Накопительная олимпиада по физике «Эврика» 7 класс
2012 – 2013 учебный год
4 тур. Решения. Разбалловка.
Следует понимать, что полное правильное решение оценивается максимальным баллом, даже если оно отличается от экспертного.
Если позволяет оборудование, то можно исключить из решения ошибку, связанную с массой футляра.
Задача 1. Пластиковую бутылку ополоснули
горячей водой и сразу плотно закрыли. Через некоторое время бутылка «смялась».
Объясните причину такого поведения бутылки.
Решение:
Тела при нагревании расширяются,
так как увеличивается расстояние между молекулами. 1 балл.
Внутри бутылки находится воздух,
который нагрелся, его давление стало больше чем давление атмосферы, и часть
воздуха из бутылки вышла. 1 балл.
Затем воздух в закрытой бутылке
охладился до температуры окружающей среды, и давление внутри бутылки стало
меньше атмосферного. 2 балла.
Сила атмосферного давления и
деформировала бутылку.
Максимальное количество баллов за
задачу 4 балла.
Задача 2. Известно, что указательный палец
может оказывать действие силой 3 Н. Можете ли вы одним единственным пальцем
создать давление в 1000 атмосфер? (1 атмосфера = 100 к Па).
Решение:
Дано:
F
= 3 Н
p
= 1000 атм
|
108Па
1 балл
|
Решение:
Попробуем найти площадь, которую должен иметь наш палец
при таком давлении.
S = F/p 1 балл
S = 3/108
= 3* 10-8 (м2) 1 балл
Переведем в более удобные единицы измерения
S
= 3*10-
2 балла
Очевидно, что площадь опоры пальца больше, а значит,
«невооруженным пальцем» создать такое давление нельзя. 1 балл
Тем не менее, если взять канцелярскую кнопку, то площадь ее опоры может оказаться и
меньше вычисленной, и такое давление создать можно.
1 балл
|
Максимальное количество баллов за
задачу 7 баллов.
Задача 3. Известно, что выталкивающая сила
действует на любое погруженное в жидкость или газ тело. Известно также условие
плавания тел – если средняя плотность тела меньше плотности жидкости, то тело
будет всплывать (пример – подводная лодка в море).
Но если подводная лодка ляжет на
илистый грунт – то она не всплывет. Нет ли здесь противоречия законам плавания
тел?
Решение:
Илистое дно не позволяет воде
проникнуть под днище подводной
лодки, следовательно, сила Архимеда на подлодку не действует «в полной мере».
Давления воды снизу на лодку нет, а давление с боков и сверху не позволяет
подлодке всплыть. Так что - никакого противоречия.
Максимальный балл за задачу 3 балла.
Задача 4. Оборудование: футляр от
киндер-сюрприза на нити, цилиндрический стакан с водой, линейка, лист в клетку,
тело неизвестной массы.
Определить массу тела, массой
футляра пренебречь.
Экспертное решение:
При плавании футляра сила
тяжести, действующая на него равна весу вытесненной воды (закон Архимеда).
mg = Fa = ρgVп 3 балла
Указано, что массой футляра
пренебрегаем, значит, m – масса груза. 1 балл
Vп – объем погруженной части футляра, и
он равен объему вытесненной воды.
1 балл
Стакан цилиндрический, V=S*(h2-h1).
1 балл
Корректное измерение площади дна
стакана (например, палеткой) 1 балл.
Корректное измерение высоты
столба воды до и после погружения 1 балл
Расчет массы груза по формуле: m = ρ*S*(h2-h1) 2 балла.
Оценка полученного результата 1 балл.
Оценка полученного результата 1 балл.
Суммарный балл за задачу 11 баллов.
Максимальный балл за олимпиаду 20 баллов.
Если позволяет оборудование, то можно исключить из решения ошибку, связанную с массой футляра.
1. на первой фотографии - высота столба воды, вытесненной пустым футляром.
2. на второй - высота столба воды, вытесненной футляром с грузом неизвестной массы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий