60. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2018/2019 kategória A Riešenie úloh krajského kola Riešenie: Odpružený dopad a) Rýchlosť dopadu debnič

Podobné dokumenty
59. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2017/2018 Kategória C domáce kolo Riešenie úloh 1. Kúsok ľadu na lomenej streche a) Prvá časť pohybu m

60. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2018/2019 kategória E okresné kolo Riešenie úloh 1. Zohrievanie vody, výhrevnosť paliva a) Fosílne pal

Metrické konštrukcie elipsy Soňa Kudličková, Alžbeta Mackovová Elipsu, ako regulárnu kužeľosečku, môžeme študovať synteticky (konštrukcie bodov elipsy

Snímka 1

E/ECE/324

Základná škola, Školská 3, Čierna nad Tisou Tematický výchovno - vzdelávací plán Stupeň vzdelania: ISCED 2 Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda

Slide 1

59. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2017/2018 Kategória E krajské kolo Texty úloh 1. Premiestnenie polystyrénovej kocky Riešenie: a) Hmotn

MERANIE U a I.doc

Microsoft Word - Zahradnikova_DP.doc

O možnosti riešenia deformácie zemského povrchu z pohladu metódy konecných prvkov konference pro studenty matematiky

56. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2014/2015 Kategória C domáce kolo 1. Zrážka Z okraja misky v tvare polgule s polomerom R voľne spustím

9.1 MOMENTY ZOTRVACNOSTI \(KVADRATICKÉ MOMENTY\) A DEVIACNÝ MOMENT PRIEREZU

FYZIKA I Rámcove otázky 1998

Microsoft Word - 6 Výrazy a vzorce.doc

29.Kvantová fyzika sa zakladá na Planckových a Einsteinových teóriach a hovorí, že všetky procesy sa dejú po maličkých krokoch => všetky fyzikálne vel

1. KOMPLEXNÉ ČÍSLA 1. Nájdite výsledok operácie v tvare x+yi, kde x, y R. a i (5 2i)(4 i) b. i(1 + i)(1 i)(1 + 2i)(1 2i) (1 7i) c. (2+3i) a+bi d

Microsoft Word - Autoelektronika - EAT IV.r. -Osvetľovacie zariadenia -Základné pojmy.doc

l ZMLUV A O POSKYTOVANÍ SLUŽBY VEREJNÉHO OSVETLENIA MESTA ŽILINA :' 'lj.!' <. < l l ~ "/ /? ( l < 1 l /1.' ť ~{ c /2(' í uzavretá podľa ust. 269

Operačná analýza 2

Microsoft Word - veronika.DOC

Vypracované úlohy z Panorámy z fyziky II Autor: Martin Brakl UČO: Dátum:

8 Cvičenie 1.1 Dokážte, že pre ľubovoľné body X, Y, Z platí X + Y Z = Z + Y X. 1.2 Dokážte, že pre ľubovoľné body A, B, D, E, F, G afinného priestoru

Snímka 1

Úloha č.2 Meranie odporu rezistorov Vladimír Domček Astrofyzika semester Skupina č Laboratórne podmienky: Teplota: 22,6 C Tlak:

Úvod do lineárnej algebry Monika Molnárová Prednášky 2006

trafo

Jadrova fyzika - Bc.

2.5. Dotyčnica krivky, dotykový kužeľ. Nech f je krivka a nech P V (f) (t.j. m P (f) 1). Ak m P (f) = r a l je taká priamka, že I P (f, l) > r, potom

KATALÓG PRODUKTOV

Žiadost' o prevod vlastníctva bytu alebo nebytového priestoru >- () J l ' l<... ):~. cl p.. (\._ ~ e, IJ f<. o ly ct

59. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2017/2018 Kategória G Archimediáda Doplnenie databázy úloh pre súťaž tímov obvodu, okresu, mesta máj 2

ETITRAFO Jednofázové bezpečnostné a izolačné transformátory Technické údaje ETITRAFO Jednofázové bezpečnostné a izolačné transformátory Energi

Informačné technológie

5. XI Zderivujte a zintegrujte nasledovné funkcie: Príklady k cvičeniam z Fyziky (PEDAS) M. Gintner 1.2 Načrtnite priebeh funkcií z príkladu

untitled

MERANIE ELEKTROMOTORICKÉHO NAPÄTIA A VNÚTORNÉHO ODPORU ZDROJA

NÁZOV RUKOPISU PRÍSPEVKU DO DIDAKTICKÉHO ČASOPISU MIF

Úvod do časticovej fyziky časť 1: častice a interakcie Boris Tomášik Univerzita Mateja Bela, Fakulta prírodných vied ČVUT, Fakulta jaderná a fyzikálně

Položka 1/25 Príloha k rozhodnutiu č. 040/5902/2016/4 a k Osvedčeniu o akreditácii č. S-120 zo dňa Príloha je neoddeliteľnou súčasťou uvede

SK MATEMATICKÁOLYMPIÁDA skmo.sk 2009/ ročník MO Riešenia úloh česko-poľsko-slovenského stretnutia 1. Určte všetky trojice (a, b, c) kladných r

Základy programu Editor rovnic

Ohyb svetla

PowerPoint Presentation

Náuka o teple

Preco kocka stací? - o tom, ako sú rozdelené vlastné hodnoty laplasiánu v limite, ked sú velké

Pocítacové modelovanie - Šírenie vln v nehomogénnom prostredí - FDTD

Microsoft Word - MAT_2018_2kolo.docx

TEORETICKÉ ÚLOHY

Diracova rovnica

Operačná analýza 2

ČASOVÝ HARMONOGRAM LABORATÓRNYCH CVIČENÍ Z PREDMETU ELEKTRICKÉ STROJE STRIEDAVÉ

Microsoft PowerPoint - Paschenov zakon [Read-Only] [Compatibility Mode]

untitled

Microsoft Word - MAT_2018_1 kolo.docx

Microsoft Word - A3.seria.doc

Microsoft Word - TeoriaMaR-pomocka2.doc

Microsoft Word - FRI”U M 2005 forma B k¾úè.doc

16 Franck-Hertz.doc

ORGANIZÁCIA SPOJENÝCH NÁRODOV

Ing. Ján KMEf, Ulica Partizánska, č. tel , , POPRAD com Objednávateľ posudku : Ing. Jurélj JACKU

36. Fázová analýza pomocou Mössbauerovej spektroskopie

Regulované napájacie zdroje DC AX-3005DBL jednokanálový AX-3005DBL 3-trojkanálový

Matematika 2 - cast: Funkcia viac premenných

Microsoft Word - ZB0R47ko.doc

53. ročník CHO, krajské kolo - odpoveďový hárok, kategória B

AerobTec Device Terminal Zobrazovacie zariadenie a multimeter pre modelárov AerobTec Device Terminal Užívateľský manuál 1

Navigácia po úvodnej stránke elektronickej schránky Dátum zverejnenia: Verzia: 10 Dátum aktualizácie: Navigácia po úvodnej st

Krátky popis k Solárnemu ohrievaciemu systému Solar Fox Air Collector Všeobecný popis: Solar Fox Air ohrievací systém je systém ktorý sa vyrába pod zn

Seriál XXXII.II Mechanika, FYKOS

Alternatívy dôchodkovej reformy na Slovensku

Ústredný inštitút vzdelávania a psychológie, Šancová 102/A, Bratislava Testové otázky pre odbornú spôsobilosť: SSP 17/2 l Otázky z predpisu: Pr

Sila [N] Sila [N] DIPLOMOVÁ PRÁCA Príloha A: Sila v ose skrutky v mieste predpätia P = 0,

Microsoft Word - Diskusia11.doc

Ústredný inštitút vzdelávania a psychológie, Šancová 102/A, Bratislava Testové otázky pre odbornú spôsobilosť: 17 - Posun l Otázky z predpisu:

Agentúra Ministerstva školstva, vedy. výskumu a športu SR pre štrukturálne fondy EU J^^» -y- Európska únia ITMS kód Projektu: DODATOK C. 3

Statika konštrukcií - prednášky

Základy programu Editor rovnic

Využitie moderných meracích technológií na hodnotenie kvality tlače

IQ Easy firmy Simco-ION Nová generácia výrobkov pre ovládanie statickej elektriny SÚHRN: Firma Simco-ION predstavuje novú generáciu výrobkov pre elimi

Podivný mikrosvet Mikuláš Gintner Katedra fyziky Žilinská univerzita 2013 Masterclasses in Physics 2013 M. Gintner

Pokrocilé programovanie XI - Diagonalizácia matíc

Počet strán: 2 CERTIFIKÁT TYPU MERADLA č. 074/1/212/09 Revízia 1 Slovenský metrologický ústav v súlade s ustanovením 6 ods. 2 písm. k) zákona č. 157/2

Návod na obsluhu CompactIO 1

Microsoft Word - Zaver.pisomka_januar2010.doc

Počet strán: 2 CERTIFIKÁT TYPU MERADLA č. 154/1/212/18 zo dňa Slovenský metrologický ústav v súlade s ustanovením 6 ods. 2 písm. k) zákona

Republika Srbsko MINISTERSTVO OSVETY, VEDY A TECHNOLOGICKÉHO ROZVOJA ÚSTAV PRE HODNOTENIE KVALITY VZDELÁVANIA A VÝCHOVY VOJVODINSKÝ PEDAGOGICKÝ ÚSTAV

Microsoft Word - 00_Obsah_knihy_králiková

Inovované učebné osnovy FYZIKA ISCED2 Učebná osnova FYZIKA v 6. ročníku základnej školy Učebné osnovy sú totožné so vzdelávacím štandardom pre vyučova

(Microsoft PowerPoint - 4_gravitacia [Re\236im kompatibility])

Dovoz jednotlivých vozidiel – Úvod do problematiky a základné predpisy

Fyzikální principy lékařských terapeutických přístrojů

VYŠETROVANIE VLASTNOSTÍ FEROMAGNETIKA

9. kapitola Maticová algebra II systém lineárnych rovníc, Frobeniova veta, Gaussova eliminačná metóda, determinanty 1. Systém lineárnych rovníc Systém

MATRIX Napájacie zdroje DC MPS-3002L-3, MPS-3003L-3, MPS-3005L-3 Používateľská príručka Výrobca je držiteľom certifikátu ISO-9002

1 Portál pre odborné publikovanie ISSN Heuristický adaptívny PSD regulátor založený na miere kmitavosti Šlezárová Alexandra Elektrotechnika

MSC1512 v.1.1 MSC 12V/1,5A-24V/1A/M Modul zdroja pre CCTV. SK* Vydanie: 4 zo dňa Nahrádza vydanie: 3 zo dňa

Bodová častica vo VTR Vladimír Balek Pole bodového náboja. Majme časticu s nábojom q, ktorá sa nachádza v počiatku súradníc. Elektrická intenzita E v

Tabuľky_teoria

Prepis:

6. ročník Fyzikánej oypiády v škosko roku 8/9 kategória A iešenie úoh krajského koa iešenie: Odpružený dopad a) ýchosť dopadu debničky na piest určíe zo zákona zachovania echanickej energie v g ( h b). ýchosť v piestu s debničkou krátko po nepružno náraze určíe podľa zákona zachovania hybnosti ( ) v + v, a teda v v g ( h b). () + + Pre dané hodnoty v, s. b) Na začiatku je tak pynu vo vaci g p pa +. S Pri stáčaní piestu pôsobí na piest tak p pynu vo vnútri vaca a atosférický tak p a. Taková sia pynu F p (p p a) S. Keďže dej v pyne vo vaci je adiabatický, patí, resp. + pv p V p p p p, a teda výsedná taková sia sero nado p ps Fp ( pa p) S pa p + S g. Pri výchyke zo začiatočnej poohy vykoná vzduch (vo vaci a vonkajší) prácu ps p p S W F d g d g. Okre toho vykoná tiažová sia prácu W Δ E ( + ) g. g p Počas stáčania pynu kesá kinetická energia. Pri aiánej výchyke je kinetická energia nuová, preto patí

