34 Probleme, concursuri, olimpiade FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE ...

34 Probleme, concursuri, olimpiade

FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE MODERNE, vol. 9, nr. 3-4, 2011

FIZICA LA ABSOLVIREA INSTITUŢIILOR DE ÎNVĂŢĂMÎNT

PREUNIVERSITAR I. ROMÂNIA

Conf. univ. dr. Mihai Marinciuc Lector superior univ. Constantin Pîrţac

Conf. univ. dr. Spiridon Rusu Universitatea Tehnică din Moldova, Chişinău

Acum când Republica Moldova tinde să se apropie de Uniunea Europeană, este util să se compare situaţia de la noi cu cea de acolo în diverse domenii de activitate umană. Noi vom aborda doar o problemă din domeniul învăţămîntului, şi anume, studierea disciplinii Fizica în învăţămîntul preuniversitar. În acest scop se vor compara finalităţile acestuia, se vor analiza subiectele de fizică propuse la absolvirea şcolilor respective atît din cadrul Uniunii Europene, cât şi din afara ei. Pe această cale profesorii de licee, colegii şi universităţi au posibilitatea să cunoască nivelul de studiere a fizicii în diferite ţări – România, Ucraina, Estonia, Polonia, Rusia, Belarus, Bulgaria ş.a. Unele din subiectele conţinute în aceste materiale pot fi utilizate de ei în activitatea practică.

Sistemul de învăţămînt preuniversitar din România include treapta primară (clasele I – IV), gimnazială (clasele V – VIII) şi cea liceală (clasele IX – XII). Ca disciplină şcolară, fizica se studiază începînd din clasa a VI-a. Numărul de ore de fizică în clasele liceale depinde de filiera, profilul şi specializarea aleasă. Absolvenţii liceelor primesc Diplomă de Bacalaureat. În ultimii ani fizica la examenul de bacalaureat are statut de disciplină opţională.

Pentru a veni în întîmpinarea candidaţilor care se pregătesc pentru continuarea studiilor în diferite filiere din învăţămîntul superior, elevii pot opta în timpul probei de examen pentru două din patru module: I. Mecanică; II. Elemente de termodinamică; III. Producerea şi utilizarea curentului continuu; IV. Optică. Programa de examen cuprinde doar aceste module în limitele programei şcolare de fizică, dar şi acestea nu în totalitatea lor. La examen nu se propun subiecte din următoarele capitole: electrostatică şi electromagnetism, oscilaţii şi unde, fizica atomului şi a nucleului atomic, precum şi din astfel de teme ca echilibrul mechanic (cu noţiunea de moment al forţei), difracţia şi polarizarea luminii ş.a., care aparţin modulelor propuse.

Programa conţine, de asemenea, lista competenţelor de evaluat şi a cunoştinţelor de matematică necesare examenului de fizică.

În vederea pregătirii de examen şi organizării acestuia sunt elaborate 100 variante cu trei subiecte pentru fiecare modul, ele fiind puse din timp la dispoziţia elevilor. În ziua examenului, prin tragere la sorţi, sunt alese câte trei subiecte, cu acelaşi număr, pentru toate modulele. Astfel fiecare test conţine 6 subiecte din cele 2 module, fiecare conţinînd 4-5 sarcini, iar testul – un total de 26 sau 28 de sarcini.

Propunem cititorilor subiectele de la examenul de bacalaureat din anul 2009. PROBA SCRISĂ LA FIZICĂ

Proba E: Specialitatea: matematică-informatică, ştiinţe ale naturii. Proba F: Filiera tehnologică – toate profiluirile, filiera vocaţională – toate profilurile şi specializările, mai puţin specializarea matematică-informatică.

Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ

Se acordă 10 puncte din oficiu

Probleme, concursuri, olimpiade 35


Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

A. MECANICĂ Se consideră acceleraţia gravitaţională 210m sg . A. SUBIECTUL I – Varianta 039 (15 puncte) Pentru itemii 1 – 5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.

1. Lucrul mecanic efectuat de forţa elastică la alungirea pe o distanţă x a unui resort având constanta de elasticitate k, iniţial nedeformat, are expresia: (2p)

a. L kx ; b. 2

kxL ; c.

2

2

kxL ; d.

2

2

kxL .

2. Vectorul viteză al unui corp are direcţia şi sensul vectorului acceleraţiei. În aceste condiţii viteza corpului: (3p)

a. rămâne constantă; b. creşte; c. scade; d. îşi schimbă sensul.

