Archiv: Zadání úloh 37. ročníku (2023/24)
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.
Další materiály k tomuto ročníku:
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
Vezměte krabici (např. krabičku od sirek) naplněnou identickými předměty (např. sirkami, kuličkami,…). Navrhněte metodu ke zjištění počtu objektů v krabičce pouze podle zvuku při třepání krabicí. Jak závisí přesnost zvolené metody na vlastnostech předmětů a krabice a na míře naplnění?
2. Kapkový mikroskop
Při pohledu skrz jednu kapku vody na skleněném povrchu můžeme pozorovat, že kapka funguje jako zobrazovací systém. Prozkoumejte zvětšení a rozlišení takové čočky.
Konzultant:
Tomáš Opatrný (PřF UPOL, to
mas
....opatrny@upol
....c
z)
3. Neohrabaný chodec na šikmé ploše
Zkonstruujte čtyřnohé chodítko (např. ve tvaru štaflí). Po drsné šikmé rampě může tato konstrukce začít „kráčet“ dolů. Prozkoumejte, jak geometrie chodítka a relevantní parametry ovlivní ustálenou rychlost jeho chůze.
Konzultant:
Martin Blaschke (Fyzikální ústav SU v Opavě, ma
rtin
....blaschke@physics
....slu
....c
z)
4. Střílející gumička
Dostřel napnuté gumičky lze prodloužit, pokud ji při výstřelu roztočíme vlivem nestejnoměrného napnutí. Optimalizujte vzdálenost, kterou roztočená gumička může uletět.
5. Pingpongová raketa
Pingpongový míček je umístěn v nádobě s vodou. Když nádobu upustíme, pingpongový míček vyskočí do velké výšky. Jak nejvýše může míček vyskočit, použijeme-li vodu o objemu do dvou litrů?
Konzultant:
Petr Chaloupka (FJFI ČVUT, pe
tr
....chaloupka@fjfi
....cvut
....c
z)
6. Nekontaktní odpor
Odezva RLC obvodu napájeného střídavým zdrojem se může změnit vložením buď nemagnetické kovové tyčky, anebo feromagnetické tyčky do indukční cívky. Jak můžeme určit magnetické a elektrické vlastnosti vložené tyčky z odezvy obvodu?
7. Obří znějící deska
Ohnutím velké, tenké a ohebné desky (např. z plastu, kovu nebo plexiskla) můžeme vytvořit nezvyklý hlasitý zvuk připomínající vytí. Vysvětlete a prozkoumejte tento jev.
8. Magnetická levitace jinak
Umístěte velký diskový magnet na nemagnetickou vodivou desku. Pohybujeme-li pod deskou dalším, menším magnetem, může horní magnet za určitých podmínek levitovat. Prozkoumejte levitaci horního magentu a jeho možný pohyb.
9. Šťavnatý solární článek
Funkční solární článek můžeme vytvořit ze skla pokrytého vodivou vrstvou, jodu, šťávy (např. z ostružin) a oxidu titaničitého. Tento typ článku se nazývá Grätzelův článek. Vyrobte takový článek a prozkoumejte parametry potřebné pro získání maximální účinnosti.
10. Magnetický převod
Vezměte několik identických prstových točítek a připevněte k jejich koncům neodymové magnety. Pokud umístíte točítka v rovině vedle sebe a točíte jedním z nich, ostatní se začnou otáčet jen vlivem magnetického pole. Prozkoumejte a vysvětlete tento jev.
11. Pumpa z brčka
Jednoduchá vodní pumpa může být vyrobena z brčka vytvarovaného do trojúhelníku naříznutého ve vrcholech. Když je takový trojúhelník částečně ponořen do vody jedním z jeho vrcholů a roztočen kolem své svislé osy, může voda téct brčkem nahoru. Prozkoumejte, jak geometrie a další relevantní parametry ovlivňují rychlost pumpování.
12. Mýdlová spirála
Ponořte stlačenou pružinu Slinky do roztoku mýdla, vyjměte ji a roztáhněte. Mezi závity se vytvoří mýdlový film. Pokud film protrhnete, jeho čelo se začne pohybovat. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte pohyb čela mýdlového filmu.
13. Měřič náboje
Lehká kulička je zavěšena na vlákně v prostoru mezi dvěma nabitými deskami. Pokud je kulička též nabitá, odkloní se o určitý úhel na jednu stranu. Jaká je přesnost tohoto zařízení na měření náboje na kuličce? Optimalizujte svoje zařízení, aby bylo možné měřit co možná nejmenší náboj na kuličce.
Konzultant:
Karel Kolář (Prometheus, k
....kolar@email
....c
z)
14. Trik s pravítkem
Na hranu stolu položte pravítko a na jeho volný konec hoďte míček či kuličku. Pravítko spadne. Ovšem když překryjete část pravítka papírem a hod zopakujete, pak pravítko zůstane na stole, zatímco míček či kulička se odrazí. Vysvětlete tento jev a prozkoumejte relevantní parametry.
Konzultant:
Šimon Kos (FAV ZČU, si
monkos@kfy
....zcu
....c
z)
15. Mokrý svitek
Jemně položte kousek pauzovacího papíru na hladinu vody. Papír se rychle svine do svitku a pak se pomalu rozvine. Vysvětlete a prozkoumejte tento jev.
16. Polštářový katapult
Položte předmět na velký vzduchový polštář a upusťte několik dalších předmětů tak, aby byl první předmět katapultován pryč. Prozkoumejte, jak rychlost katapultovaného předmětu v okamžiku opuštění polštáře závisí na relevantních parametrech.
17. Kvantový stmívač
Přidáme-li do plamene umístěného před sodíkovou výbojkou kuchyňskou sůl, bude plamen vrhat stín. Tento stín může zesvětlat, pokud je plamen umístěn do silného magnetického pole. Prozkoumejte a vysvětlete tento jev.
Verze pro tisk
Verze pro tisk na list A4 (HTML)
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.