p S Δ Ek Wg + Wp, resp. ( + ) v ( + ) g g +. Kvadratickú rovnicu upravíe na tvar Jej riešenie je a s použití () ( + ) ( + ) g v. ps ps ( + ) ( + ) g g v + + p S p S p S ( + ) ( ) ( ) + g + g g ( h b) + +. b p S p S p S ( + ) Pre dané hodnoty,5 c., b) Tepotu určíe podľa stavovej rovnice pre adiabatický dej v ideáno pyne V V T T T Pre dané hodnoty T K.. b iešenie: a) Absorpčné spektru sveta A A n L U U C U n Zdroj B Náhradný zdroj B Obr. A

Na určenie napätia U ožno použiť rôzne etódy. Výhodné je presunúť výstupný rezistor pred uzy AB, obr. A, a obvod naľavo od brány AB nahradiť ekvivaentný náhradný napäťový zdrojo s napätí U n U / U a odporo n /. Pozn.: Obidva zdroje ajú rovnaké napätie naprázdno U U / a prúd nakrátko U / sú rovnocenné. Po pripojení LC vetvy s ipedanciou Z + j L+, kde ω je uhová frekvencia napätia a j iaginárna jednotka. jc Výstupné napätie U určíe ako napätie na deiči napätia n, Z U U n n Z + Z. Pre anaýzu napätia je výhodné vyjadriť zenu výstupného napätia od hodnoty U n ΔU U U U U n + Z Z + n. U + + j L+ j C Veľkosť pokesu napätia ΔU U U L + + j C L + + C. () Maiána hodnota U zodpovedá iniánej hodnote enovateľa, tzn. L C, odkiaľ áe, resp. f C L π C L. () Δ U a U + b) Bez prítonosti absorpčnej vrstvy je výkon na záťaži P U. () U 4. (4) Pri frekvencii f je ipedancia Z a výstupné napätie

U U U n n + + Výkon na záťaží U U P. (5) 4 + Poer p určíe z (4) a (5) p P P +. c) eatívny pokes napätia U /U a vyjadríe z výrazov () a () ΔU ΔU a + L + C Medzné uhové frekvencie určíe z rovnice L, resp. L, + C + C ktorú upravíe na zákadný tvar kvadratickej rovnice +. L Jej riešenie á 4 korene + +,,,4 + 4L 4L z ktorých fyzikány význa ω > ajú iba dva korene + + π π 4 L 4 L + + f f +.,,5 b + +.,5 b π π 4 L 4 L Šírka absorpčnej čiary Δ f f f + π L a reatívnu šírku absorpčnej čiary určíe poocou výsedkov (6) a () Δ f f + C. L d) Pre optickú čiaru λ 4 n a λ / λ f / f, 4 a p,, 77 Ω a λ c / f áe (6) 4

p p. Pre dané hodnoty 8 Ω. Zo vzťahov ( p ) C Δ a LC L π c určíe Δ C ( π c p), pre dané hodnoty C 5, F L, pre dané hodnoty L 8,8 H. π p c Δ iešenie: Mikroskop a) Body s uhovou vzdiaenosťou δ zo vzdiaenosti ajú vzájonú vzdiaenosť v rovine koej na optickú os δ φ, pre dané hodnoty δ (,5 ) (π rad/8 /6) (,5 ) (,9 4 rad) 7,7 μ.,5 b b) Potrebné zväčšenie z δ /(λ/), pre dané hodnoty z 9.,5 b c) Obr. A : V schée ikroskopu sú označené šošovky, ich ohniská, predet P, výsedný obraz O, obraz O vytvorený šošovkou Š, ktorý je predeto šošovky Š, predetové vzdiaenosti a a b, obrazová vzdiaenosť, priečne veľkosti predetu y, reáneho obrazu y a výsedného zdanivého obrazu y a vzdiaenosť šošoviek d. a d f f b f y P y () oko (4) F y F F () F (5) () O Š Š O Obr. A Obr. A b 5