3. Unitatea mărimii fizice definite prin raportul t

v

este: (2p)

a. m s ; b. m s ; c. 2m s ; d. 2m s . 4. În graficul din figura alăturată este reprezentată energia potenţială

gravitaţională a unui corp în funcţie de înălţimea la care se află acesta. Masa corpului este: (3p)

a. 500 g; b. 1 kg; c. 2 kg; d. 5 kg. 5. Un corp îşi păstrează starea de mişcare rectilinie şi uniformă sau

rămâne în repaus dacă asupra corpului acţionează: (5p)

a. o singură forţă; b. două forţe de direcţii diferite; c. mai multe forţe cu orientări diferite, iar rezultanta este nenulă;

d. mai multe forţe cu orientări diferite, iar rezultanta este nulă

A. SUBIECTUL II – Varianta 003 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă:

O ladă cu masa 2500 kgm este urcată uniform la înălţimea 3 mh pe un plan înclinat aspru, lung de 5 m , cu ajutorul a două

cabluri: unul menţinut mereu paralel cu planul înclinat şi altul menţinut mereu vertical. Tensiunile în cabluri au valorile: 1 16 kNT , respectiv

2 5 kNT . Pe desenul alăturat sunt figurate: forţa de greutate a lăzii G

,

reacţiunea normală a planului N

şi tensiunile din cabluri. Apoi, lada este golită de conţinut (a cărui masă este de 2400 kg) şi este lăsată să alunece liber pe planul înclinat.

a. În cazul ridicării lăzii, completaţi desenul, reprezentând componentele ,p nG G

ale

forţei de greutate pe direcţia paralelă cu planul înclinat, respectiv normală la suprafaţa

acestuia şi forţa de frecare la alunecare 1F

.

b. Calculaţi mărimea componentelor ,p nG G

şi a forţei de frecare la alunecare 1F

la

urcarea lăzii pe plan. c. Determinaţi valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre ladă şi suprafaţa

planului înclinat. d. Figuraţi, pe un alt desen, forţa de frecare la coborârea liberă a lăzii goale.



e. Calculaţi acceleraţia cu care coboară liber lada goală pe planul înclinat, în situaţia în care coeficientul de frecare la alunecare are valoarea 0,25 .

A. SUBIECTUL III – Varianta 022 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă:

Un corp de masă 2 kgm este ridicat pe un plan înclinat de unghi o30 cu ajutorul unei forţe constante F

orientată sub unghiul o30 faţă

de plan, ca în figura alăturată. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp

şi planul înclinat 1

0,292 3

. Determinaţi:

a. valorea forţei F

pentru care corpul urcă uniform pe planul înclinat; b. lucrul mecanic efectuat de forţa de greutate la deplasarea corpului pe distanţa

0,2md ;

c. valoarea minimă a forţei F

sub acţiunea căreia corpul nu apasă pe planul înclinat; d. lucrul mecanic efectuat de forţa de frecare pe distanţa 0,2md , în situaţia în care

corpul urcă sub acţiunea unei forţe de tracţiune paralelă cu planul. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ

Se consideră: 23 16,02 10 molAN , constanta gazelor ideale Kmol

J31,8

R . Între

parametrii de stare a gazului ideal într-o stare dată există relaţia: pV RT . Exponentul

adiabatic este definit de relaţia: p

V

C

C .

B. SUBIECTUL I – Varianta 039 (15 puncte) Pentru itemii 1 – 5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.

1. Unitatea în SI a căldurii specifice a unui gaz ideal este: (2p)

a. K; b. Kmol

J

; c. -1K ; d.

J

kg K.

2. Un gaz ideal monoatomic ( 3 2)VC R primeşte izoterm căldura Q. Variaţia energiei

sale interne este egală cu: (3p)

a. 5 2Q ; b. 0; c. 3 2Q ; d. 3Q. 3. O masă dată de gaz ideal descrie o transformare care se reprezintă în

coordonate (V,T) ca în figura alăturată. Presiunea gazului este minimă în starea: (5p)

a. 1; b. 2; c. 3; d. 4. 4. Temperatura unei mase de gaz ideal:

(3p) a. creşte într-o destindere adiabatică;

b. scade dacă gazul primeşte izocor căldură; c. este constantă într-o transformare izotermă; d. este constantă într-o transformare ciclică.

5. Considerând că notaţiile sunt cele utilizate în manualele de fizică, expresia energiei interne a gazului ideal biatomic este: (2p)



a. RTU 2

3 ; b. RTU

2

5 ; c. RTU 2 ; d. kTU

2

3 .

B. SUBIECTUL II – Varianta 003 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă:

Un balon de sticlă închis cu un dop conţine o masă de 58 gm dintr-un gaz cu masa

molară 29 g mol . Presiunea gazului din balon este 25 mN10 p . Se adaugă apoi în

balon o masă de 58 gm din acelaşi gaz. Consideraţi că dopul este etanş şi că în timpul adăugării masei suplimentare de gaz nu apar scurgeri de gaz din balon. Temperatura balonului şi a gazului din interior rămâne mereu aceeaşi, K300T . Determinaţi:

a. numărul de moli de gaz din balon înainte de adăugarea masei suplimentare; b. volumul ocupat de gazul din balonul de sticlă; c. numărul de moli de gaz din balon, după adăugarea masei suplimentare; d. presiunea gazului, după adăugarea masei suplimentare.

B. SUBIECTUL III – Varianta 022 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă:

Un mol de gaz ideal monoatomic evoluează după un ciclu conform graficului alăturat. Se cunoaşte că în transformarea 21 temperatura este constantă şi 693,02ln . Determinaţi:

a. căldura schimbată de sistem cu mediul exterior în procesul 21 ;

b. căldura schimbată de sistem cu mediul exterior în procesul 32 ; c. căldura cedată de sistem mediului exterior în procesul 1321 .

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Se consideră sarcina electrică elementară C106,1 19e .

SUBIECTUL I – Varianta 039 (15 puncte) Pentru itemii 1 – 5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.

1. Două generatoare având fiecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r sunt conectate în paralel şi debitează pe un consumator cu rezistenţa electrică R. Intensitatea electrică prin acest consumator este: (2p)

a. rR

EI

2; b.

2

rR

EI

; c.

rR

EI

2; d.

rR

EI

2

2

.

2. Rezistorii electrici din figura de mai jos au fiecare rezistenţa electrică 12R . În aceste condiţii, rezistenţa echivalentă între bornele A şi B este: (3p)

a. 2 ; b. 11 ; c. 22 ; d. 72 . 3. Rezistenţa electrică a unui fir conductor omogen depinde: (5p)

a. invers proporţional de intensitatea curentului care-l străbate; b. direct proporţional de tensiunea electrică aplicată;

c. direct proporţional de aria secţiunii transversale a conductorului; d. direct proporţional de lungimea conductorului.

4. Expresia energiei electrice totale furnizate în timpul t de o sursă de tensiune cu parametrii E şi r care are conectat la borne un rezistor de rezistenţa electrică R parcurs de curent electric de intensitate I, este: (3p)



a. rR

tEW

2

; b. tRIW 2 ; c. UItW ; d. trIW 2 .

5. Unitatea în SI a rezistivităţii electrice a unui conductor este: (2p) a. 1Ωm ; b. Ωm ; c. 2Ωm ; d. mΩ-1 .

C. SUBIECTUL II – Varianta 033 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă: Circuitul alăturat conţine: un acumulator A cu t.e.m. 0 12 VE şi

0 2r , o baterie formată din două generatoare 1G şi 2G având

t.e.m. 1 24 VE şi 2 32 VE şi rezistenţele interioare

1 2 4r r , precum şi un reostat cu cursor (vezi figura alăturată).

a. Calculaţi rezistenţa internă echivalentă er a grupării celor două generatoare 1G şi 2G ; b. Determinaţi valorile intensităţii curenţilor electrici care se stabilesc prin generatoarele

1G şi 2G dacă între bornele a şi b conectăm un conductor cu rezistenţa neglijabilă;

c. Stabiliţi t.e.m. echivalentă a grupării generatoarelor 1G şi 2G ; d. Determinaţi valoarea R a rezistenţei reostatului, astfel încât intensitatea curentului prin

acumulatorul A să fie egală cu 1 A; e. Cursorul reostatului este fixat într-o poziţie în care rezistenţa acestuia 12R .

Calculaţi intensitatea curentului electric prin generatorul 2G . C. SUBIECTUL III – Varianta 022 (15 puncte)

Rezolvaţi următoarea problemă: Două rezistoare legate în serie sunt alimentate de un generator electric cu t.e.m. 24 VE

şi rezistenţa internă 1r . Un rezistor are rezistenţa electrică 1 8R şi admite o putere

maximă 1 32 WP . Cel de al doilea rezistor are rezistenţa electrică 2R . Determinaţi:

a. valorea maximă a tensiunii electrice care poate fi aplicată la bornele rezistorului 1R fără al distruge;

b. valoarea maximă admisibilă a intensităţii curentului prin rezistorul 1R ;

c. rezistenţa electrică a celui de-al doilea rezistor 2R pentru ca primul rezistor să absoarbă puterea maximă admisă;

d. energia electrică consumată de cele două rezistoare în timp de 10 minute, în condiţiile punctului c.

D. OPTICA Se consideră: viteza luminii în vid sm103 8c , constanta Planck sJ106,6 34 h , sarcina

electrică elementară C106,1 19e , masa electronului 319,1 10 kgem .

SUBIECTUL I – Varianta 039 (15 puncte) Pentru itemii 1 – 5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.

1. Relaţia dintre frecvenţă, lungimea de undă şi viteza de propagare a unei radiaţii

luminoase este: (2p)

a. c

; b. c ; c. c

; d. c .

2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, formulele lentilelor sunt: (3p)



a. 2

2 1 1

1 1; ;

xf

x x x b. 2

2 1 1

1 1 1; ;

x

x x f x

c. 2

2 1 1

1 1; ;

xf

x x x d. 1

2 1 2

1 1 2; .

x

x x R x

3. O lentilă convergentă formează pentru un obiect real situat între centrul optic şi focar o imagine: (5p)

a. reală, răsturnată şi egală cu obiectul; b. reală, dreaptă şi mai mică decât obiectul; c. virtuală, dreaptă şi mai mare ca obiectul; d. reală, răsturnată şi mai mare ca obiectul.

