Řešení úloh 1. kola 56. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C

Podobné dokumenty
KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

Archimédův zákon, vztlaková síla

KAPALINY Autor: Jiří Dostál 1) Který obrázek je správný?

4. Kolmou tlakovou sílu působící v kapalině na libovolně orientovanou plochu S vyjádříme jako

Řešení úloh 1. kola 60. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D Autor úloh: J. Jírů. = 30 s.

Příklady z hydrostatiky

Řešení úloh 1. kola 49. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C

Digitální učební materiál

Řešení úloh celostátního kola 47. ročníku fyzikální olympiády. Autor úloh: P. Šedivý. x l F G

34_Mechanické vlastnosti kapalin... 2 Pascalův zákon _Tlak - příklady _Hydraulické stroje _PL: Hydraulické stroje - řešení...

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

R2.213 Tíhová síla působící na tělesa je mnohem větší než gravitační síla vzájemného přitahování těles.

MECHANIKA HYDROSTATIKA A AEROSTATIKA Implementace ŠVP

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY

Mechanika tekutin. Tekutiny = plyny a kapaliny

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Mechanické vlastnosti kapalin hydromechanika

MECHANIKA - DYNAMIKA Teorie Vysvětlete následující pojmy: Setrvačnost:

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Laboratorní práce č. 4: Určení hustoty látek

Vyřešením pohybových rovnic s těmito počátečními podmínkami dostáváme trajektorii. x = v 0 t cos α (1) y = h + v 0 t sin α 1 2 gt2 (2)

Řešení úloh 1. kola 58. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 5, 6, 7), J. Jírů (3), L.

s 1 = d t 2 t 1 t 2 = 71 m. (2) t 3 = d v t t 3 = t 1t 2 t 2 t 1 = 446 s. (3) s = v a t 3. d = m.

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

ARCHIMÉDŮV ZÁKON. Archimédův zákon

58. ročník fyzikální olympiády kategorie G okresní kolo školní rok

Příklad 5.3. v 1. u 1 u 2. v 2

Řešení úloh 1. kola 52. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D., kde t 1 = s v 1

Mechanika kapalin a plynů

Pedagogická poznámka: Cílem hodiny je zopakování vztahu pro hustotu, ale zejména nácvik základní práce se vzorci a jejich interpretace.

Newtonův zákon I

Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,2 m. Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,3 m

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.7.B.32 EU OP VK. Vztlaková síla

vsinα usinβ = 0 (1) vcosα + ucosβ = v 0 (2) v u = sinβ , poměr drah 2fg v = v 0 sin 2 = 0,058 5 = 5,85 %

Mechanika tekutin. Hydrostatika Hydrodynamika

Řešení úloh 1. kola 49. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C

Zadání programu z předmětu Dynamika I pro posluchače kombinovaného studia v Ostravě a Uherském Brodu vyučuje Ing. Zdeněk Poruba, Ph.D.

7. MECHANIKA TEKUTIN - statika

Tlak v kapalinách a plynech Vztlaková síla Prodění kapalin a plynů

Příklady jednoduchých technických úloh ve strojírenství a jejich řešení

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

h ztr = ς = v = (R-4) π d Po dosazení z rov.(r-3) a (R-4) do rov.(r-2) a úpravě dostaneme pro ztrátový součinitel (R-1) a 2 Δp ς = (R-2)

Kapitola 8. prutu: rovnice paraboly z = k x 2 [m], k = z a x 2 a. [m 1 ], (8.1) = z b x 2 b. rovnice sklonu střednice prutu (tečna ke střednici)

Mechanické vlastnosti kapalin a plynů. opakování

Řešení úloh 1. kola 55. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B

r j Elektrostatické pole Elektrický proud v látkách

Dynamika vázaných soustav těles

Fyzika_6_zápis_8.notebook June 08, 2015

3.2.2 Rovnice postupného vlnění

1.5.3 Archimédův zákon I

Název: Archimedův zákon. Úvod. Cíle. Teoretická příprava (teoretický úvod)

Řešení úloh 1. kola 49. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 9.

Variace. Mechanika kapalin

Základní škola Kaplice, Školní 226

VZDUCH V MÍSTNOSTI POMŮCKY NASTAVENÍ MĚŘICÍHO ZAŘÍZENÍ. Vzdělávací předmět: Fyzika. Tematický celek dle RVP: Látky a tělesa

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. = (pascal) tlak je skalár!!! F p = =

Stanovení hustoty pevných a kapalných látek

MECHANICKÉ KMITÁNÍ NETLUMENÉ

Počítačem podporované pokusy z mechaniky

2.3 Tlak v kapalině vyvolaný tíhovou silou Tlak ve vzduchu vyvolaný tíhovou silou... 5

Hlavní body. Teplotní závislosti fyzikálních veličin. Teplota, měření

Metodický list. Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT (III/2) Sada: 3 Číslo DUM: EU-OPVK-ICT-F1-57 Předmět: Fyzika 7.

MPa MPa MPa. MPa MPa MPa

1. Změřte teplotní závislost povrchového napětí destilované vody σ v rozsahu teplot od 295 do 345 K metodou bublin.

Termodynamická soustava Vnitřní energie a její změna První termodynamický zákon Řešení úloh Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

Určete velikost zrychlení, kterým se budou tělesa pohybovat. Vliv kladky zanedbejte.

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

[GRAVITAČNÍ POLE] Gravitace Gravitace je všeobecná vlastnost těles.

Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Rozumíme dobře Archimedovu zákonu?

F - Mechanika kapalin - I

Obecná rovnice kvadratické funkce : y = ax 2 + bx + c Pokud není uvedeno jinak, tak definičním oborem řešených funkcí je množina reálných čísel.

( ) ( ) Newtonův zákon II. Předpoklady:

3.2.2 Rovnice postupného vlnění

Příklad 1. Jak velká vztlakovásíla bude zhruba působit na ocelové těleso o objemu 1 dm 3 ponořené do vody? /10 N/ p 1 = p 2 F 1 = F 2 S 1 S 2.

VÝSLEDKY ÚLOH FYZIKA 1: (uváděné názvy jsou pro orientaci názvy předchozích odstavců)

3.1.3 Rychlost a zrychlení harmonického pohybu

Grafy s fyzikální. tématikou ANOTACE VY_32_INOVACE_56. VY_32_INOVACE_56 Grafy s fyzikální tématikou autorka: Mgr. Lenka Andrýsková, Ph.D.

5. Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem a studium gravitačního pole

Řešení úloh 1. kola 47. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017 Studijní program: Fyzika Studijní obory: FFUM

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

BIOMECHANIKA. 9, Energetický aspekt pohybu člověka. (Práce, energie pohybu člověka, práce pohybu člověka, zákon zachování mechanické energie, výkon)

Povrchové procesy. Přichycení na povrch.. adsorbce. monomolekulární, multimolekulární (namalovat) Přichycení do objemu, také plyn v kapalině.

Praktikum 1. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Úloha č...xvi... Název: Studium Brownova pohybu

1 1 3 ; = [ 1;2]

Připravil: Roman Pavlačka, Markéta Sekaninová Hydrostatika

Experimentální realizace Buquoyovy úlohy

Střední škola automobilní Ústí nad Orlicí

2 Odvození pomocí rovnováhy sil

Kapka kapaliny na hladině kapaliny

Řetězovka (catenary)

1.8.6 Archimédův zákon II

Hydrodynamika. Archimédův zákon Proudění tekutin Obtékání těles

Číslo šablony III/2 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_F.5.15 Autor Mgr. Jiří Neuman Vytvořeno

Transkript:

Řešení úloh. kola 56. ročníku fyzikální olypiády. Kategorie C Autořiúloh:J.Thoas(3,4,5,7),J.Jírů(,2)aM.Jarešová(6).a) První pilíř je nejvíce zatížen, vjedou-li na něj zadní kola více zatížené nápravy: F ax = 2 5 gd l + 3 ( d 5 g= 2000,5 ) 5 +8000 N=2600N. Maxiální zatížení druhého pilíře ůže nastat ve dvou případech při vjezdu předních kol na druhý pilíř působí na druhý pilíř síla o velikosti F 2ax = 2 5 g+3 5 gd l ( = 2000+8000,5 ) N=7400N, d 5 přivjezduzadníchkolpůsobísílaovelikosti F 2ax =3 5 g=8000n. Porovnání zjišťujee, že druhý pilíř je nejvíce zatížen, vjedou-li na něj zadní kola. 3 body b) Pro x 0,d působípředníkolanaprvnípilířsilouovelikosti F p (x)= 2 5 gd x d na druhý pilíř silou o velikosti F p2 (x)= 2 5 gx d =2000 5 {x} 5 =2000 {x} 5 N. Pro x l,d+l působízadníkolanaprvnípilířsilouovelikosti F z (x)= 3 5 gd+l x d na druhý pilíř silou o velikosti F z2 (x)= 3 5 gx l d N, {x} =8000 8,5 N, 5 =8000 {x} 3,5 5 Hledaná funkce á na jednotlivých intervalech tvar podle toho, zda na ůstek působí: Pouzepředníkola x 0,l : F (x)=f p (x), F 2 (x)=f p2 (x). Předníizadníkola x l,d : F (x)=f p (x)+f z (x), F 2 (x)=f p2 + F z2 (x). Pouzezadníkola x d,d+l : F (x)=f z (x), F 2 (x)=f z2 (x). Funkční hodnoty ve význaných bodech(při nájezdu zadních kol na první pilíř F (3,5)apřisjezdupředníchkolzdruhéhopilíře F 2 (5)sevelikost síly působící na pilíř ění skoke): N.

x F (x) N F 2 (x) N 0 3,5 3,5 5 5 8,5 pouzepředníkola předníizadníkola pouzezadníkola 2000 3600 2600 2600 2600 0 0 8400 8400 7400 5400 8000 F N 20000 5000 0000. pilíř 5000 c) Zrovnice 2. pilíř 0 0 2 3 4 5 6 7 8 x 3 5 g=2 5 g+3 5 g d l d 6bodů plyne d = 3 2 l=5,25. bod 2.a) Velikostrychlosticyklistypovětruje v = s 2t =50,00k h aprotivětru v 2 = s 2t 2 =32,00k h. Výkon cyklisty při jízdě po větru lze vyjádřit apřijízděprotivětru P= F odp v = k(v u) 2 v P= F odp v 2 = k(v 2 + u) 2 v 2. 2

Z rovnosti výrazů na pravé straně dostanee kvadratickou rovnici Úloze vyhovuje enší z kořenů (v v 2 )u 2 2(v 2 + v 2 2)u+v 3 v 3 2=0. u= v2 + v2 2 (v + v 2 ) v v 2 v v 2 =3,56k h. 6bodů b) Vyjdeezrovnostivýkonůzabezvětříanajednozúsekůzavětru,např. P= kv 3 0 = k(v u) 2 v. Z rovnosti druhého a třetího členu plyne v 0 = 3 (v u) 2 v =40,49k h. Dosaženýčaszabezvětříje t 0 = s v 0 =53:2in. Zabezvětříjedobajízdykratšío t=t + t 2 t 0 =2:00in. 4body 3.a) Motocyklista A se pohybuje rovnoěrně zrychleně. Na první úseku rovinky platí: l = v 0 t + 2 at2, () Na druhé úseku platí v 02 = v 0 + at. (2) l 2 = v 02 t 2 + 2 at2 2, (3) v 2 = v 02 + at 2 = v 0 + a(t + t 2 ). (4) Dosadíezrovnice(2)dorovnice(3),vyjádříe v 0 aporovnáesrovnicí (): l 2 =(v 0 + at )t 2 + 2 at2 2 v 0 = l 2 at at 2 t 2 2 = l at t 2, ( l2 a 2 (t + t 2 )= l 2 l 2 l ) t2 t a=. t 2 t t + t 2 Číselně a=,0 s 2. 4body 3