Opis kresenia schéy: Na optickú os uiestnie Š a označíe poohu jej ohnísk. Nakresíe pozorovaný obraz O vo vzdiaenosti. Stredo Š vediee úč () do bodu O a z obrazového ohniska F do bodu O úč (), ktorý zodpovedá ou úča () rovnobežného s osou na šošovke Š. V priesečníku účov () a () je obraz O, ktorý usí byť skutočný. Uiestnie Š tak, aby ohnisko F boo pred ohnisko F. Predet P je na priesečníku účov (4) stredo Š a (5) prechádzajúci ohnisko F a šošovkou Š sa áe na úč () rovnobežný s osou. Pre iustráciu je zakresené aj oko pozorovateľa, do ktorého dopadajú úča zo zdanivého obrazu O. Pre zobrazenie šošovkai patia zobrazovacie rovnice +, () a d b f. () b f Pre zväčšenie patí y d b z, y a z y y b. Cekové zväčšenie je y y d b z zz. () y y a b Z rovníc (), () a () vyúčie vzdiaenosť + a d f a, (4) f f + d + f z f z. (5) Zo sústavy dvoch rovníc pre neznáe veičiny a a z určíe hľadané veičiny. Z (5) vyjadríe d a dosadíe do (4). Po úprave áe + a f + f zf Po dosadení (6) do (5) dostanee f f d + z+ + f + f. (6) Pre dané hodnoty a 6, d c.. (7) 6

d) Aby sa získa obraz predetu (vizuány aebo fotografický), usí sa vytvoriť reány obraz buď šošovkou oka aebo objektívo fotoaparátu. V oboch prípadoch sa usí obraz zaostriť do detekčnej roviny (očnej sietnice aebo záznaového édia). okuár ikroskopu detekčná pocha objektív fotoaparátu (a) (b) (c) Obr. A Obr. A a vysvetenie b Pre pozorovanie oko obraz predetu zaostrujee na zrakovú vzdiaenosť, pre fotografovanie sa zvyčajne zaostruje ikroskop na obraz v nekonečne (úče vystupujúce z okuáru sú rovnobežné), obr. A (a), a bodový predet ikroskopu sa zobrazí ako bod v detekčnej rovine. Ak je bod predetu ikroskopu vo vzdiaenosti enšej ako je vzdiaenosť zaostreného bodu, na ktorý je ikroskop zaostrený, sú úče vychádzajúce z okuáru rozbiehavé a obraz vzniká za detekčnou rovinou, obr. A (b). V detekčnej rovine zväzok sveta pokrýva pôšku označenú v obrázku. Obraz bodu predetu je v detekčnej rovine rozazaný. Podobná situácia nastane, ak je bod predetu ďaej ako je zaostrený bod, úče vychádzajúce z okuáru sú zbiehavé a obraz bodu sa vytvorí pred detekčnou rovinou, obr. A (c). Zväzok sveta v detekčnej rovine pokrýva pôšku označenú v obrázku. Obraz bodu predetu je v detekčnej rovine rozazaný. Ak sa fotografuje cez ikroskop hrubá (priestorová) vzorka, zobrazí sa ostro iba jedna rovina vzorky, ae body io tejto roviny spôsobujú rozazanie obrazu (neostrý obraz). Obyčajný ikroskopo sa preto fotografujú iba tenké (dvojrozerné) vzorky. Pri pozorovaní oko probé neostrosti odpadá, keďže oko je schopné akoodovať na rôzne vzdiaenosti, ako keď bežne pozorujee očai priestorové predety. Keď pozorujee oko priestorový predet, v dano okaihu vníae ostro detaiy iba v určitej vzdiaenosti. Oko je však schopné rýcho preaďovať túto vzdiaenosť, a tak sa v ozgu vytvára priestorový obraz predetu. Pozn.: Na zobrazovanie priestorových vzoriek sa používajú zožitejšie ikroskopy, napr. konfokány ikroskop. 7

