OLIMPIADA DE FIZICA

Etapa locala 20 ianuarie 2007

Clasa a VII-a

I Graficul variatiei vitezei in functie de timp este cel din figura de mai jos:

a)      Care este valoarea distantei totale parcursa de mobil?

b)      Trasati graficul dependentei distantei in functie de timp, daca la momentul initial corpul se afla la 0 metri de reper;

c)      Sa se calculeze viteza medie pe care a avut-o mobilul pe intregul interval de timp.

II O lentila convergenta, cu distanta focala f = 15cm, se afla la distanta D = 80cm fata de o oglinda plana. In fata lentilei, la distanta p = 20cm, se aseaza un obiect.

a)      Sa se construiasca imaginea finala a obiectului data de sistemul optic alcatuit din lentila si oglinda;

b)      Sa se calculeze distanta dintre obiect si imaginea finala a lui;

c)      Daca obiectul se deplaseaza spre stanga cu viteza de 2 cm/s, sa se calculeze dupa cat timp marimea imaginii devine egala cu marimea obiectului.

III Sase forte coplanare cu valorile 1N, 2N, 3N, 4N, 5N, 6N actioneaza simultan asupra unui corp, astfel incat intre oricare doua forte alaturate se formeaza unghiuri de 60˚.

a)      Pe ce directie si in ce sens se va deplasa corpul?

b)      Cum trebuie orientata si ce modul trebuie sa aiba o a saptea forta astfel incat, sub actiunea simultana a celor sapte forte, corpul sa ramana in repaus?

c)      Daca de un resort, cu constanta elastica 200 N/m, atarnat vertical, se suspenda un corp avand greutatea egala cu rezultanta celor sase forte, lungimea acestuia este 15cm. Care este lungimea resortului in stare nedeformata?

Nota: Timp de lucru efectiv 3 ore de la primirea subiectelor. Toate subiectele sunt obligatorii. Fiecare problema are alocate 9p. Se acorda un punc din oficiu pentru fiecare problema.

OLIMPIADA DE FIZICA

Etapa locala 20 ianuarie 2007

Clasa a VIII-a

Subiecte cl. a VIII-a

1.Intr-un tub in forma de U se toarna mercur (ρ_Hg = 13,6 g/cm³), astfel incat inaltimea coloanei de lichid dintr-o ramura a tubului sa fie h₁=10 cm.

a)      Ce inaltime va avea coloana de mercur din cealalta ramura a tubului? Explicati raspunsul.

b)      Peste mercur se mai toarna, intr-o ramura a tubului, o coloana de apa (ρ_a = 1 g/cm³) cu lungimea L₁ = 2,4cm, iar in cealalta ramura o coloana de ulei ( ρ_u= 0,8 g/cm³) avand lungimea L₂ = 20 cm. Calculati denivelarea mercurului din tub.

c)      Stabiliti valoarea presiunii totale la baza tubului in conditiile punctului b).

Presiunea atmosferica are valoarea p₀ = 10⁵Pa, g = 10N/kg.

2.Dispozitivul pentru masurarea densitatii unui lichid este format dintr-un balon de sticla la care este atasat un tub cilindric cu aria sectiunii transversale S = 0,3cm².Volumul total al balonului si al tijei este de V = 12 cm³. Introdus in apa cu densitatea ρ_a = 1 g/cm³, densimetrul pluteste, astfel incat o portiune de lungime L₁ = 9cm din tubul cilindric este in exteriorul lichidului. Daca densimetrul este introdus in alcool, atunci portiunea tubului aflata in exteriorul lichidului este L₂ = 0,75cm.Calculati;

a)      densitatea alcoolului;

b)      densitatea minima a lichidului ce poate fi masurata cu densimetrul;

c)      lungimea tubului cilindric, daca densitatea maxima masurabila cu densimetrul este ρ_max = 1,2 g/cm³.

Obs: volumul cilindrului se calculeaza cu formula V = S∙L, unde S este aria bazei si L inaltimea cilindrului.

3.Intr-un vas izolat termic (calorimetru) se amesteca m₁ = 150g de apa calda, avand temperatura t₁ = 45°C cu m₂ = 250 g de apa rece , aflata la temperatura t₂ = 2°C.

a)      Calculati temperatura finala a amestecului ( se neglijeaza capacitatea calorica a calorimetrului).

b)      Dupa stabilirea echilibrului termic intre cele doua cantitati de apa, se mai introduce in calorimetru o bucata de gheata cu masa m₃ = 400g si temperatura  t₃ = -20 ° C. Calculati temperatura finala din calorimetru si masa ghetii ramase in vas . Se cunosc: caldura specifica a apei c_a = 4185 J/kgK, caldura specifica a ghetii c_g = 2090 J/kgK, si caldura latenta specifica de topire a ghetii λ_g =334KJ/kg.

Nota: Timp de lucru efectiv 3 ore de la primirea subiectelor. Toate subiectele sunt obligatorii. Fiecare problema are alocate 9p. Se acorda un punc din oficiu pentru fiecare problema.

OLIMPIADA DE FIZICA

Etapa locala 20 ianuarie 2007

Clasa a IX-a

I. O lentila convergenta formeaza imaginea unui obiect luminos pe un ecran. Inaltimea imaginii este h₁=36 cm. Mentinand fixe ecranul si obiectul, se deplaseaza lentila si se constata, ca pentru cea de-a doua pozitie a lentilei se obtine pe ecran o imagine clara de inaltime h₂ = 64 cm. Sa se afle inaltimea obiectului.

II.2. Doi copii tin de cele doua capete ale unei franghii. Unul din ei se afla pe malul lacului, celalalt intr-o barca usoara, pe mal. Cel de pe mal trage de franghie cu o forta F, iar barca se apropie de mal. Cu ce forta actioneaza franghia asupra copilului de pe mal? Ce alte forte mai actioneaza asupra lui? Stiind, ca masa barcii cu copil cu tot este de 3 ori mai mare, decat masa copilului de pe mal, cum reuseste acesta sa-l traga totusi pe celalalt?

II.2.Ce inaltime minima trebuie sa aiba oglinda de pe perete, ca un om cu inaltimea de 1,80 m sa se vada in ea din cap pana-n picioare? La ce inaltime trebuie montata oglinda pe perete, considerand, ca ochiul persoanei se afla la 1,65 m de la sol? ( Se cere desen, calcule si explicatie)

III. Un corp de masa m=2 kg este tinut in repaus pe un plan inclinat de unghi α=30^◦ de o forta F paralela cu planul. Calculati valoarea fortei F daca coeficientul de frecare intre corp si planul inclinat este µ=0,1.

Nota: Timp de lucru efectiv 3 ore de la primirea subiectelor. Toate subiectele sunt obligatorii. Fiecare problema are alocate 9p. Se acorda un punc din oficiu pentru fiecare problema.

OLIMPIADA DE FIZICA

Etapa locala 20 ianuarie 2007

Clasa a X-a

1. Un gaz ideal se destinde de la volumul V₁ la volumul V₂:

I) izobar

II) izoterm

III) adiabatic.

a) Reprezentati destinderile in diagramele: p-V; p-T; V-T;

b) In care destindere este minim lucrul mecanic efectuat? Justificati.

c) Care este semnul variatiei interne in fiecare transformare?

2. O cantitate de 1 mol de gaz ideal monoatomic este incalzit izocor din starea 1 cu temperatura de 300 K in starea 2, iar apoi racit izobar la temperatura T₃. Cunoscand Cv=3R/2, R=8310 J/kmolK determinati:

a) temperatura T₃ daca in cele doua procese caldura schimbata intre gaz si mediu a fost aceeasi, |Q|=1,5 kJ ;

b) reprezentati procesul 1-2-3 in diagramele p-V; V-T si p-T.

3. Doua vase de volume V₁ = 1 l, respectiv V₂ = 2 l, izolate termic de exterior, sunt legate printr-un tub mic cu robinet. Primul vas contine argon la presiune 100 kPa si temperatura 27°C, iar al doilea contine azot la presiunea 200 kPa si temperatura 127°C. Cunoscand caldurile molare la volum constant 3R/2 (pentru gaz monoatomic) si 5R/2 (pentru gaz biatomic) determinati:

a) temperatura amestecului dupa deschiderea robinetului;

b) presiunea amestecului dupa deschiderea robinetului.

