Условие

Республиканская олимпиада 2011 9 класс № 2

Задача 2. Сканер-стробоскооп1.

К этой задаче вам выдан отдельный лист-вкладыш с фотографиями. Стрелками на рисунках указано направление движения считывающей каретки. Будьте внимательны – изображения имеют разный масштаб. На некоторые из них нанесена сетка для облегчения вашей работы. Цена деления сетки – мм.

Свои графические построения (если они вам понадобятся) проводите непосредственно на этом листе. Описание последовательности построения, комментарии к ним, требуемые графики и окончательные выводы приводите в своей рабочей тетради!

Не забудьте вложить лист-вкладыш в свою тетрадь!

Принцип работы сканера известен (см. рис): в прямоугольном корпусе по направляющим с постоянной скоростью движется считывающая каретка , которая освещает узкой полоской света находящуюся сверху рабочую прозрачную поверхность, на которой находится сканируемый объект . Получаемое при этом изображение заносится в память компьютера.

А если сканируемый объект движется? В этом случае части (узкие освещаемые полоски) будут зафиксированы в тот момент, когда под ними проходит считывающая каретка, соответственно изображение объекта будет искажено. Однако эти искаженные изображения можно использовать для изучения законов движения тел, перемещающихся вблизи рабочей поверхности сканера.

Часть 1. Часы.

На рис. листа-вкладыша приведена фотография часов с движущейся секундной стрелкой, полученная с помощью сканера. Справа – изображение неподвижной линейки. – Укажите на рисунке направление движения считывающей каретки. – Кратко объясните, почему секундная стрелка оказалась изломанной. – Определите скорость движения каретки сканера.

Часть 2. Поступательное колебание стержня.

Тяжелый металлический стержень, подвешенный на длинных нитях, колеблется поступательно (то есть без вращения) вблизи рабочей поверхности сканера (см. рис). Направление колебаний стержня перпендикулярно направлению движения каретки. Положение стержня определяется координатой , ось которой показана на рисунке.

На рис. на листе-вкладыше показан получившаяся фотография колеблющегося стержня. На этом же рисунке – полоска миллиметровой бумаги.

2.1 Постройте график закона движения стержня . Для этого можете использовать сам рисунок – просто нанесите и оцифруйте на нем нужные оси.

2.2 Определите период колебаний стержня с максимально возможной точностью.

Сканер слегка наклонили и положили на его рабочую поверхность круглый стержень. Стержень скатывается в направлении, перпендикулярном направлению движения каретки. На рис. 3 листа-вкладыша приведена фотография скатывающегося стержня.

3

3.1 Укажите на этом рисунке направление движения стержня.

3.2 Покажите, что движение стержня можно считать равноускоренным.

3.3 Найдите ускорение стержня.

Часть 4. Крутильные колебания стержня.

Стержень подвешен на двух нитях и совершает крутильные колебания. На рис. 4 листа-вкладыша приведена фотография такого движения стержня. Из-за несовершенства эксперимента ось вращения немного перемещается в процессе колебаний.

4.1 Определите графически и укажите на рис. 4 область в которой может находиться ось вращения стержня .

4.2 Определите угловую амплитуду колебаний стержня.

4.3 Определите период крутильных колебаний.

Часть 5. Вращение стержня.

Стержень вращается вокруг неподвижной вертикальной оси над рабочей поверхностью сканера. Фотография движения приведена на рис. 5 листа-вкладыша.

5.1 Определите графически положение оси вращения стержня . Укажите, в какую сторону вращается стержень.

5.2 Определите среднюю угловую скорость вращения стержня с максимально возможной точностью.

На рис. 6. листа-вкладыша показана фотография вращения стержня с большей угловой скоростью.

5.3 Определите по этой фотографии угловую скорость вращения стрежня в этом случае.

Примечания

  1. 1. Нам хотелось сделать эту задачу экспериментальной, но мы не смогли обеспечить всех участников олимпиады персональными сканерами, компьютерами и принтерами. Все приведенные рисунки движущихся предметов получены нами в реальных экспериментах – пользуйтесь! ↩
Т2 Часы

В данной задаче вам предстоит дать кинематическое описание движения стрелок часов и рассмотреть несколько эффектов, связанных с их движением. Будем …

 Городская3-й этап 2019 9 кл. Закон движения и основная задача кинематикиРавномерное движениеСредняя и мгновенная скорость У Р Б П ≈4/5 Э1 Экспериментальная задача Э1

Сканирование движущихся объектов.

 СборыСборы 2023 ст. Равномерное движениеСредняя и мгновенная скоростьУскорение. Равноускоренное движение У Р Б П ≈3/5 Э1 Скатывание

Приборы и оборудование: Наклонная плоскость (крышка стола), покрытая бумагой, линейка 40 см, электронный секундомер, карандаш круглый, карандаш …

 Городская3-й этап 2011 10 кл. Равномерное движениеСредняя и мгновенная скоростьУскорение. Равноускоренное движение У Р Б П ≈4/5 Э2 Кручение и верчение

Добрый совет: не пытайтесь построить строгую теоретическую модель – помните сегодня Вы «чистый» экспериментатор!

Движение тела не всегда бывает …

 Городская3-й этап 2007 11 кл. Равномерное движениеСредняя и мгновенная скоростьУскорение. Равноускоренное движение У Р Б П ≈4/5 Э1 Долгопериодный маятник

Приборы и оборудование: крутильный маятник (линейка с грузами на подвесе в штативе), секундомер с памятью этапов, линейка 1 м, лазер с блоком …

 РеспубликанскаяРесп. 2023 9 кл. Равномерное движениеСредняя и мгновенная скоростьГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательная У Р Б П ≈4/5 Т2 Занимательное путешествие

Однажды юный физик Федя ехал в поезде к бабушке. Чтобы время не проходило в пустую, Федя решил измерить скорость и ускорение поезда, а также …

 Городская3-й этап 2011 9 кл. Закон движения и основная задача кинематикиРавномерное движениеСредняя и мгновенная скорость У Р Б П ≈4/5
Нужна подсказка? →

Оригинал в архиве олимпиады