Районная олимпиада по физике 2016, 10 класс, теоретический тур


Задача №1.  На подставке массой $M$ прикреплен невесомый стержень, по которому может скользить шарик массой $m$. К нижней точке подставки с одной стороны и к шарику с другой прикреплена пружина жесткости $k$, так что она намотана вокруг стержня и все время остается вертикальной. На шарик надавливают, вызывая в пружине начальное сжатие на величину $x_0$, и отпускают из состояния покоя. Найдите минимальное значение $x_0$ при котором подставка подпрыгнет. Ускорение свободного падения равно $g$. (5 баллов)


комментарий/решение
Задача №2.  Стоящий вертикально цилиндрический закрытый сосуд высотой $0,8$ м разделен на две части невесомым, скользящим без трения тонким поршнем. На какой высоте установится поршень, если в верхней части сосуда находится гелий (молярная масса $\mu_1=0,004$ кг/моль), а в нижней — азот (молярная масса $\mu_2=0,028$ кг/моль)? Массы газов в обеих частях равны. (5 баллов)
комментарий/решение
Задача №3.  В электрической схеме, показанной на рисунке в начальный момент времени ключ разомкнут. Найдите какой заряд пройдет через ключ, если его замкнуть. Емкости конденсаторов $C_1$ и $C_2$, сопротивления $R_1$ и $R_2$, а также напряжения источника $U$ считайте известными. Внутреннее сопротивление источника равно нулю. (5 баллов)


комментарий/решение
Задача №4.  За время $10$ мин электропечь должна выпаривать воду массой $1$ кг, взятую при температуре $20^\circ $ С. В качестве нагревателя печи используется нихромовая проволока, сечение которой равна $0,5$ мм$^2$. Если печь предназначена для напряжения $120$ В и имеет КПД $80\%$, то какова длина нихромовой проволоки? Удельное сопротивление нихрома $1,1\cdot 10^{-6}$ Ом$\cdot$ м, удельные теплоемкость и теплота парообразования воды равны соответственно $4,2$ кДж/(кг$\cdot$К) и $2,26\cdot 10^3$ кДж/кг. (5 баллов)
комментарий/решение(1)