Nota: Timp de lucru efectiv 3 ore de la primirea subiectelor. Toate subiectele sunt obligatorii. Fiecare problema are alocate 9p. Se acorda un punc din oficiu pentru fiecare problema.

OLIMPIADA DE FIZICA

Etapa locala 20 ianuarie 2007

Clasa a XI-a

Subiectul I.

Un pendul simplu gravitational are viteza maxima de oscilatie v_o=2,1m/s si perioada micilor oscilatii T=1,3s. Acceleratia gravitationala se considera g=10m/s². Determinati:

1. amplitudinea unghiulara de oscilatie a pendulului;
2. frecventa de oscilatie a pendulului, daca acesta se afla intr-un lift care urca:

a)      pornind din repaus cu acceleratia a=4m/s²;

b)      franand cu aceeasi valoare numerica a acceleratiei.

Subiectul II.

Un tub sonor inchis emite tonul fundamental de frecventa n=250Hz. Viteza sunetului in aer se considera v_o=340m/s. Determinati:

1. lungimea tubului;

2. frecventa tonului fundamental n emis de acelasi tub daca il deschidem;

3. frecventa sunetului perceput de un receptor, considerat in repaus, n_r, daca tubul sonor inchis se deplaseaza cu viteza v=60m/s spre acesta.

Subiectul III.

Un corp de masa M=900g se afla in repaus pe platforma unui carucior si este legat de acesta prin intermediul unui resort cu constanta elastica k=100N/m, initial nedeformat, ca in figura. Pe corpul de masa M este asezat un alt corp de masa m=100g, coeficientul de frecare dintre acestea fiind µ. Caruciorul porneste din repaus cu acceleratia a_o=4m/s², orientata ca in figura.

Neglijand frecarea dintre corpul de masa M si carucior, stabiliti:

1. legea de miscare a sistemului format din corpurile cu masele M si m, considerand coeficientul de frecare dintre acestea suficient de mare pentru a ramane in repaus unul fata de celalalt;
2. valoarea minima a coeficientului de frecare µ dintre corpurile cu masele M, respectiv m, pentru care acestea se deplaseaza impreuna;
3. intervalul de timp, considerat de la inceperea miscarii accelerate a caruciorului, dupa care corpul de masa m incepe sa alunece pe corpul de masa M, daca coeficientul de frecare dintre acestea este µ=0,2.

Nota: Timp de lucru efectiv 3 ore de la primirea subiectelor. Toate subiectele sunt obligatorii. Fiecare problema are alocate 9p. Se acorda un punc din oficiu pentru fiecare problema.

OLIMPIADA DE FIZICA

Etapa locala 20 ianuarie 2007

Clasa a XII-a

1. Se considera o lentila biconcava subtire simetrica cu o distanta focala de 4 m.

a.       Determinati caracteristicile imaginii formate de aceasta lentila daca obiectul se afla la 8 m de lentila.

b.      Ce imagine va forma lentila despre un fir de praf aflat pe suprafata ei? Determinati distanta imaginii!

c.       Daca lentila se crapa in doua de-a lungul axului simetrie determinati distantele focale celor doua lentile rezultante.

Ochelarii de corectie a unui miop sunt de -1 dioptrii. Determinati la ce distanta de retina se formeaza imaginea obiectului aflat la 0,5m de el fara ochelarii de corectie. (Distanta dintre cristalin si retina se considera de 2 cm.)

Pentru a putea determina mai precis interfranja in cazul unui dispozitiv Young se foloseste o oglinda concava cu distanta focala de -2 m. Stiind ca distanta dintre fante si ecran a dispozitivului este de 3 m, sa se determine distanta dintre fante, daca in cazul unei lumini cu lungime de unda de 500 nm prin oglinda aflata la 1 m de ecranul dispozitivului Young s-a observat o interfranja de 1 mm.

Nota: Timp de lucru efectiv 3 ore de la primirea subiectelor. Toate subiectele sunt obligatorii. Fiecare problema are alocate 9p. Se acorda un punc din oficiu pentru fiecare problema.