10 ноября 2014 года в гимназии г.Фрязино состоялся тур фрязинской олимпиады школьников по экспериментальной физике для 10 классов.   В туре приняли участие 13 десятиклассников из 3 школ города. Участникам были предложены две задачи:

Задача 1.

1.Предложите методику определения коэффициента трения  µ  между пятирублевой монетой и миллиметровой бумагой, основанную  на изучении процесса соскальзывания монеты с наклонной плоскости, покрытой этой бумагой.

2.Предложите  методику определения средней скорости  монеты Vср за  все время ее движения от начала скольжения до полной остановки, основанную на изучении процесса соскальзывания монеты с наклонной плоскости, покрытой миллиметровой бумагой.

3.Для различных высот наклонной плоскости hопределите значение коэффициента  

      трения  µ( h)  между пятирублевой  монетой и  миллиметровой бумагой, а также   

      величину средней скорости соскальзывания  монеты   Vср(h).

             Постройте графики полученных зависимостей, а также график зависимости 

             µ(Vср) .  

4.Прокомментируйте полученные зависимости.

        Оборудование:  Штатив с лапкой, дощечка, полоса миллиметровой бумаги шириной

                                    10 см,  3 кнопки, две линейки, пятикопеечная монета, ножницы по

                                    требованию.

Задача 2.

       Исследуйте зависимость температуры воды Тв, налитой в алюминиевый стаканчик,  от времени.

      В задачах на теплообмен обычно предполагается, что количество теплоты, отдаваемое горячим телом  в единицу времени прямопропорционально разности температур между горячим и холодным телом. Следовательно, можно записать следущее выражение:

С  ΔT = α(Тв – Тк) Δt

где  С – теплоемкость воды, ΔT – изменение температуры воды за малое время  Δt, Тв – температура воды, Тк – температура окружающей среды, α – коэффициент пропорциональности.

      Путем графической обработки  полученных экспериментальных данных  определите  величину  коэффициента   α   для  5-6 различных  значений температуры воды в стакане ,  постройте график  зависимости α от  разности температур (Тв-Тк)  и сделайте вывод о справедливости предположения, сформулированного выше.

Масса налитой воды  Мв =150 г,  удельная теплоемкость воды   Св = 4200 Дж/(кг*град).

          Для наливания определенного количества горячей воды в стакан определите сначала требуемый  уровень с помощью мерного стакана и холодной воды, сделайте метку в стакане и попросите организатора налить горячей воды до необходимого уровня.

        Теплоемкостью алюминиевого стакана в условиях эксперимента можно пренебречь.

        Температура в помещении определяется электронным термометром и выводится на его

        дисплей в непрырывном режиме.

Оборудование:  алюминиевый стакан с горячей водой, крышка к стакану, мерный стакан,

                           термометр, секундомер, комнатный термометр (общий на аудиторию).

Внимание!!!   При работе с горячей водой соблюдать предельную осторожность и  проявить максимальное внимание с целью избежать опрокидывания стакана с водой и стараться не разбить термометр!!!

Критерии оценки:

Задача №2                  

1.Таблица измерений Т(t) – температуры от времени – не менее 15 значений – 3 балла

                                                                                              не менее 10 значений – 2

                                                                     менее 10 или t(Т) (время от тем-ры) –  1

2. График Т(t) – 3 балла, если он использовался для расчета α или 1 балл, если не

    использовался.

3. Формула для расчета α (или просто расчет по формуле)  - 2 балла.

4. Значения α (не менее 5) при разных Тв:   4 балла, если получены путем обработки

                                                                                         графика,

                                                                           2 балла – если численным методом, но

                                                                                            правильная величина и размерность,

                                                                           1 балл – в остальных случаях.

5. График α (Тв) –2 балла, если с учетом погрешности, 1 балл-если без учета погрешности

6. Правильный вывод   -  1 балл

Задача №1:

1. Методика для расчета µ по результатам измерения расстояний (теория) – 2 балла.
2. Методика для расчета Vср по результатам измерения расстояний (теория) 2 балла.
3. Измерения:    Если одно значение µ по углу наклона в статическом режиме –1 балл.

                              Если измерение расстояния S по горизонтальной поверхности для

                              нескольких h без проверки повторяемости результатов – 2 балла, с

                              проверкой повторяемости результатов – 5 баллов.

4. Вычисления µ для разных  h  – 1 балл
5. Вычисления V ср. для разных h  - 1 балл
6. Правильно оформленный график µ (h) – 2 балла.
7. Правильно оформленный график Vср(h) – 1 балл.
8. Правильно оформленный график µ (Vcр) – 1 балл.

Итоговый протокол: