Pagina 1 din 2

1. Fiecare dintre subiectele 1, 2, respectiv 3 se rezolv pe o foaie separat care se secretizeaz. 2. n cadrul unui subiect, elevul are dreptul s rezolve cerinele n orice ordine. 3. Durata probei este de 3 ore din momentul n care s-a terminat distribuirea subiectelor ctre elevi. 4. Elevii au dreptul s utilizeze calculatoare de buzunar, dar neprogramabile. 5. Fiecare subiect se puncteaz de la 10 la 1 (1 punct din oficiu). Punctajul final reprezint suma acestora.

Olimpiada de Fizic Etapa pe jude

15 februarie 2014

Subiecte

VII

1. ntrecere n bazinul de not Doi nottori se antreneaz ntr-un bazin cu lungimea m49 , plecnd simultan din capetele opuse A i B ale

bazinului. Pe tot parcursul antrenamentului, viteza fiecrui nottor este constant. Prima lor ntlnire are loc ntr-un punct aflat la m21d de captul B, iar a doua ntlnire se produce dup s35t de la prima. Se

neglijeaz timpii de ntoarcere la capetele bazinului.

a) Calculai viteza Bv a nottorului care pleac din captul B i viteza Av a nottorului care pleac din captul A.

b) Calculai momentul de timp T , msurat de la nceputul cursei, la care nottorii ajung simultan, pentru prima dat, n acelai capt al bazinului.

c) Reprezentai grafic, n acelai sistem de axe, dependena de timp a coordonatei fiecrui nottor msurat fa de captul A. Graficul se va trasa pentru intervalul de timp dintre momentul nceperii antrenamentului i momentul T , n spaiul corespunztor din FIA DE RSPUNS.

2. Determinarea masei Un elev dorete s determine masa unui magnet, dar nu are la dispoziie etaloane de mas. Dispune de o rigl de plastic i de o rigl de oel. Rigla de oel este gradat i are lungimea

cm20L , limea cm3 , grosimea mm1h . Densitatea

oelului este 3g/cm8 . Magnetul are forma unui cub cu

latura cm2a . Dispozitivul experimental utilizat este

reprezentat schematic n figura 1. Elevul fixeaz rigla de plastic n poziie orizontal i procedeaz astfel:

aaz magnetul pe rigla de oel astfel nct laturile magnetului s fie paralele cu muchiile riglei;

msoar, folosind gradaiile de pe rigla de oel, distana x de la captul

riglei la cea mai apropiat latur a magnetului;

poziioneaz apoi rigla de oel pe muchia riglei de plastic astfel nct sistemul s rmn n echilibru;

msoar, folosind gradaiile de pe rigl, distana y dintre captul riglei de

oel i muchia riglei de plastic; Elevul repet operaiile anterioare pentru alte poziii ale magnetului. Datele obinute experimental sunt prezentate n tabelul alturat. Pentru determinarea valorii masei magnetului pe baza datelor experimentale

culese de ctre elev vei utiliza metoda grafic de prelucrare a acestora.

a) Determinai relaia pe baza creia se poate determina valoarea masei magnetului n funcie de valorile

mrimilor cunoscute, respectiv determinate experimental yxahL ,,,,,, . b) Atunci cnd magnetul este deplasat pe rigla de oel cu o distan x , echilibrul sistemului este asigurat dac

rigla de oel este deplasat cu .y Stabilii, pe baza relaiei determinate la punctul a), relaia dintre deplasarea

y i deplasarea x .

c) Folosind datele din tabel, reprezentai grafic, n spaiul corespunztor din FIA DE RSPUNS, dependena

distanei y de distana x .

d) Calculai valoarea masei magnetului utiliznd reprezentarea grafic de la punctul c) i dependena stabilit la

punctul b).

Nr.

crt. x(cm) y(cm)

1 2,0 7,3

2 4,0 8,0

3 6,0 8,7

4 8,0 9,6

5 10,0 10,4

6 12,0 11,2

7 14,0 11,9

8 16,0 12,8

9 18,0 13,7

Figura 1 Dispozitivul experimental privit de sus

Pagina 2 din 2

1. Fiecare dintre subiectele 1, 2, respectiv 3 se rezolv pe o foaie separat care se secretizeaz. 2. n cadrul unui subiect, elevul are dreptul s rezolve cerinele n orice ordine. 3. Durata probei este de 3 ore din momentul n care s-a terminat distribuirea subiectelor ctre elevi. 4. Elevii au dreptul s utilizeze calculatoare de buzunar, dar neprogramabile. 5. Fiecare subiect se puncteaz de la 10 la 1 (1 punct din oficiu). Punctajul final reprezint suma acestora.

Olimpiada de Fizic Etapa pe jude

15 februarie 2014

Subiecte

VII 3. Mecanisme simple

A. n desenul din figura 2 este prezentat un pod mobil aflat la intrarea ntr-o cetate medieval. Podul poate fi ridicat prin intermediul a dou lanuri legate de capetele podului. Lungimea podului este ,m5 LOA iar masa

podului este uniform distribuit i are valoarea .t1m

Masa lanurilor este neglijabil fa de masa podului. Fiecare lan este trecut peste un scripete ideal i, pentru ridicarea podului, poate fi rulat pe un troliu (cilindru

rotitor). Scripeii sunt fixai, fa de axul n jurul cruia se rotete podul, la nlime egal cu lungimea podului. (Se cunoate faptul c, ntr-un triunghi dreptunghic, ipotenuza la ptrat este egal cu suma ptratelor catetelor)

a) Unul dintre strjeri ncepe ridicarea podului, aflat

iniial n poziie orizontal, prin rularea lanurilor pe troliu. Calculai valoarea

forei de tensiune din fiecare lan n momentul n care podul ncepe s se ridice.

b) Lanul este nfurat pe troliu cu viteza constant .cm/s20v Calculai

viteza captului A al podului n momentul n care podul formeaz unghiul

30 cu orizontala, ca n figura 3.

B. n figura 4 este reprezentat un sistem mecanic cu ajutorul cruia un om deplaseaz o lad de mas kg60m . Sistemul este alctuit dintr-un scripete

diferenial, un plan nclinat de unghi 30 i un scripete mobil (S).

Scripetele diferenial este realizat din doi tamburi coaxiali (T1 i T2), de raze cm30R i cm15r fixai rigid unul

de altul, i care se pot roti simultan n jurul axei comune. Peste aceti tamburi este trecut un lan a crui mas este neglijabil i care nu alunec pe tamburi. Lada este aezat pe planul nclinat i este prins la un capt, prin intermediul unui resort de constanta elastic kN/m10k , de un perete fix.

Cellalt capt al lzii este legat prin intermediul unei funii fr mas i inextensibil de axul scripetelui mobil. Se neglijeaz forele de frecare. a) Omul, avnd masa kg80M , acioneaz asupra lanului ca

n figura 4. Calculai alungirea maxim a resortului pe care o

poate menine omul. Se cunoate N/kg10g .

b) Considerai acum c resortul a fost nlturat. Omul trebuie

s deplaseze lada cu cm50 trgnd de lan cu viteza

constant cm/s401 v . Calculai durata deplasrii lzii. Se

cunoate c lungimea cercului de raz R este RL 2 , unde 14,3 .

Subiecte propuse de:

prof. Florina Brbulescu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti prof. Liviu Blanariu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti

prof. Constantin Gavril Colegiul Naional Sf. Sava, Bucureti prof. Muza Maftei Ministerul Educaiei Naionale, Bucureti

Figura 2

Figura 3

2r 2R

T1

T2

S

mna omului

Figura 4

FIA DE RSPUNS

1. ntrecere n bazinul de not

c)

3. Determinarea masei

c)

NU SEMNA ACEAST FOAIE! FOAIA VA FI ATAAT LUCRRII TALE

T t

x

0

Pagina 1 din 4

1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu

coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.

VII Olimpiada de Fizic

Etapa pe jude 15 februarie 2014

Barem Subiect 1 ntrecere n bazinul de not Parial Punctaj Barem subiect 1 10 a)

dtvtvtv

B

BA 1p

2 tvv AB 1p

m/s 2,1m/s; 6,12;)(2

BABA vvtdv

tdv 1p

3p

b) nottorii ajung simultan la captul bazinului atunci cnd nottorul mai rapid a parcurs cu o lungime de bazin mai mult dect cellalt:

1 NTvB 1p NTvA 1p

s 5,122

Tvv

TAB

1p

3p

c)

Reprezentarea corect a graficului pentru nottorul A 1,5p Reprezentarea corect a graficului pentru nottorul B 1,5p

3p

Oficiu 1p

T t

x

0

4T

3T

2T

43T

32T

Pagina 2 din 4

1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu

coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.

VII Olimpiada de Fizic

Etapa pe jude 15 februarie 2014

Barem Subiect 2 Determinarea masei Parial Punctaj Barem subiect 2 10 a. Masa riglei de oel este hLM 0,5p

Condiia de echilibru de rotaie:

22axymgyLMg 2p

2

2axy

yLhLm

0,5p

3p

b.

xMm

mMm

amLMy

22 0,5p

xMm

my

0,5p

1p

c. Alegerea corespunztoare a scrii att pe axa absciselor ct i pe axa ordonatelor 0,5p

Scrierea simbolului mrimii fizice i a unitii de msur corespunztoare pe cele dou axe 0,5p

Marcarea, pe grafic, a punctelor experimentale 0,5p Trasarea graficului dependenei distanei y de distana x sub forma unei linii drepte ce trece printre punctele experimentale. 1p

2,5p

d. Alegerea a dou puncte ce aparin dreptei i scrierea perechilor de valori

),,( 11 yx respectiv ),( 22 yx corespunztoare celor dou puncte alese de pe grafic

0,5p

Calcularea raportului 12

12

xxyy

0,5p

Calcularea valorii masei riglei g 48M 0,5p

Calcularea valorii masei magnetului pe baza relaiei Mm

mxy

0,5p

Se consider corect orice rezultat final: g 34g30 m 0,5p

2,5p

Oficiu 1p

Pagina 3 din 4

1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu

coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.

VII Olimpiada de Fizic

Etapa pe jude 15 februarie 2014

Barem

Subiect 3 Mecanisme simple Parial Punctaj Barem subiect 3 10 A. a) Scrierea condiiei de echilibru de rotaie:

TG MM 2 0,50p

2LmgM G 0,50p

TT bTM 0,25p

22LbT 0,25p

kN 5,34

2 TGT 0,50p

2p

b) Deoarece captul A aparine podului, el nu se poate nici apropia, nici deprta

de punctul O. Rezult c viteza Av a punctului A trebuie s fie perpendicular pe OA.

0,50p

Captul A aparine lanului, deci trebuie s se apropie de scripetele S cu viteza cm/s20v , orientat n lungul lanului. n plus, lanul se rotete n

jurul lui S. Punctul A particip i la aceast micare, cu o vitez v care nu trebuie s aib component n lungul lanului. Rezultatul compunerii celor

dou viteze trebuie s fie viteza Av .

0,75p

AMN este un triunghi dreptunghic cu 30Am . Ca urmare 2Avv . 0,25p

332

2

222 vvvvv AAA

0,25p

cm/s23Av 0,25p

2p

Pagina 4 din 4

1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu

coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.

VII Olimpiada de Fizic

Etapa pe jude 15 februarie 2014

Barem

Subiect 3 Parial Punctaj B. a) Notm: Tensiunea din lan care susine scripetele mobil cu 0T , tensiunea din lanul din mna omului cu 1'T , iar tensiunea din firul inextensibil T

TT 02 0,50p MgT 1 0,5p

11

0 2TrRRTT

0,25

et FGT 0,25p

2mgGt 0,25p

kFe 0,25p

cm 295,04 k

mgMg 0,50p

2,5p

b) Pentru o rotaie complet a tamburilor T1 i T2:

rR

vv

rtvRtv

2

1

2

1

22

0,50p

Deplasarea lzii n intervalul de timp cerut t este: tv

0,25p

n acelai interval de timp t , lungimea poriunii de lan care susine scripetele mobil S se micoreaz cu:

tvtvtv 212 1p

s 52

1

trR

Rv

t 0,75p

2,5p

Oficiu 1p

Soluii propuse de: prof. Florina Brbulescu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti

prof. Liviu Blanariu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti prof. Constantin Gavril Colegiul Naional Sf. Sava, Bucureti

prof. Muza Maftei Ministerul Educaiei Naionale, Bucureti

2014_Fizica_Judeteana_Clasa a VII-a_Subiecte.pdf2014_Fizica_Judeteana_Clasa a VII-a_Barem