iešenie: Eotický ató bária a) Pre atóovú hotnosť A 8 je pooer jadra 6, f.,5 b b) Sia, ktorá pôsobí na ión v eektricko poi jadra Z eq F r pre r, () 4π Z eq F pre r, () 4π r kde Q Z e je náboj jadra, Z atóové číso (počet protónov v jadre), e,6 9 C eeentárny náboj, 8,85 F eektrická konštanta a q e náboj iónu. Dôkaz: QS Gaussova veta E ds, kde QS je náboj vo vnútri pochy S. Vzhľado na stredovú S syetriu jadra sa za integračnú pochu zvoí guľová pocha so stredo v strede jadra a pooero r. Z e Z e Ak je integračná pocha S vo vnútri jadra, je náboj QS VS r V, a obsah S 4 π r. Vektor E eektrickej intenzity je na guľovú pochu S koý a na ceej poche á rovnakú veľkosť, preto Ze E ds E S E 4πr r. S Ze F qe r, pre r. () 4π Ak je integračná pocha S io jadra, je Q S Z e a patí Ze E ds E S E 4πr, odkiaľ áe S Ze F q E pre r. () 4π r 8

F> O r F() Z e 4 π ε - 5 N F< Obr. A-4 Obr. A 4 Sia á ser ku stredu atóu, F() 5 N.,5 b c) Pre pohyb na kružnicovej orbite patí rovnováha dostredivej (eektrickej) a zotrvačnej (odstredivej) siy 4π v pre r, () r Z e r 4π v pre r. (4) r r Z e Súčasne patí kvantová podienka L r p vr n. (5) Z () a (5), resp. (4) a (5) áe 4π 4 A n r n r n pre r, (6) Z e 4π n r n r n pre r. (7) Z e Pre dané hodnoty r 5,77 f (r 8, f), r 4,54 f (r 8, f). Z výsedku je zrejé, že prvá orbita s pooero r < je vo vnútri jadra a druhá r už io jadra. Prvá orbita r je vo vnútri jadra a druhá s pooero r > je io jadra. Stavo n a n zodpovedajú trajektórie s pooeri r r a r r.,5 b 9

d) ýchosti určíe zo vzťahu (5) pre fyzikáne reáne orbity, teda po dosadení za r z (6), resp. za r zo (7) Ze v, pre dané hodnoty v 9,7 7 s, ci A 4 4π Ze v, pre dané hodnoty v 6, 7 s, c. 8π Hodnoty rýchostí sú bízke rýchosti sveta a preto určíe reativistické hodnoty hotností a zodpovedajúce pooery trajektórií v c v c, pre dané hodnoty,6 a r 5,69 f.,5 b, pre dané hodnoty, a r 7,8 f.,5 b Vidíe, že zanedbaní reativistickej zeny hotnosti sa výsedky zenia iba veľi áo,,4 % pre r a, % pre r. Kasický výpočet poskytuje dobrú predstavu o stavoch iónu v atóe.,5 b Pozn.: prideiť pný počet bodov aj za správne výsedky na dve patné čísice. 6. ročník Fyzikánej oypiády Úohy krajského koa kategórie A Autor návrhov úoh: ecenzia a úprava úoh a riešení: edakcia: Vyda: Ivo Čáp Danie Kuvanec, Ľuboír Mucha Ivo Čáp Sovenská koisia fyzikánej oypiády IUVENTA Sovenský inštitút ádeže, Bratisava 9