4. Pe pelicule subţiri de benzină întinse pe apă se observă franje colorate. De-a lungul unei franje de o anumită culoare: (3p)

a. lumina incidentă este total absorbită de peliculă; b. pelicula are aceeaşi grosime; c. lumina incidentă suferă doar fenomenul de reflexie; d. pelicula are indicele de refracţie variabil.

5. Dacă notaţiile sunt cele folosite în manualele de fizică, atunci relaţia corectă pentru lucrul mecanic de extracţie a unui electron din metal prin efect fotoelectric este: (2p)

a. 0L hc ; b. 0hL ; c. 0hL

c

; d. 0hL .

D. SUBIECTUL II – Varianta 003 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă: Urmărim raza fascicolului unui indicator laser care trece printr-o soluţie de argint coloidal (soluţia face vizibilă raza); suprafaţa de separare dintre aer şi soluţie este plană şi orizontală. Consideraţi indicele de refracţie al soluţiei 1, 4n .

a. Dacă raza trece din aer în soluţie, perpendicular pe suprafaţa de separare, precizaţi valoarea unghiului de reflexie şi a unghiului de refracţie.

b. Determinaţi valoarea sinusului unghiului de incidenţă corespunzător unui unghi de refracţie de 90 , în cazul în care raza trece din soluţie în aer.

c. Calculaţi cosinusul unghiului de incidenţă, dacă raza trece din aer în soluţie şi cosinusul unghiului de refracţie este 0,80.

d. Stabiliţi mersul razei laser care pleacă din soluţie şi cade pe suprafaţa de separare sub unghiul de incidenţă 45u .

e. Indicaţi ce se întâmplă cu razele laser care pleacă din soluţie şi cad pe suprafaţa de separare sub unghiuri de incidenţă w pentru care tg 1,021w .

D. SUBIECTUL III – Varianta 022 (15 puncte) Rezolvaţi următoarea problemă: Se iradiază cu fotoni cu lungimea de undă 300 nm o placă de litiu (energia de

extracţie pentru litiu este 193,68 10 J ). Determinaţi: a. energia cinetică maximă a fotoelectronilor emişi; b. frecvenţa de prag pentru litiu; c. numărul de cuante cu lungimea de undă 300 nm care corespund energiei 1 JE ; d. tensiunea de stopare.



Fig. R.1 Fig. R.2

RĂSPUNSURI: A. MECANICĂ

I. 1. d; 2. b; 3. c; 4. a; 5. d.

II. a, v. figura R.1; b, 15 kNpG ,

20 kNnG , 1 4 kNF ; c, 0,25; d, v.

figura R.2; e, 24 m s .

III. a, 12,6 N; b, –2 J; c, 34,6 N; d, –

0,29 J.

B. ELEMENTE DE

TERMODINAMICĂ

I. 1. d; 2. b; 3. c; 4. c; 5. b.

II. a, 2 mol; b, 49,86 L; c, 4 mol; d, 52 10 Pa .

III. a, –277,2 J; b, 1000 J; c, 122,8 J.

C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU

I. 1. b; 2. c; 3. d; 4. a; 5. b.

II. a, 2 ; b, 6 A, 8 A; c, 28 V; d, 12 ; e, 1,5 A.

III. a, 16 V; b, 2 A; c, 3 ; d, 26,4 kJ.

D. OPTICĂ

I. 1. a; 2. b; 3. c; 4. b; 5. d.

II. a, o0 , o0 ; b, 0,7143; c, 0,5425; d, sinusul unghiului de refracţie este egal cu 0,9898,

raza refractată în aer formează un unghi foarte mic cu suprafaţa de separaţie; e, are loc

reflexia internă totală.

III. a, 192,92 10 J ; b, 538 nm; c, 181,515 10 cuante; d, 1,825 V.



CONCURSUL DE FIZICĂ “MIHAI MARINCIUC”, EDIŢIA I

Prof. Miron POTLOG

Grad didactic superior Liceul Teoretic ”Nicolae Iorga”

Preşedinte al Comitetului de organizare La iniţiativă unui grup de profesori, colegi şi discipoli ai regretatului conf. univ. dr.

Mihai Marinciuc, stins din viaţă în urma unui tragic accident rutier, a fost organizată prima ediţie a Concursului de fizică In memoriam Mihai Marinciuc. Concursul s-a desfăşurat la 26 noiembrie 2011 în incinta Liceului Teoretic “Nicolae Iorga” şi a avut drept obiectiv prioritar crearea oportunităţilor de formare şi promovare a elevilor pasionaţi de fizică din clasele a VI-a – a XI-a.

Omagierea profesorului Mihai Marinciuc şi deschiderea concursului au avut loc în prezenţa şi cu participarea mai multor personalităţi: acad. Valeriu Canţer, preşedinte al Consiliului Naţional de Acreditare şi Atestare (CNAA), conf. univ. dr. Spiridon Rusu, Universitatea Tehnică din Moldova (UTM), preşedinte al Concursului, conf. univ. dr. Florea Uliu, Universitatea din Craiova (România), preşedinte de onoare al Concursului, conf. univ. dr. Iulia Malcoci, consultant la Consiliul Superior pentru Ştiinţă şi Dezvoltare Tehnologică al AŞM, dr. Ion Holban, director de departament, CNAA, conf. univ. dr. Aurel Marinciuc, UTM, conf. univ. dr. habil. Igor Evtodiev, Universitatea de Stat din Moldova, preşedintele Lotului naţional olimpic la fizică şi ştiinţe.

Vorbitorii au remarcat activitatea multilaterală fructuoasă a profesorului Mihai Marinciuc, dedicat trup şi suflet fizicii. Aria sa de interese cuprindea istoria fizicii, fizicienii iluştrii din toate timpurile, experimentele celebre care au jucat un rol crucial în fizică. Profesorul Mihai Marinciuc pleda pentru aplicarea strategiilor utilizate în domeniul sportului la pregătirea elevilor pentru concursuri şi olimpiade de fizică, pentru pregătirea elevilor începută la o vârstă fragedă, încă din clasele primare, pentru stimularea în primul rând morală (acordarea de medalii, diplome, etc.) a învingătorilor la concursurile şcolare.

Concurenţii repartizaţi in câte trei echipe în fiecare sală de concurs, au avut sarcina să rezolve 3 probleme de concurs, inclusiv probleme cu multiple sarcini. Prin acestea s-a urmărit scopul de a demonstra cât de captivantă este fizica şi cât de strânsă este legătura între fizică şi viaţa cotidiană. Conform baremelor de corectare afişate, pentru fiecare problemă rezolvată se acordau maximum 10 puncte.

La concurs au participat 271 elevi, din 28 licee şi gimnazii din Chişinău şi din republică: liceele din Chişinău:„Orizont”- Durleşti, „Nicolae Iorga”, „Gheorghe Asachi”, Liceul Academiei de Ştiinţe a Moldovei, „Mihail Kogâlniceanu”, „Orizont” - Ciocana, „Orizont” - Buiucani, „Olimp”, „Gaudeamus” „Prometeu-Prim”, „Mircea Eliade”, „Liviu Rebreanu”, „Ion Creangă”, „Natalia Dadiani”, „Iulia Haşdeu”, Liceul Republican cu Profil Real, „Dante Alighieri”, precum şi Liceul „Constantin Stere” din Soroca, Liceul „Ion Vatamanu” din Străşeni, Gimnaziul „Alexandru Donici” din Criuleni, Gimnaziul din comuna Bălăneşti, Nisporeni.

Concursul s-a încheiat cu festivitatea de premiere. Pentru fiecare clasă s-au decernat câte o medalie de aur, două de argint, trei de bronz. Pe lângă medalii, elevilor premiaţi li s-a înmânat câte o diplomă de merit de gradul I, II, III şi câte o carte din partea sponsorilor.

Câştigători ai Concursului „Mihai Marinciuc”au fost desemnaţi următorii elevi:



CLASA VI Locul I (medalia de aur) - Florea Victor, liceul „Nicolae Iorga”; locul II (medalia de

argint) - Rusu Iulian, liceul „Constantin Stere” şi Prodan Vlad, liceul „Orizont”, Ciocana; locul III (medalia de bronz) - Boboc Corneliu, liceul „Gheorghe Asachi”, Lupaşcu Marius, liceul „Prometeu-Prim” şi Hanganu Marcus, liceul „Gheorghe Asachi”. CLASA VII

Locul I (medalia de aur) - Ţurcanu Olga, liceul „Mihail Kogălniceanu”; locul II (medalia de argint) - Ixarenco Dan, liceul „Nicolae Iorga” şi Dimitriu Eugen, liceul „Nicolae Iorga”; locul III (medalia de bronz) - Albot Elena, liceul „Nicolae Iorga”, Stroncea Nicolae, liceul „Orizont”, Ciocana şi Tverdohleb Gabriela, liceul „Constantin Stere”. CLASA VIII

Locul I (medalia de aur) - Friedman Stanislav, liceul „Olimp”; locul II (medalia de argint) - Băbălau Ion, liceul „Nicolae Iorga”, şi Horneţ Vladlena, liceul „Liviu Rebreanu”; locul III (medalia de bronz) - Dolgopol Romina, liceul „Gheorghe Asachi”, Vizitiu Gleb, liceul Orizont, Durleşti şi Dobrovolschi Victor, liceul „Gheorghe Asachi”. CLASA IX

Locul I (medalia de aur) - Colibaba Nicoleta, liceul „Gheorghe Asachi”; locul II (medalia de argint) - Cucu Vladimir, liceul „Orizont”, Durleşti şi Nipomici Dionisie, liceul „Orizont”, Durleşti; locul III (medalia de bronz) - Celac Veronica, liceul „Gheorghe Asachi”, Trifan Alexandru, liceul „Ion Creangă” şi Tabarcea Mihai, liceul „Orizont”, Buiucani. CLASA X

