Olimpiada de Fizică X Etapa pe judeţ 5 februarie Barem de ealuare şi de notare Se punctează oricare altă modalitate de rezolare corectă a problemei Problema I Geamandura Sarcina de lucru nr. Nr. item Punctaj.a. Pentru:,5p,p condiţia de echilibru a cilindrului: p g ys M g p S legea transformării izoterme aplicată pentru aerul din cilindru p S h p S x,p condiţia de echilibru a pistonului: S mg p x y gs p,p expresia înălţimii coloanei de aer din cilindrul geamandurii mg M g x g S,5p.b. Pentru:,5p expresia presiunii aerului din cilindru g S h p p,5p mg M g Problema I Pagina din 8. Orice rezolare corectă ce ajunge la rezultatul corect a primi punctajul maxim pe itemul respecti.. Orice rezolare corectă, dar care nu ajunge la rezultatul final, a fi punctată corespunzător, proporţional cu conţinutul de idei prezent în partea cuprinsă în lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleasă de ele.
.c. Pentru:,5p expresia distanţei dintre partea superioară a cilindrului şi suprafaţa apei p M h p S y g S m g M g,5p Nr. Sarcina de lucru nr. Punctaj item.a. Pentru:,p y,5p g S h g M g p S M m g S h M g p S expresia tensiunii limită în cablu g M m lim 55 N domeniul de alori pentru tensiunea din cablu: N, 55 N lim,p,5p,p Obseraţie: În cursul unui proces izoterm efectuat de aerul din cilindru, presiunea minimă s-ar realiza atunci când pistonul ar ajunge la capătul de jos al cilindrului, adică atunci când olumul aerului din cilindru ar deeni maxim x h mg M g lim ' h g S ' 5 N lim Pentru orice tensiune mai mare decât lim', presiunea din as ar rămâne p, pentru că pistonul rămâne la capătul cilindrului.b. Pentru:,5p m M h x S M g,p p S, m x, 99m,5p Oficiu,p OAL Problema I p Barem de ealuare şi de notare propus de: Dr. Delia DAIDESCU Facultatea de Fizică Uniersitatea Bucureşti Dr. Adrian DAFINEI Facultatea de Fizică Uniersitatea Bucureşti Problema I Pagina din 8
Olimpiada de Fizică X Etapa pe judeţ 5 februarie Barem de ealuare şi de notare Se punctează oricare altă modalitate de rezolare corectă a problemei Problema a II-a Oglinda din laborator Nr. Sarcina de lucru nr. Punctaj item.a. Pentru:,p realizarea unei schiţe corecte care să eidenţieze mersul razelor de lumină prin sistemul analizat în cadrul acestei sarcini de lucru de exemplu: Problema a II-a Pagina din 8. Orice rezolare corectă ce ajunge la rezultatul corect a primi punctajul maxim pe itemul respecti.. Orice rezolare corectă, dar care nu ajunge la rezultatul final, a fi punctată corespunzător, proporţional cu conţinutul de idei prezent în partea cuprinsă în lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleasă de ele.
sau,5p A B 8a MP' c P' c determinarea expresiei lungimii minime a oglinzii, folosind asemănarea triunghiurilor P' CD şi P' A B CD a,5p.b. Pentru:,p realizarea unei schiţe corecte care să eidenţieze mersul razelor de lumină prin sistemul analizat în cadrul acestei sarcini de lucru de exemplu: ' M c ' 5c ' 6c ' S 7c ' N 8c MD a,p Problema a II-a Pagina din 8
5 a E a 7 SU a NF a bancurile optice obserate integral: A B, A B, A 6 B 6, A 7 B 7, A B, A B, A B, A B, A 5 B 5 şi A 6 B 6 bancurile optice obserate parţial: A 9 B 9 şi A B.,5p 5 Obseraţie: se punctează orice soluţie corectă analitică / grafică de rezolare a acestei sarcini de lucru,5p.c. Pentru:,5p realizarea unei schiţe corecte care să eidenţieze mersul razelor de lumină prin sistemul analizat în cadrul acestei sarcini de lucru de exemplu:,p E" y EC x Problema a II-a Pagina 5 din 8
HA x a 5 " H 6c y ED a x FB 5a x " F c y asemănarea triunghiurilor EC HA 5 " E " H x y x a 6c y asemănarea triunghiurilor ED FB " E " F a x y x 5a c y c x a y c x a y a c x a y c " EC şi "HA5 " ED şi "FB,5p,5p,5p,p,5p A C a 9 c,p Problema a II-a Pagina 6 din 8
Nr. Sarcina de lucru nr. Punctaj item.a. Pentru:,5p x x,p 5 c expresia primei formule fundamentale a lentilelor subţiri,p x x f f 5 c,p ' x d ' x c f 5 c,p c d,p realizarea unei schiţe corecte care să eidenţieze mersul razelor de lumină prin sistemul analizat în cadrul acestei sarcini de lucru de exemplu:,8p P' A P' B c a c a caz particular P ' A c P ' B c c a 7,p Problema a II-a Pagina 7 din 8
