения) приводятся в таблице:

Номера классов указаны на текущий 2010–2011 учебный год.

Задача 1. Ученик начинает наполнять водой первоначально пустой сосуд с вертикальными стенками, измеряя при этом уровень воды. Скорость поступления воды в сосуд m0= 50 г/с. По результатам измерений учеником был построен график зависимости уровня воды в сосуде от времени (см. рис.).

Определите:

1) скорость поднятия уровня воды;

2) площадь поперечного сечения сосуда.

Задача 2. Катер, поднимавшийся вверх по реке, встретился у моста с плотом и продолжил движение. Повернув назад через время τ = 1 ч, катер догнал плот на расстоянии L = 4 км от моста ниже по течению. Определите скорость течения реки. Скорость катера относительно воды (скорость катера в стоячей воде) постоянна во время всего движения.

Задача 3. Стержень состоит из двух цилиндрических стержней одинакового сечения. Первый стержень изготовлен из материала плотностью ρ1 и имеет длину l1. Второй стержень изготовлен из материала с большей плотностью. Если отрезать от первого стержня часть длиной Δl = 0,5l1 то масса всего стержня уменьшится на 10 %. Как изменилась бы масса всего стержня, если бы только от второго стержня отрезали часть, равную половине его длины?

Задача 4. При взвешивании пустого сосуда показания динамометра Р1 = 2Н. После доливания в сосуд неизвестной жидкости объемом V = 200 мл показания динамометра стали Р2 = 3,6Н. Какова плотность налитой в сосуд жидкости?

Задача 5. При измерении давления в озере с пресной водой в точках, находящихся на одной вертикали, оказалось, что давление Р1 воды на расстоянии h = 5 м от дна в 3 раза больше давления Р2 на глубине h = 5 м.

Определите глубину озера в данном месте. Атмосферное давление равно Р0 = 105 Па, g = 10 Н/кг.

Задача 6. Определите наименьшую площадь плоской однородной льдины толщиной h = 50 см, способной удержать на воде автомобиль массой М = 1,5 т. Поверхность льдины не заливается водой.

Задача 7. Груз массой m1 = 300 кг поднимают подъемным краном с постоянной скоростью на высоту h = 20 м за время t1 = 60 с. Определите мощность, развиваемую мотором крана. За какое время на ту же высоту будет равномерно поднят груз массой m2 = 200 кг? Считать, что мощность мотора крана одинакова в обоих случаях.

Задача 8. На сколько километров пути хватит V = 10 л бензина для автомобиля, двигатель которого развивает при скорости v = 54 км/ч полезную мощность Р = 69 кВт и имеет КПД 40 %? Удельная теплота сгорания бензина q = 4,6∙107 Дж/кг, плотность бензина ρ = 800 кг/м3.

Значение КПД двигателя определяется отношением полезной работы к количеству теплоты, выделившемуся при сгорании топлива.

Задача 9. В сосуд с водой при температуре t = 20 °C помещают лед при температуре t0 = 0 °C. После того как лед частично растаял и установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса льда уменьшилась на mл = 84 г. Определите начальную массу воды в сосуде. Удельная теплоемкость воды св = 4200 Дж/(кг∙К), удельная теплота плавления льда λл = 330 кДж/кг. Теплоемкостью сосуда и потерями теплоты пренебречь. Опыт проводился при нормальном атмосферном давлении.

Задача 10. В осветительном приборе, работающем от сети напряжением 220 В, используются три одинаковые параллельно соединенные лампочки накаливания. Каждая из них при напряжении 220 В имеет номинальную мощность 75 Вт. Одна из ламп перегорела, и ее заменили на энергосберегающую лампу, потребляющую при том же напряжении на 80 % меньше электроэнергии, чем лампочка накаливания. Как и на сколько изменится сила тока, потребляемая осветительным прибором? Сопротивлением проводов пренебречь.

Задача 11. Автомобиль разгоняется с места по прямолинейному участку дороги со скоростью v = 108 км/ч за время τ = 10 с. Во сколько раз отличаются расстояния, пройденные автомобилем за первую и последнюю секунды разгона? Движение автомобиля считать равноускоренным.

Задача 12. Брусок массой m = 2,8 кг перемещают вверх вдоль вертикальной стены, прикладывая направленную под углом а к вертикали силу Р, модуль которой равен 70 Н. Найдите ускорение бруска, если известно, что sin α = 0,6, а коэффициент трения скольжения между стеной и бруском μ = 0,4. Считать g = 10 м/с2.

Задача 13. На конце однородного стержня длиной L = 2 м и массой М = 1 кг закреплено пустое ведро такой же массы. Стержень подвешен таким образом, что вся конструкция находится в равновесии, при этом стержень располагается горизонтально. В ведро доливают некоторое количество воды. Для того чтобы стержень остался в равновесии, точку подвеса пришлось передвинуть на l = 30 см. Какой объем воды налили в ведро?

Задача 14. На сайте одной из фирм, занимающихся организацией полетов на аэростатах (воздушных шарах), указаны основные характеристики теплового аэростата модели «07АТН»: объем, занимаемый воздухом в аэростате, равен V = 2000 м3, масса оболочки и оборудования (газовые горелки для подогрева воздуха + баллоны) составляет m1 = 250 кг. До какой температуры следует прогреть воздух внутри оболочки, чтобы аэростат смог поднять пилота и двух пассажиров (mп = 250 кг)? При расчетах принять температуру окружающего воздуха, равной t = 15 °C, его давление, равным нормальному атмосферному давлению, а оболочку считать тонкой и нерастяжимой.

Задача 15. Два моля идеального одноатомного газа находятся в равновесном состоянии при температуре Т1 = 250 К. Газ сначала нагревают изобарно, а затем изохорно. В результате давление газа увеличилось на 20 %, а объем увеличился в 1,5 раза. Какую суммарную работу совершил газ? Какое суммарное количество теплоты он получил в этих двух процессах?

Задача 16. Маленький проводящий шарик массой m = 90 мг подвешен в вакууме на легкой непроводящей нити и имеет заряд q1 = 10 нКл. После того, как под шариком на одной с ним вертикали на расстоянии r = 10 см от него поместили такой же шарик, имеющий некоторый отрицательный заряд, сила натяжения нити увеличилась на 30 %. Шарики приводят в соприкосновение и разводят на прежнее расстояние. Найдите новое значение силы натяжения нити.

1. Решите уравнение:

(х — 2)3 + (х + 2)3 = 2(х — 3) (х2 + 3х + 9).

2. Решите неравенство:

(5(4 — Зх)/6) — (2(3х + 4) — 5(6x + 1)/14) >= (2х — 4)/21

3. Сейчас отец старше сына в четыре раза, а через пять лет он будет старше сына только в три раза. Сколько лет им обоим?

4. На лугу паслись лошади под присмотром деревенских мальчишек. Если бы вы пожелали узнать, сколько всего ног на лугу, то насчитали бы 140 ног. А если бы пересчитали головы, то оказалось бы, что всех голов — лошадиных и человеческих — 37. Сколько на лугу лошадей и сколько мальчишек?