Locul I (medalia de aur) - Purice Dinu, liceul „Gaudeamus” ; locul II (medalia de argint) - Rusu Alexei, „Liceul Academiei de Ştiinţe” şi Ţoncu Violeta, „Liceul Academiei de Ştiinţe”; locul III (medalia de bronz) - Cărăruş Ion, liceul „Orizont”, Durleşti, Rusnac Cătălin, liceul „Orizont”, Durleşti şi Vacarov Verginiu, liceul „Constantin Stere”. CLASA XI

Locul I (medalia de aur) - Zanoci Cristian, liceul „Orizont”, Durleşti; locul II (medalia de argint) - Popanu Ilie, liceul„Orizont”, Durleşti, şi Pavlov Ion, liceul „Liceul Academiei de Ştiinţe”; locul III (medalia de bronz) - Ţîra Vlad, liceul „Nicolae Iorga”, Roman Tatiana, liceul „Gheorghe Asachi”, şi Pereu Ion, liceul „Ion Vatamanu”.

Pe lângă premiile menţionate mai sus au fost acordate şi câte 6 menţiuni la fiecare clasă

elevilor care au manifestat competenţe suficiente în domeniul fizicii. De asemenea, fiecare elev a primit o Diplomă de participare la Concurs, indiferent de rezultatul obţinut.

Rezultatele obţinute de elevi reflectă două aspecte ale pregătirii elevilor în domeniul fizicii: efortul elevilor şi calitatea predării fizicii, măiestria profesorului de a forma la elevi competenţe de aplicare a cunoştinţelor în practică.

S-a făcut şi un clasament al instituţiilor de învăţământ, care au acumulat cele mai multe puncte: pe locul I s-a clasat LT “Orizont”, Durleşti; pe locul II – liceul „Nicolae Iorga”; pe locul III – Liceul „Gheorghe Asachi” şi Liceul Academiei de Ştiinţe a Moldovei.

În baza punctajului obţinut de către fiecare elev Liceului teoretic „Orizont”, Durleşti, clasat pe primul loc, i s-a acordat Cupa de Excelenţă “Mihai Marinciuc”.

Concursul a fost sponsorizat de LT “Nicolae Iorga” (director dna Valentina Iurco), “Xerox Moldova” (director general dl Tudor Acristinii), Editura “Ştiinţa” (director dl Gheorghe Prini), Editura „Integritas” (director dl Gheorghe Nicolaev), Asociaţia Obştească ICAR, Editura “Lyceum” (director dl Iurie Miron), dl Ioan Toma, Bucureşti, dr. Ion Holban, redactor-şef al revistei “Fizica şi Tehnologiile Moderne”, dr. Florea Uliu, Craiova, acad. Valeriu Canţer şi Editura “Evrica!”, România (redactor - şef Emilian Micu).



SUBIECTELE PROPUSE LA CONCURSUL DE FIZICĂ “MIHAI MARINCIUC”

CLASA A XI-A 1. În timpul ploii picăturile de apă cad de pe acoperişul unei case după fiecare pătrime de

secundă. Determinaţi: a) distanţă dintre primele două picături la momentul desprinderii picăturii a zecea; b) viteza cu care se mişcă prima picătură în raport cu a doua. 2. Într-un vas împărţit în două părţi egale se află aer la aceeaşi temperatură şi aceeaşi presiune

p. În peretele despărţitor sunt montate două pompe: una pompează aerul din prima parte în a doua cu viteza de pompare (volumul aerului pompat în unitatea de timp) C

1, iar cealaltă

– din a doua în prima cu viteza de pompare C2. Determinaţi presiunile aerului ce se vor

stabili în fiecare parte a vasului.

3. În trei tuburi comunicante de secţiuni egale S = 10 cm2 se

toarnă apă astfel, încât deasupra rămâne câte o coloană de aer de aceeaşi înălţime h = 10 cm la presiunea atmosferică p

0 =

105 Pa. Tubul din dreapta se acoperă cu un piston uşor ce se

poate mişca fără frecare, cel din centru este închis, iar cel din stânga – deschis. Sub acţiunea unei forţe pistonul este coborât pe o distanţă egală cu 2h. Determinaţi:

a) înălţimea coloanei de aer din tubul cu piston; b) înălţimea coloanei de aer din tubul închis; c) volumul de apă care curge din tubul deschis. 4. Un corp mic de masă m alunecă fără viteză iniţială din vârful

unei bile de rază R fixată pe o suprafaţă plană. Frecarea dintre corp şi bilă se neglijează. Determinaţi:

a) forţa cu care corpul apasă pe suprafaţa bilei; b) înălţimea de la suprafaţa plană, la care corpul se desprinde de bilă; c) distanţa pe orizontală de la punctul de tangenţă a bilei cu planul pe care se află până la punctul de cădere a corpului. CLASA A X-A 1. Un elev aleargă pe un escalator în mişcare. Prima dată el a numărat 50 de trepte, iar a doua

dată, alergând în acelaşi sens cu o viteză în raport cu escalatorul de trei ori mai mare, a numărat 75 de trepte. Câte trepte ar fi numărat elevul pe escalatorul aflat în repaus?

2. În timpul ploii picăturile de apă cad de pe acoperişul unei case după fiecare pătrime de secundă. Determinaţi:

a) distanţă dintre primele două picături la momentul desprinderii picăturii a zecea; b) viteza cu care se mişcă prima picătură în raport cu a doua. 3. O minge cade liber de la înălţimea h = 60 m pe o şosea orizontală. La fiecare ciocnire cu

şoseaua viteza ei se micşorează de două ori. Ce distanţă parcurge mingea de la începutul căderii până la oprire?

4. Un corp este aruncat cu viteza 0v sub un unghi faţă de un plan înclinat lung ce formează

unghiul cu orizontul. Neglijând rezistenţa aerului, determinaţi: a) timpul de zbor al corpului; b) distanţa de zbor a corpului de-a lungul planului înclinat; c) înălţimea maximă la care se ridică corpul deasupra planului înclinat; d) viteza corpului în punctul de cădere.



Fig. 1

Fig. 1

CLASA A IX-A 1. a) Într-un vas sunt turnate mase egale de lichide imiscibile, ale căror densităţi ρ

1, ρ

2 şi ρ

3

sunt diferite. Înălţimea totală a coloanelor de lichid este egală cu H. Determinaţi presiunea exercitată de cele trei lichide pe fundul vasului.

b) Un corp încălzit până la temperatura t1 = 100

oC se introduce într-un calorimetru cu

lichid a cărui temperatură creşte cu ∆t = 10oC, temperatura de echilibru fiind t = 30

oC.

Care va fi temperatura de echilibru termic, dacă în calorimetru se mai introduce un al

doilea corp identic cu primul, dar încălzit până la temperatura t2 = 50

oC?

2. Un elev aleargă pe un escalator în mişcare. Prima dată el a numărat 50 de trepte, iar a doua dată, alergând în acelaşi sens cu o viteză în raport cu escalatorul de trei ori mai mare, a numărat 75 de trepte. Câte trepte ar fi numărat elevul pe escalatorul aflat în repaus?

3. n conductoare identice sunt conectate în serie şi formează un poligon închis. (În Figura 1 este indicat un exemplu pentru n = 7). La conectarea unei tensiuni U

0 la două

vârfuri vecine (A şi B), intensitatea curentului ce trece prin sursa de curent este egală cu I

1. La conectarea

tensiunii U0 la două vârfuri situate peste unul (punctele A

şi C) intensitatea curentului se micşorează de 1,5 ori. Să se determine numărul de conductoare.

4. De capătul unui bastonaş omogen cu masa m = 4 kg este atîrnată cu un fir de aţă o bilă din aluminiu cu raza r = 0.5 cm. Bastonaşul se aşază pe marginea unui pahar cu apă, străduindu-se să se obţină echilibrul la introducerea unei jumătăţi a bilei în apă. Să se afle în ce raport al braţelor împarte punctul de sprijin

bastonaşul? (Densitatea aluminiului ρ = 2700 kg/m3, densitatea apei ρ

0 = 1000 kg/m

3).

CLASA A VIII-A 1. Bara din Figura 1 are lungimea l = 0,75 m şi secţiunea S = 1 cm

2. Ea este confecţionată

prin sudarea altor două bare de lungimi l1 şi, respectiv, l

2 din metale diferite, având

densităţile ρ1 = 7200 kg/m

3 şi, respectiv, ρ

2 = 7800 kg/m

3. Cunoscând masa barei întregi,

m = 561,6 g: a) Calculează volumul barei; b) Ce densitate are bara?; c) Află masa m

1;

d) Află masa m2;

e) Determină lungimea l1;

f) Determină lungimea l2;

g) Află volumul V1;

h) Află volumul V2.

2. Aflaţi viteza medie a unui avion dacă se ştie că prima treime din distanţă el a zburat cu viteza 1v = 700 km/h, a doua treime cu viteza 2v = 500 km/h, iar restul distanţei cu viteza

de două ori mai mare decât viteza medie pe primele două porţiuni. 3. a) Într-un vas sunt turnate mase egale de lichide imiscibile, ale căror densităţi ρ

1, ρ

2 şi ρ

3

sunt diferite. Înălţimea totală a coloanelor de lichid este egală cu H. Determinaţi presiunea exercitată de cele trei lichide pe fundul vasului.



b) Un corp încălzit până la temperatura t1 = 100

oC se introduce într-un calorimetru cu

lichid a cărui temperatură creşte cu ∆t = 10oC, temperatura de echilibru fiind t = =

30oC. Care va fi temperatura de echilibru termic, dacă în calorimetru se mai introduce

un al doilea corp identic cu primul, dar încălzit până la temperatura t2 = = 50

oC?

CLASA A VII-A 1. Turnul Eiffel din Paris (Figura 1) este confecţionat din oţel şi are înălţimea de

300 m, iar masa de 7200 t. Ce masă va avea modelul acestui turn cu înălţimea de 30 cm, confecţionat dintr-o substanţă, a cărei densitate este de 2 ori mai mică decât cea a oţelului?

2. Bara din Figura 2 are lungimea l = 0,75 m şi secţiunea S = 1 cm2. Ea este

confecţionată prin sudarea altor două bare de lungimi l1 şi, respectiv, l

2 din

metale diferite, având densităţile ρ1 = 7200 kg/m

3 şi, respectiv, ρ

2 = 7800

kg/m3. Cunoscând masa barei întregi, m = 561,6 g:

a) Calculează volumul barei; b) Ce densitate are bara?; c) Află masa m

1;

d) Află masa m2;





3. Aflaţi viteza medie a unui avion dacă se ştie că prima treime din distanţă el a zburat cu viteza 1v = 700 km/h, a doua treime cu viteza 2v = 500 km/h, iar restul distanţei cu viteza

de două ori mai mare decât viteza medie pe primele două porţiuni. CLASA A VI-A 1. Un cub din lemn de fag are densitatea de 750 kg/m

3, iar volumul de 1000

cm3 (Figura 1). Considerând g = 10 N/kg, determină:

a) latura cubului; b) suprafaţa unei feţe a cubului; c) suprafaţa totală a cubului; d) masa lemnului conţinut în cub; e) forţa de greutate a cubului.

f) Reprezintă forţa de greutate

G . g) Reprezintă grafic dependenţa forţei de greutate în funcţie de masa m a

cubului. 2. Turnul Eiffel din Paris (Figura 2) este confecţionat din oţel şi are înălţimea de

300 m, iar masa de 7200 t. Ce masă va avea modelul acestui turn cu înălţimea de 30 cm, confecţionat dintr-o substanţă, a cărei densitate este de 2 ori mai mică decât cea a oţelului?3. Bara din Figura 3 are lungimea l =

0,75 m şi secţiunea S = 1 cm2. Ea este confecţionată prin sudarea altor două

bare de lungimi l1 şi, respectiv, l

2 din metale diferite, având densităţile ρ

1 =

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 1

Fig. 2



7200 kg/m3 şi, respectiv, ρ

2 = 7800 kg/m

3. Cunoscând masa barei întregi, m = 561,6 g:

a) Calculează volumul barei; b) Ce densitate are bara?; c) Află masa m

1;

d) Află masa m2;





OLIMPIADA INTERNAŢIONALĂ DE ASTRONOMIE ŞI

ASTROFIZICĂ POLONIA, 25august - 3 septembrie 2011

Prof.dr. Petru CRĂCIUN

Colegiul Agricol, Fălticeni, România

În perioada 25 august - 3 septembrie 2011 s-a desfăşurat în Polonia Olimpiada Internaţională de Astronomie şi Astrofizică la care au participat 30 de echipe din 27 de ţări. Menţionăm că unele ţări cum ar fi Polonia, China şi Iranul au avut dreptul dacă au dorit să participe cu două echipe în concurs deoarece au organizat în anii anteriori ediţiile trecute ale acestei olimpiade. Fiecare echipă era formată din cinci elevi de liceu şi doi lideri şi eventual observatori care nu au drept de opinie în şedinţele de bord ale Olimpiadei.

Elevii echipei României care au participat la această olimpiadă au reprezentat lotul restrâns al României care a rezultat de la Olimpiada Naţională de Astronomie şi din lotul lărgit în urma mai multor probe.

Pregătirea lotului României s-a desfăşurat la Călimăneşti (Vâlcea), la Centrul de Pregătire pentru Performanţă care este organizat de către profesorul dr. Mihail Sandu şi la care au participat profesori cu experienţă din România.

Cea mai importantă probă de la această olimpiadă a fost proba pe echipe la care România a obţinut punctajul cel mai bun adică Locul I în lume, învingând echipa Iranului (locul II), echipa Indiei (locul III) şi celelalte ţări participante. Lotul României a fost format din 5 elevi (Ana–Maria Constantin, Mihai Răcoreanu, Andrei Cuceu, Bogdan Marchiş, Roberta Răileanu). Fiecare elev a primit câte o medalie de aur. La acestea se mai adaugă două medalii de bronz la probele individuale. Astfel drapelul României a fost medaliat cu 7 medalii (5 de aur şi 2 de bronz).

La această performanţă au contribuit şi orele de observaţii astronomice realizate cu telescoape şi lunete de la Colegiul Agricol Fălticeni, Palatul Copiilor, Suceava, şi Societatea Ştiinţifică „Cygnus”.

Primit la redacţie: 12.12.2011

Fig. 3

34 Probleme, concursuri, olimpiade FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE ...

Documents

Transcript of 34 Probleme, concursuri, olimpiade FIZICA ŞI TEHNOLOGIILE ...