главная только эта страница

Страничка школьника

образование

В этом разделе мы помещаем задачи по физике для учащихся. Много оригинальных олимпиадных задач по физике Вы можете найти в книге А.П.Кузнецов, С.П.Кузнецов "Задачи Саратовских городских олимпиад школьников по физике". Вы можете прислать свои решения Алексею Савину по адресу SavinA@info.sgu.ru и тогда Ваше решение будет проверено и получит оценку или рецензию.

Для тех, кто только начинает изучать физику

В этом разделе помещены задачи, которые знакомят начинающих физиков с характером и подходами этой науки. Первое впечатление от физики, которое часто подчеркивают на уроках – что физика, это наука точная, что-то вроде приложения математики к изучению природы. Однако, хотя математика и играет в физике огромную роль. Но эта наука другая, глубоко связанная с окружающим нас миром, со своими подходами и критериями эффективности. Надеемся, что предложенные задачи позволят отчасти понять эти особенности физики.

1. Как сравнимы давления, оказываемые на землю человеком и кошкой?
2. В древности полагали, что Земля лежит на спине кита, плавающего в океане. Оцените характерные размеры кита. Землю считайте полусферой радиуса R=6400 км, плотность земных пород - , плотность кита - . Кита представьте цилиндром, диаметр которого в 10 раз меньше его длины
3. Что больше: отношение массы Солнца к массе земли или отношение массы молекулы кислорода к массе электрона?
4. Цилиндрический сосуд высоты H с площадью основания S заполнен водой так, что ее уровень находится на высоте h. В сосуд бросают тело объемом V с плотностью . Какие качественно разные ситуации возможны? При каких значениях параметров они реализуются?

Олимпиадные задачи по физике

Для тех, кто уже неплохо знаком с физикой, предлагаем несколько олимпиадных задач.

1. Определите сжатие Юпитера у полюсов, ( – разность экваториального и полярного радиусов), если известно, что средний радиус Юпитера r=70000  км, ускорение свободного падения у поверхности g=20 м/с², время обращения вокруг оси T равно 10 часам. Считайте для простоты, что основная масса планеты сосредоточена в компактном центральном ядре.
2. Даны две пружины из одинакового материала, каждая из которых свита виток к витку. Диаметры пружин 3 и 9 мм, длины 1 и 7 см, диаметр проволок 0.2 и 0.6 мм. Коэффициент жесткости первой пружины 15 Н/м². Найдите коэффициент жесткости второй пружины.
3. К цепи, представляющей собой соединенные последовательно конденсатор емкости C и индуктивность L, приложено напряжение, изменяющееся во времени по закону . Определите ток, текущий по цепи.

Задачи исследовательского характера

В этом разделе мы предлагаем Вашему вниманию задачи, которые по своему характеру отличаются от тех, которые решаются на уроках и олимпиадах. Урок и олимпиада скоротечны, и на каждую задачу Вы тратите не так много времени - ведь необходимо решать их довольно большое число. Из приведенных же ниже задач лучше выбрать всего одну - ту, которая Вам понравиться. На ее решение придется потратить не час и даже не один день. Поэтому значение имеет не число решенных задач, а глубина проработки решения. Такие задачи, можно надеяться, помогут Вам лучше понять науку, как профессию, состоящую в получении новых результатов "своими руками".

Особенность предложенных задач в том, что они не имеют строго определенных решений - каждая из них допускает множество подходов и дальнейшее развитие. "Арсенал" Вашего исследования не фиксирован. Используйте теоретические соображения, эксперименты, компьютерное моделирование, по своим наклонностям и возможностям - в тексте даются лишь отдельные советы. Обсуждайте Вашу задачу с другими учениками. Используйте литературу - для решения некоторых задач это полезно, а решение некоторых из них без этого и невозможно. Лучшие решения мы отметим дипломами.

Если Ваше исследование будет успешным, то его результаты можно представить на школу-конференцию, например "Нелинейные дни в Саратове для молодых". Однако, учтите, что подготовка доклада, даже когда Вы уже получили интересные результаты - это тоже серьезная работа и еще один шаг к профессии ученого.

1. Искажение поверхности океана. П.Л. Капица предложил такую задачу: над поверхностью океана помещена материальная точка массы m. Точка располагается на высоте h над невозмущенным уровнем океана. Исследуйте вид возмущенной поверхности воды. Постройте соответствующие "профили" на компьютере. Все ли возможные конфигурации в такой системе можно наблюдать в реалистичных условиях на Земле? Рассмотрите возможные модификации этой задачи, например, случай двух материальных точек и др.
2. Оптические каустики в цилиндрической чашке. В цилиндрическом сосуде (например, в чашке с молоком) можно наблюдать яркую линию с еще более ярким острием (точка сборки). Эта линия - каустика - представляет собой огибающую световых лучей, отраженных от цилиндрической поверхности. Проведите теоретическое, экспериментальное и компьютерное исследование такой каустики.

главная образование только эта страница в начало