Задание №163599: Механика
1. Неупругие удары (7 баллов) 3. Построение (9 баллов) В теории удара столкновение тел характеризуется коэффи- Тонкая собирающая идеальная линза и плоское зеркациентомвосстановления .Онравенотношениюмодулей ло (см. рис. 3) расположены параллельно на расстоянии, проекций относительной𝑒скорости точек контакта на обравном фокусному расстоянию линзы . Идеальной назыщуюнормальпослеидоудара.Вданнойзадачесчитается, вается тонкая линза, в которой любые𝑓лучи, в том числе что зависит только от материала тел. идущие под большими углами к оптической оси, прелом- Ма𝑒ленькая гладкая шайба массой , движущаяся со ляются как параксиальные (приосевые). скоростью , сталкивается с гантелью и𝑚з двух одинаковых f гладких ша𝑣йб, каждая из которых имеет массу . Шайбы соединены жёстким невесомым стержнем. П𝑛р𝑚и ударе перпендикулярно стержню (рис. 1) налетающая шайба после столкновения останавливается. При ударе вдоль осистержняводнуизшайб(рис.2)налетающаяшайбаот- Рис. 3 скакивает в противоположную сторону со скоростью . m 𝑣/5 • Светящаяся точка находится на расстоянии от линзы ( ) со стороны, противоположной з𝑎еркалу. На v к𝑓ак⩽ом𝑎р⩽ас2с𝑓тоянии от линзы расположено её изображение v в этой системе? nm nm nm nm m • Нарис.4показаноизображениепредметаввидеокружности (плоскость окружности перпендикулярна плоскости Рис. 1 Рис. 2 зеркала), полученное в этой оптической системе. Извест- • Найдите отношение массы шайбы гантели к массе налено, что изображение совпадает с предметом; точки и , тающей шайбы и коэффициент восстановления . отмеченные на рис. 4, принадлежат линзе и зеркалу𝐿соо𝑀т𝑛 𝑒 ветственно.
Что проверяет это задание
Задание относится к теме «Механика» и рассчитано на уровень 11 класса. Для решения понадобятся:
- построение модели
- применение физических законов
- проверка единиц измерения
Источник: Московская олимпиада школьников — официальный архив
Качество материала
Показываем, из чего состоит страница и можно ли проверить материал по первоисточнику.
Последняя проверка решения:
Происхождение задания
- Банк заданий
- Московская олимпиада школьников — официальный архив
- Организатор
- Редакция «Я сам решу»
- Материалы
- 1 файл
Связанные понятия
План самостоятельного решения
- Перепишите известные данные и отдельно сформулируйте, что требуется найти или доказать.
- Свяжите условие с темой «Механика» и выберите подходящее правило, формулу или способ рассуждения.
- Запишите промежуточные шаги: это помогает заметить потерянный знак, случай или логический переход.
- Сверьте результат со всеми ограничениями условия и только затем откройте подробный разбор.
Ориентировочное время: 15 минут.
Закрепить тему
После разбора попробуйте решить ещё десять заданий по предмету «Физика». Вариант формируется заново, а ответы можно сразу проверить.
Решение по шагам
1. Сила, действующая на кольцо (6,5 балла) 6,5
1.1 Записан закон Фарадея для ЭДС индукции:(cid:69) = − dΦ. 0,5
d𝑡
1.2 Использована связь производной по времени с производной по координате: 0,5
dΦ = dΦ ⋅ 𝑣.
d𝑡 d𝑧
1.3 Применена формула из условия для связи 𝐵 и dΦ: dΦ = −2𝜋𝑅𝐵 . 0,5
𝑟 d𝑧 d𝑧 𝑟
1.4 Получено корректное выражение для ЭДС в кольце:(cid:69) = 2𝜋𝑅𝐵 𝑣. 1,0
𝑟
1.5 Записана формула сопротивления проволочного кольца 𝑅 = 2𝜋𝑅/(𝜎𝑆). 0,5
к
(cid:69)
1.6 Записано выражение для индукционного тока в кольце в виде 𝐼 = . 0,2
𝑅
к
1.7 Получено корректное выражение для индукционного тока в кольце: 0,3
𝐼 = 𝜎𝑆𝐵 𝑣.
𝑟
1.8 Указано, что радиальные компоненты силы Ампера компенсируются из-за 0,5
симметрии.
1.9 Указано, что осевая компонента силы Ампера порождается радиальной 1,0
компонентой поля 𝐵 .
𝑟
1.10 Записана проекция силы Ампера на ось 𝑂𝑍 через дифференциал длины: 0,2
d𝐹 = 𝐼𝐵 d𝑙.
𝑧 𝑟
1.11 Проведено интегрирование по кольцу (умножение на 2𝜋𝑅) для нахождения 0,3
полной силы.
1.12 Обосновано направление силы (вязкое трение, против скорости) согласно 0,5
правилу Ленца или с другим обоснованием.
1.13 Получена итоговая формула тормозящей силы: 𝐹 = 2𝜋𝑅𝜎𝑆𝐵2𝑣. 0,5
𝑟
Используемые формулы
1.1 Записан закон Фарадея для ЭДС индукции:(cid:69) = − dΦ.dΦ = dΦ ⋅ 𝑣.1.3 Применена формула из условия для связи 𝐵 и dΦ: dΦ = −2𝜋𝑅𝐵 .1.4 Получено корректное выражение для ЭДС в кольце:(cid:69) = 2𝜋𝑅𝐵 𝑣.1.5 Записана формула сопротивления проволочного кольца 𝑅 = 2𝜋𝑅/(𝜎𝑆).1.6 Записано выражение для индукционного тока в кольце в виде 𝐼 = .
Самопроверка после решения
- Я использовал все данные из условия и не добавил неподтверждённых предположений.
- Каждый переход в рассуждении объяснён правилом, формулой или ранее доказанным фактом.
- Ответ соответствует вопросу, а обозначения и единицы измерения записаны однозначно.
- Я сравнил свой ход решения с разбором и понял причину каждого отличия.
Типичные ошибки
- Пропустить часть условия.
- Сделать вывод без проверки промежуточного шага.
- Записать только ответ без объяснения.