Problem 1 (8 points)
Topic: Oscillations & Waves Metodi: Physical Modeling, Simple Harmonic Motion Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2
Problema 1 (8 punti)
Topic: Oscillations & Waves Metodi: Physical Modeling, Simple Harmonic Motion Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2
Problem 2 (15 points) Contact Secretariat Lulu Hoffmeister Tel.: 0431 / 880-53 87 Fax: 0431 / 880-31 48 E-mail: info@ipho.info Competition management Dr. Stefan Petersen Tel.: 0431 / 880-51 20 E-mail: petersen@ipho.info IPN • Olshausenstr. 62 • D-24098 Kiel Further information about the competition at www.ipho.info Rotating disk A disk of radius R rotates freely in the horizontal plane about its centre. Attached to it is a point mass m, which oscillates periodically with frequency f and amplitude R about the centre of the disk. The axis of oscillation rotates together with the disk. Because of the oscillation of the point mass, the angular velocity of the disk changes. The following graph* shows in arbitrary units as a function of time. Determine the oscillation frequency f of the point mass and the ratio of its mass m to the mass of the disk. The disk has a homogeneous mass distribution. Available at higher resolution on the competition website. Hot wire The following graph shows the measured current– voltage characteristic of a wire that has a length of 10 cm and a diameter of 0.20 mm. At each measurement one waits some time until the values have stabilized. State which form of heat transport at high temperatures is mainly responsible for carrying away the heat. Consider this form of heat transport in order to produce a graph for the specific resistance of the wire as a function of its temperature T (for T > 1000 K). *Available at higher resolution on the competition website.
cylindrical aquarium with people to scale
Topic: Rotational Dynamics, Oscillations & Waves, Thermodynamics Metodi: Simple Harmonic Motion Analysis, Conservation Laws, Experimental Data Analysis, Graph Linearization Competenze: Mathematical Modeling, Experimental Data Analysis, Graph Linearization Objects: Disk, Wire Fonte: Testo (PDF) — p.2
Problema 2 (15 punti) Contatto Segreteria Lulu Hoffmeister Tel.: 0431 / 880-53 87 Fax: 0431 / 880-31 48 E-mail: info@ipho.info
Gestione della competizione Dr. Stefan Petersen Tel.: 0431 / 880-51 20 E-mail: petersen@ipho.info
IPN • Olshausenstr. 62 • D-24098 Kiel Ulteriori informazioni sulla competizione su www.ipho.info
Disco rotante Un disco di raggio R ruota liberamente nel piano orizzontale intorno al suo centro. Al disco è collegata una massa puntiforme m, che oscilla periodicamente con frequenza f e ampiezza R rispetto al centro del disco. L’asse dell’oscillazione ruota insieme al disco. A causa dell’oscillazione della massa puntiforme, la velocità angolare del disco varia. Il seguente grafico* mostra in unità arbitrarie in funzione del tempo. Determinare la frequenza di oscillazione f della massa puntiforme e il rapporto tra la sua massa m e la massa del disco. Il disco ha una distribuzione omogenea della massa. *Disponibile in risoluzione maggiore sul sito web della competizione.
Filo caldo Il seguente grafico* mostra la caratteristica corrente-tensione misurata di un filo lungo 10 cm e con diametro 0,20 mm. In ogni misurazione si attende un certo tempo fino a quando i valori si stabilizzano. Indicare quale forma di trasporto del calore alle alte temperature è principalmente responsabile del trasferimento del calore. Considerare tale forma di trasporto del calore per produrre un grafico della resistività specifica del filo in funzione della sua temperatura T (per T > 1000 K). *Disponibile in risoluzione maggiore sul sito web della competizione.