c 7 c c c distanţele de edere pentru bancurile optice din rândul întâi sunt mai mari decât distanţa d, deci sunt cuprinse în câmpul de edere [ d, ) al lui Mihai, care poartă ochelari,p precizarea referitoare la faptul că Mihai ede clar imaginile tuturor bancurilor optice din primul rând, atunci când poartă ochelarii de distanţă,p Oficiu,p OAL Problema a II-a p Barem de ealuare şi de notare propus de: Dr. Delia DAIDESCU Facultatea de Fizică Uniersitatea Bucureşti Dr. Adrian DAFINEI Facultatea de Fizică Uniersitatea Bucureşti Problema a II-a Pagina 8 din 8
EZOLAE ȘI BAEM PENU EALUAE Problema ermodinamică Problema Parţial Punctaj Barem A. a) p ) p În transformările şi respecti gazul nu schimbă lucru mecanic cu exteriorul. Ca urmare transformările şi respecti sunt transformări izocore. este o încălzire izocoră, kj (căldură primită de gaz), eoluţia crescătoare a temperaturii gazului fiind, iar eoluţia crescătoare a presiunii gazului fiind p p. ransformarea este o răcire izocoră, kj (căldură cedată de gaz), eoluţia descrescătoare a temperaturii gazului fiind, iar eoluţia descrescătoare a presiunii gazului fiind p p. Deoarece kj, rezultă: C C C. Utilizând informaţiile din figura alăturată, în acord cu principiul I al termodinamicii, rezultă: 8 6 kj,5 L kj,5 p,, p,, L constant
kj C căldură primită de gaz p p p p C p p C,, p,, p al b L kj b L kj a căldură primită de gaz L lucru mecanic cedat (efectuat) de gaz constant p p ln ln C p p p p C p C p,, p,, L constant C kj căldură cedată de gaz C kj C C C C p p p p p p p p C p C C p,, p,,,5,5
p p ln ln ln ln C C C C C C p p C C p C p ln C. Pe ultimul sector al ciclului, eoluţia izotermă a sistemului începe din starea, sistemul eliberează căldura kj, primeşte lucrul mecanic L kj şi ajunge în starea, ai cărei parametri sunt: p, p,,, ln ln ln ln C C ln p ln C p p p p p p p,, p,,. max max min. min,5,5
) p Graficul transformării ciclice, transpus în diagrama p, este reprezentat în figura alăturată., p B. b) p ),5 p După înlăturarea foliei de la gura paharului și după realizarea stării de echilibru, eidențiată în desenul b din figura alăturată, eoluția aerului din pahar fiind izotermă, rezultă: p = p p h = pd p + g h = o + g ( h + d + H) p h H = ( g d h - ) + ( ) - d.,5 ),5 p Eoluția sistemului, până la eacuarea celor două straturi de lichid din pahar și așezarea lor așa cum indică desenul c din aceeași figură, însemnează extinderea aerului în tot paharul într-o transformare generală astfel încât aem:
p p = p p = g (h + H + h a ) + gh u p s h s h g h u = h a = d h H h a h u. S S p C. c) p Notații: densitatea gazului în sfera mare densitatea gazului în sfera mică. La momentul inițial, înaintea exploziei sferei interioare, centrul de masă (CM) al aparatului, reprezentat în desenul din figura alăturată, se determină ca fiind centrul de masă al unui sistem format din două puncte materiale:,5 P m m CM P x x - punctul material P, situat în centrul sferei mari, aând masa: m, ca și cum acest gaz ar umple în întregime sfera mare, unde este densitatea gazului din sfera mare - punctul material P, situat în centrul sferei mici, aând masa: m, ca și cum un gaz cu densitatea, ar umple în întregime sfera mică. Pentru a stabili poziția CM al sistemului, înaintea exploziei, rezultă: m x mx x x m m x x m m m m,5,5,5
Barem de ealuare şi de notare propus de: Prof. dr. Mihail Sandu, Liceul ehnologic de urism, Călimăneşti 7 x. 7 8 x Explozia din aparat nu modifică poziția centrului de masă al sistemului. Deoarece după explozie întregul aparat se deplasează pe distanța d, însemnează că centrul de masă al aparatului se află la distanța d față de poziția inițială a centrului sferei mari. În aceste condiții, rezultă: 7 d x d d. d d După explozie, centrul de masă al aparatului este centrul de masă al sferei cu raza, plină cu un gaz aând densitatea: 8 7 8. d ezultă:. initial final initial final d p p,5,5,5,5,5 Oficiu p