Archiv: Zadání úloh 35. ročníku (2021/22)
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.
Dobrým pomocníkem je IYPT Reference Kit obsahující přehled některých článků k úlohám.
Napadá vás zadání úlohy pro příští ročník? Nebo jste se setkali se zajímavým fyzikálním jevem, který stojí za objasnění? Napište námět organizátorům soutěže (nemec@fzu....cz)!
1. Vynalezněte sami
Vytvořte neinvazivní zařízení, které určí směr toku tekutiny uvnitř neprůhledné trubky. Optimalizujte svůj přístroj, abyste mohli změřit co možná nejmenší tok.
2. Rayleighův disk
Disk zavěšený svisle na tenkém vlákně je umístěn v akustickém poli. Toto zařízení lze použít k měření intenzity zvuku stáčením kolem osy vlákna. Prozkoumejte přesnost takového přístroje.
Konzultant:
Tomáš Opatrný (PřF UPOL, to
mas
....opatrny@upol
....c
z)
3. Kroužek na tyči
Podložka pod šroub se na svislé tyči může začít točit, místo aby prostě klouzala dolů. Prostudujte pohyb podložky a prozkoumejte, co určuje její koncovou rychlost.
4. Nepotopitelný disk
Kovový disk s dírou uprostřed se v nádobě naplněné vodou potápí. Zasáhne-li svislý proud vody střed disku, může disk plovat na vodní hladině. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte relevantní parametry.
Konzultant:
Petr Chaloupka (FJFI ČVUT, pe
tr
....chaloupka@fjfi
....cvut
....c
z)
5. Bimetalový oscilátor
Pomocí bimetalového přerušovače kontaktu může být vyroben jednoduchý elektrický oscilátor. Prozkoumejte relevantní parametry, které ovlivňují frekvenci takového oscilátoru.
Konzultant:
Stanislav Panoš (Gymnázium F. X. Šaldy, Liberec, st
anislav
....panos@seznam
....c
z)
6. Věž z tenisových míčků
Navrstvením tenisových míčků postavte věž s použitím tří míčků na vrstvu a jediného míčku na vrcholu. Prozkoumejte strukturní meze a stabilitu takové věže. Jak se změní situace při použití více než tří míčků v každé vrstvě a vhodného počtu míčků na vrcholu?
7. Třístranná hrací kostka
Dopad mince na její hranu je často spojován s představou vzácné události. Jaké by měly být fyzikální a geometrické charakteristiky válcové hrací kostky, aby měla stejnou pravděpodobnost dopadu na bok a na jednu ze svých podstav?
8. Ekvipotenciální čáry
Vložte do vody dvě elektrody, připojte na ně bezpečné napětí a voltmetrem stanovte elektrický potenciál v různých místech. Prozkoumejte, jak se změřené ekvipotenciální čáry liší od vašich očekávání pro různé podmínky a kapaliny.
9. Vodní spirála
Prochází-li proud kapaliny skrz malou díru, pak se za určitých podmínek zkroutí do spirály. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte podmínky, za kterých se spirála bude kroutit.
10. Výbuch kapky
Naneseme-li kapku vodní směsi (např. voda-alkohol) na povrch hydrofobní kapaliny (např. rostlinného oleje), může se výsledná kapka někdy rozpadnout na menší kapky. Prozkoumejte parametry, které ovlivňují rozpad a velikost vzniklých kapek.
Konzultant:
Karel Kolář (Prometheus, k
....kolar@email
....c
z)
11. Kuličky na gumičce
Spojte dvě kovové kuličky gumičkou, pak gumičku zkruťte a položte kuličky na stůl. Kuličky se začnou točit v jednom směru, pak v opačném. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte, jak chování takového „kyvadla“ závisí na relevantních parametrech.
12. Podivný pohyb
Posypte malými plovoucími částečkami vodní hladinu v misce. Přibližte silný magnet těsně nad vodní hladinu. Vysvětlete jakýkoliv pozorovaný pohyb částeček.
Konzultant:
Martin Blaschke (Fyzikální ústav SU v Opavě, ma
rtin
....blaschke@physics
....slu
....c
z)
13. Turbína poháněná svíčkou
Papírová spirála zavěšená nad svíčkou se začne otáčet. Optimalizujte tuto sestavu pro dosažení největšího momentu síly.
14. Kulička na membráně
Když pustíme kovovou kuličku na gumovou membránu nataženou na plastový kelímek, může být slyšet zvuk. Vysvětlete původ tohoto zvuku a prozkoumejte, jak jeho charakteristiky závisejí na relevantních parametrech.
Konzultant:
Šimon Kos (FAV ZČU, si
monkos@kfy
....zcu
....c
z)
15. Boycottův jev
Pokud jsou částečky ponořeny v kapalině, která má menší hustotu než částečky, pak částečky klesají ke dnu nádoby. Rychlost usazování může být ovlivněna nakloněním nádoby s kapalinou. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte vliv relevantních parametrů.
16. Zachytávání medu
Při točení tyčkou obalenou viskózní kapalinou (např. medem) přestane tato kapalina za určitých podmínek stékat. Prozkoumejte tento jev.
17. Neviditelnost
Pole čoček může být použité k narušení šíření světla a zmizení předmětů. Prozkoumejte, jak změna vlastností čoček a geometrie předmětu ovlivňují jeho detekovatelnost.
Verze pro tisk
Verze pro tisk na list A4 (HTML)