O x T S α x O S α x x T y T T y T T y y Obr. R Obr. R2 c) U dvakrát zaloeného drátu zvolíe soustavu souřadnic podle obr. R2. Pak 2 0+7 7l 2 24 + 7l 3 2 x T =, y T = Po úpravě 2 x T = 35 96 l, y T= 5 96 l. l 24 +7 2 0 2l 3 2 Aby prostřední část drátu zaujala vodorovnou polohu, usíe bod závěsu. uístitdovzdálenosti x T =0,365lodlevéhoohybu. 3body d) Tentokrát platí x T x S = 35 96 l 5 2 l= 5 96 l=y T, Příka STtedyopětsvírásestředníčástídrátuúhel α=45 apozavěšení drátuvbodě Sbudouítjehočástisklon45. 2body 5.a,b)Počátečníteplotasěsivodyaleduje0 C.Teplota tvnádoběsezačala rovnoěrně zvyšovat od okažiku, kdy všechen led roztál. Sestrojíe graf závislosti teploty v nádobě na času τ ěřeného od okažiku zapnutí vařiče (obr.r3).označe v, l původníhotnostivodyaleduvnádobě, τ 0 čas,kdyvšechenledroztál, τ =3in=80s, τ 2 =5in=300s, t, t 2 teplotyvčasech τ, τ 2.Platí t 0 C t 2 t = τ τ 0 τ 2 τ τ 0 = τ t (τ τ 0 ) t 2 t =65s., 3body 5

t C 20 0 0 0 60 20 τ 0 80 240 300 Obr. R3 Teplonaroztátíleduohotnosti l dodalvařičzadobu τ 0 : τ s Pτ 0 = l l t l = Pτ 0 l t =0,99kg. Zadobu τ 2 τ sepakteplotavodyzvýšíot 2 t,teplonazvýšeníteploty dodal opět vařič: P(τ 2 τ )=( v + l )c(t 2 t ) v = P(τ 2 τ ) c(t 2 t ) l=0,55kg. 3body c)označedále τ 3 čas,kdysevodavnádobězačalavařitaτ 4 čas,kdyse vyvařila polovina vody. Z energetické bilance plyne P(τ 3 τ 0 )=( v + l )c 00 C τ 3 = τ 0 + ( v+ l )c 00 C P =95s, P(τ 4 τ 3 )=( v + l )l v τ 4 = τ 3 + ( v+ l )l v 2P =2930s. 4body 7.a) Kapaliny se uspořádají podle klesající hustoty- nahoře bude olej, pod ní voda a dole rtuť. Dřevěná kulička bude plavat na oleji, vosková na hladině eziolejeavodouaocelováezivodouartutí. bod b) Na dřevěnou kuličku působí tíhová síla a vztlaková síla, které jsou v rovnováze. Velikost objeu kuličky, která se nachází pod hladinou oleje označíe V.Platí: V 6g=V 3g V V = 6 3 = 2 3. Dvě třetiny objeu dřevěné kuličky jsou ponořeny v oleji, jedna třetina vyčnívá nad hladinu. 6

Vosková kulička se nachází na rozhraní ezi vodou a oleje. Část objeu podhladinouvodyoznačíe V.Platí: V 5g= V g+(v V ) 3g V V = 5 3 =0,6. 3 Čtyři desetiny objeu voskové kuličky vyčnívají nad hladinu vody, šest desetin objeu kuličky je ponořeno ve vodě. Ocelová kulička se nachází na rozhraníezirtutíavodou.částobjeupodhladinourtutioznačíe V, Platí: V 4g= V 2g+(V V ) g V V = 4 =0,54. 2 46% objeu kuličky vyčnívá nad hladinu rtuti. 4 body c) Protože všechny kuličky jsou v rovnováze, je vztlaková síla rovna vždy síle tíhové. Obje všech kuliček je stejný: V= 4 3 pr3 =5,2 0 7 3 =0,52c 3, F vz = F G = V g. Vztlakovésílybudouítvelikosti F d =3,08N, F v =4,93N, F o = =40,N. bod d) Hloubku ponoru určíe řešení rovnice V prv2 V = 3 pv3 = 4 3 pr3 Dosazení r = 0,5 c dostanee rovnici V V =3{v}2 2{v} 3, 3rv 2 v 3 4r 3. kde {v} je číselná hodnota výšky spodní ponořené části kuličky v centietrech.křešenítétokubickérovnicevintervalu v (0c,c)ůžee využít např. tabulku vytvořenou poocí Excelu: 7

Y YAYA Y YAYA. RFHOYHUWXWL. YRVNYHYRG. GHYRYROHML Levá tabulka slouží k hrubéu odhadu, z pravé podrobnější tabulky odečtee hledané hodnoty. Z tabulky plyne, že dřevěná kulička je ponořena do hloubky0,6cvoleji,ocelová0,53cvertutiavosková0,57cvevodě. 4body 8