3 etap 2010 experimental solutions, Zadania z olimpiad fizycznych, Białoruskie olimpiady fizyczne

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
А.И. Слободянюк
Н.В. Козловский
Л.Г. Маркович
Республиканская
физическая
олимпиада
(III этап)
2010 год.
Экспериментальный тур
Решение
Решения задач.
9 класс.
Медленное движение.
В данной задаче изучается закон движения, причем во всех случаях это движение
является равномерным. С точки зрения «теоретиков» не разницы строить зависимость
координаты от времени
( )
( )
x
t
t
x
, или времени от координаты
. Однако «настоящий
экспериментатор»
1
должен строить вторую зависимость
( )
t
, потому, что в ходе
измерений предпочтительнее измерять время прохождения заданного пути (так проще и
точнее). При таком методе измерения погрешность измерения времени больше
погрешности заметно больше, чем погрешность определения координаты, поэтому время
должно быть «функцией», а координата – «аргументом». Ниже мы везде будем строить
зависимость
( )
t
x
. Коэффициент наклона прямой в этом случае равен величине обратной
скорости.
Ниже приведены результаты измерений и графики полученных зависимостей. Они
построены отдельно, чтобы не загромождать рисунки. Для каждого стержня измерения
проведены дважды, причем во второй раз установка перевернута, поэтому наклон графика
противоположный. В качестве оси координат везде использована шкала линейки (поэтому
графики не выходят из нуля). Полностью допустимым является иное начало отсчета,
например, совпадающее с положением стержня в момент начала отсчета времени. В
названии таблицы приведен диаметр исследуемого стержня. Приведенные здесь
измерения проведены в неразбавленном геле для мытья посуды. В нижней строке указаны
рассчитанные по графикам скорости движения (в
см/с
).
Таблица 1.
d
=
2
мм
.
График 1.
Открытый
конец
вверх
Открытый
коне
ц
вниз
x, см
t, c
x, см
t, c
36
0
35
7,67
33
0
34
14,91
34
7,49
33
35
14,65
32
29,65
36
21,23
31
36,8
37
27,77
30
44,16
38
34,43
29
39
28
40
47,25
27
64,59
0,139
0,149
1
По нашему мнению, высшим баллом за методику измерения следует оценивать именно измерение
( )
t
x
,
( )
tx
(то есть попытка
фиксировать координату в определенные моменты времени) трудно точно зафиксировать положение тела.
При оценивании построения графика следует учесть методику измерения – построение графика должно
соответствовать ей. В противном случае следует немного наказать при выставлении оценок.
так точность в этом случае действительно выше. При измерении зависимости
2
Таблица 2.
d
=
2
мм
.
График 2.
Открытый
конец
вверх
Открытый
коне
ц
вниз
x, см
t, c
x, см
t, c
36
0
32
0
35
8,39
33
8,19
34
16,94
34
17,43
33
25,68
35
25,48
32
34,22
36
33,69
31
43,79
37
42,09
30
53,5
38
50,22
29
62,39
39
57,74
27
79,85
40
36
0
32
0
0,112
0,121
Таблица 3.
d
=
2
мм
.
График 3.
Открытый
конец
вверх
Открытый
коне
ц
вниз
x, см
t, c
x, см
t, c
36
0
32
0
35
11,01
33
10,04
34
22,73
34
22,17
33
37,92
35
32,94
32
36
45,4
32
50,99
37
55,16
31
63,77
38
67,17
30
74,25
39
77,9
29
85,4
40
91,53
28
98,08
32
0
0,081
0,088
3
Таблица 4.
d
=
3
мм
.
График 4.
Открытый
конец
вверх
Открытый
коне
ц
вниз
x, см
t, c
x, см
t, c
32
0
33
14,52
34
28,06
35
41,82
36
55,82
37
69,15
38
82,72
39
95,1
40
108,03
0,074
Таблица 5.
d
=
3
мм
.
График 5.
Открытый
конец
вверх
Открытый
коне
ц
вниз
x, см
t, c
x, см
t, c
36
0
35
31,61
34
64,06
33
98,22
32
31
162,63
30
194,4
29
225,92
28
258,21
27
291,94
0,0309
4
Таблица 6.
d
=
4
мм
.
График 6.
Открытый
конец
вверх
Открытый
коне
ц
вниз
x, см
t, c
x, см
t, c
36
0
32
0
35
108,04
33
34
211,07
34
157,01
33
303,25
35
230,65
32
399,17
36
306,16
31
493,42
37
368,37
30
591,98
38
452,83
29
39
526,82
28
790,42
40
633,97
27
891,23
32
0
0,0102
0,130
Заметим, что в соответствии с условием от участников не требуется измерять закон
движения для всех стержней. Достаточно провести такие измерения для одного стержня (с
меньшим шагом, для стержня максимального диаметра – движение медленное, измерения
точнее). Для остальных – можно несколько раз измерить время прохождения
фиксированного пути, и рассчитать скорость движения. Мы тоже позволили себе также
пропустить некоторые измерения.
Разброс значений времен движения (соответственно и скоростей) может быть
весьма заметным, порядка 20%.Это обусловлено тем, на каком расстоянии от оси трубки
движется стержень. Поэтому измерения времен следует производить неоднократно, 5-6
раз!
График зависимости скорости
стержня от его диаметра показан на
рисунке 7. По его внешнему виду
трудно определить вид
функциональной зависимости.
Однако, в теоретическом туре
участники должны были получить,
что зависимость скорости от толщины
зазора кубическая, поэтому следует
предпринять попытку такой проверки.
График 7.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • styleman.xlx.pl

    		•