Pusť se do řešení zajímavých úloh! Najdi si kamarády do týmu do ústředního kola!

Zadání úloh 38. ročníku (2024/25)

Anglické zadání je převzaté z mezinárodního Turnaje mladých fyziků. Do češtiny jej přeložil Český výbor TMF. V případě nejasností je v soutěži rozhodující uvedené anglické zadání.

1. Vynalezněte sami: Papírový bumerang

Vyrobte vracející se bumerang z listu papíru překládáním nebo stříháním nebo obojím. Prozkoumejte, jak jeho pohyb závisí na relevantních parametrech.

2. Vzduchový sval

Vložte do válcové síťky (jaká se někdy používá pro balení česneku) balónek a nafoukněte jej. Síťka se rozepne a zkrátí. Prozkoumejte vlastnosti takového „svalu“

Materiály k úloze: 2.1, 2.2

Konzultantka: Natalia Podoliak (FzÚ AVČR, podoliak@fzu....cz)

3. Lato Lato (Klik-Klak)

Připevněte ke každému konci nitě kuličku a připojte střed nitě ke kolíku. Kmitá-li kolík ve svislém směru, začnou se kuličky srážet a kmitat s rostoucí amplitudou. Prozkoumejte tento jev.

Materiály k úloze: 3.1

Konzultant: Šimon Kos (FAV ZČU, simonkos@kfy....zcu....cz)

4. Šplhající magnety

Ke svislé feromagnetické tyčce připněte vodorovnou tyčku sestavenou z válcových neodymových magnetů. Omezte pohyb magnetů na svislý směr. Když je feromagnetická tyčka roztočena kolem své osy symetrie, magnetická tyčka začne šplhat vzhůru. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte, jak rychlost šplhání závisí na relevantních parametrech.

Materiály k úloze: 4.1

Konzultant: Zdeněk Janů (FzÚ AVČR, janu@fzu....cz)

5. Tančící spirála slinky

Několikrát zkruťte spirálu slinky a upevněte její spodek. Po uvolnění vršku začne spirála „tancovat“. Tento vlně podobný jev je pozorovatelný ze strany. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte parametry ovlivňující pohyb spirály.

Materiály k úloze: 5.1

6. Kapající kohoutek

Netěsný kohoutek vytváří při kapání zajímavé sekvence, kde intervaly mezi kápnutími závisí na průtoku vody. Prozkoumejte tento jev a prostudujte, jak závisí na relevantních parametrech.

Materiály k úloze: 6.1, 6.2

Konzultant: Pavel Márton (FzÚ AVČR, marton@fzu....cz)

7. Kanón z pravítek

Dvě pravítka jsou pevně držena proti sobě. Mezi ně je blízko jednoho z jejich konců vložen kulatý projektil (např. víčko plastové láhve nebo kulička). Když na povrch pravítek zapůsobí dodatečná síla, projektil vystřelí velkou rychlostí. Prozkoumejte tento jev a parametry ovlivňující rychlost výstřelu.

Materiály k úloze: 7.1

Konzultant: Filip Křížek (ÚJF AVČR, krizek@ujf....cas....cz)

8. Levitující tekutina

Když svisle kmitáme nádobou částečně naplněnou kapalinou a vženeme vzduch na její dno, tekutina může „levitovat“. Prozkoumejte tento jev.

Materiály k úloze: 8.1, 8.2, 8.3, 8.4

9. Magnetická pomoc

Připevněte jeden nebo dva magnety k nemagnetické a nevodivé podložce tak, aby přitahovaly magnet zavěšený na niti. Prozkoumejte, jak pohyb pohybujícího se magnetu závisí na relevantních parametrech.

Materiály k úloze: 9.1

Konzultant: Tomáš Ostatnický (MFF UK, tomas....ostatnicky@matfyz....cuni....cz)

10. Rayleighova-Bénardova konvekce

Zahřejete-li rovnoměrně a jemně dno nádoby obsahující suspenzi prášku v oleji (např. prášek slídy v silikonovém oleji), mohou se objevit buňkovité struktury. Vysvětlete a prozkoumejte tento jev.

Materiály k úloze: 10.1, 10.2, 10.3

Konzultant: Marek Fürst (MFF UK, furstmarek@seznam....cz)

11. Pružinová hystereze

Připojte dvě totožné lineární pružiny symetricky do tvaru V k závaží, a působte na závaží nastavitelnou silou. Když se tato síla mění, závisí výsledný pohyb závaží za určitých okolností na předchozím průběhu změn přiložené síly. Prozkoumejte tento jev.

Materiály k úloze: 11.1, 11.2, 11.3

12. Zvukem proti ohni

Plamínek můžeme uhasit zvukem. Prozkoumejte parametry plamínku a charakteristiky zvuku, které rozhodnou, zda lze plamínek uhasit.

Materiály k úloze: 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6

Konzultant: Petr Janeček (FzÚ AVČR, janecekp@fzu....cz)

13. Urychlovač špaget

Natlačíme-li do ohnuté trubky špagetu, mohou její malé úlomky vylétnout z opačného konce trubky překvapivě velkou rychlostí. Prozkoumejte tento jev.

Materiály k úloze: 13.1, 13.2

Konzultantka: Kamila Moriová (MFF UK, morikam@gmail....com)

14. Raketa z lahve na vodu

Napumpujte vzduch do plastové lahve na vodu částečně naplněné vodou. Za určitých podmínek lahev odstartuje a vzlétne do vzduchu. Prozkoumejte, jak zrychlení při startu závisí na relevantních parametrech.

Materiály k úloze: 14.1, 14.2

Konzultant: Karel Kolář (Prometheus, k....kolar@email....cz)

15. Kvílející miska

Když udeříte ze strany na kovovou misku obsahující trochu vody, můžete slyšet charakteristický zvuk. Tento zvuk se mění, když se voda v misce pohybuje. Vysvětlete a prozkoumejte tento jev.

Konzultantka: Jana Bielčíková (ÚJF AVČR, bielcikova@ujf....cas....cz)

16. Wirtzova pumpa

Wirtzova pumpa je dutá spirála upevněná na svislo. Je postavená tak, že jeden konec se ponořuje pod vodu jednou za otáčku, zatímco druhý konec (ve středu spirály) je připojený ke svislé trubičce. Točením spirály může být voda pumpována do velké výšky. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte, jak relevantní parametry ovlivňují výšku, do které lze vodu vytlačit.

Materiály k úloze: 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 16.5

Konzultant: Dalibor Repček (FzÚ AVČR, repcek@fzu....cz)

17. Kvantový otisk prstů

Posviťte laserovým světlem na organický polymer (např. polystyrén). Rozptýlené světlo může mít delší nebo kratší vlnovou délku než dopadající světlo. Vysvětlete tento jev a určete, co lze z posunu vlnové délky vyvodit o molekulární struktuře materiálu.

Materiály k úloze: 17.1, 17.2, 17.3, 17.4, 17.5

Konzultant: Hynek Němec (FzÚ AVČR, nemec@fzu....cz)

Verze pro tisk

Upozornění

U některých úloh jsou uvedeny odkazy na práce ilustrující jevy v zadání. Upozorňujeme, že kompilace těchto materiálů také nemůže nahradit vlastní řešení. Připomínáme, že je dobrým mravem uvádět odkazy na cizí práce, z nichž čerpáme. Použití cizí práce bez odpovídající citace je penalizováno! Hodnocení úloh Turnaje je zaměřeno zejména na dosažené vlastní výsledky.

Partneři a sponzoři