cylindrical aquarium with people to scale
Problem 3 (14 points)
rotating disk with point mass m and R
omega vs time graph for rotating disk
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Disk Fonte: Testo (PDF) — p.3
Problema 3 (14 punti)
rotating disk with point mass m and R
omega vs time graph for rotating disk
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Disk Fonte: Testo (PDF) — p.3
Problem 4 (13 points)
IPN Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel Round 1 When? From April 2010. Submission deadlines can be found on the IPhO website. Who? Anyone interested who, in the 2010/2011 school year, attends a general-education German school and was born after 30.06.1991. Where? The problems are solved as homework. You hand your work to a subject teacher for correction. How? Four problems are to be solved, from all areas of physics. The solutions may be written by hand or on a computer and should be comprehensible but not unnecessarily long. Textbooks may be used provided the sources are cited. Formulas that appear in the common textbooks need not be derived. Only individual work is permitted. Anyone who, in the 2010/2011 school year, has not yet reached the second-to-last grade level receives a points bonus. What can you win? All participants receive a certificate of participation or an award certificate. Round 2 When? September to October 2010. Who? The problems are sent to all prize winners of the first round. Where? You again solve the problems at home and send your work, uncorrected, for correction by 29 October 2010 to your regional coordinator. It will later be reviewed once more at the IPN. How? Theoretical and experimental physical problems are to be worked on. These are more demanding than in the first round. Otherwise the same rules apply as for the first round. What can you win? All participants receive an award certificate with an evaluation sheet. The 50 best are invited to the third round. The regional coordinators coordinate the running of the first two rounds in the individual federal states. They are your contact persons up to the third round. Round 3 When? 29 January – 04 February 2011. Who? The roughly 50 best of the second round. Where? The third round takes place as a one-week seminar at DLR Göttingen. How? Now two theoretical and two experimental written exams without reference literature are to be worked on. In the afternoons there are problem seminars and excursions. What can you win? All participants receive, in addition to a book voucher and a subscription, an award certificate with an evaluation sheet. Young talents are offered the opportunity to take part in the European Science Olympiad (EUSO), a science team competition. Round 4 When? 26 April – 1 May 2011. Who? The 15 best of the third round. Where? For the fourth round the participants are invited for a week to DESY in Hamburg. How? Here theoretical and experimental written exams are again on the programme. To prepare for the IPhO, problem seminars are held that are specifically aimed at typical types of question. What can you win? The five most successful not only make up the Olympic team, but with this round also go through the selection process for the Studienstiftung des deutschen Volkes. For the others, besides a cash prize of 500 euros, there are language trips and internships to be won. In addition, the Deutsche Physikalische Gesellschaft awards its student prize to the team members. Baden-Württemberg Fabian Bühler Schülerforschungszentrum Südwürttemberg Gutenbergstr. 18 88348 Bad Saulgau baden-wuerttemberg@ipho.info Bayern StD Richard Reindl Werdenfels-Gymnasium Wettersteinstraße 30 82467 Garmisch-Partenkirchen bayern@ipho.info Berlin Dr. Ingo Wilken Lise-Meitner-Schule Rudower Str. 184 12351 Berlin berlin@ipho.info Brandenburg Christian Kaspar Carl-Friedrich-Gauß-Gymnasium Friedrich-Ebert-Str. 52 15234 Frankfurt/Oder brandenburg@ipho.info Bremen OStR Peter Weinhold Lloyd Gymnasium Grazer Str. 61 27568 Bremerhaven bremen@ipho.info Hamburg Detlef Kaack Institut für Lehrerfortbildung und Schulentwicklung Felix-Dahn-Straße 3 20357 Hamburg hamburg@ipho.info Hessen StR Jörg Steiper Albert-Schweizer-Schule Schülerforschungszentrum Nordhessen Kölnische Str. 89 34119 Kassel hessen@ipho.info Mecklenburg-Vorpommern Prof. Dr. Heidi Reinholz Institut für Physik Universität Rostock Universitätsplatz 3 18051 Rostock mecklenburg-vorpommern@ipho.info Niedersachsen Dr. Klaus Juraschek Felix-Klein-Gymnasium Böttinger Straße 17 37073 Göttingen niedersachsen@ipho.info NRW Arnsberg OStD Hans Beinghaus Bezirksregierung Arnsberg Dezernat 43 Laurentiusstraße 1 59821 Arnsberg nrw-arnsberg@ipho.info NRW Detmold StD Stefan Blumenthal StD Peter Goldkuhle Bezirksregierung Detmold Fachberatung Physik Leopoldstraße 13-15 32756 Detmold nrw-detmold@ipho.info NRW Düsseldorf LRSD Norbert Stirba Bezirksregierung Düsseldorf Am Bonneshof 35 40474 Düsseldorf nrw-duesseldorf@ipho.info NRW Köln StD Dieter Stauder Studienseminar für Lehrämter an Schulen Bonn Wegelerstr. 1 53115 Bonn nrw-koeln@ipho.info NRW Münster Reinhard Beer Bezirksregierung Münster Albrecht-Thaer-Str. 9 Dezernat 48 48147 Münster nrw-muenster@ipho.info Rheinland-Pfalz StD’ Beate Schuster Sickingen-Gymnasium Landstuhl Philipp-Fauth-Straße 3 66849 Landstuhl rheinland-pfalz@ipho.info Saarland Dr. Doris Simon Theodor-Heuss-Gymnasium Quierschieder Weg 4 66280 Sulzbach saarland@ipho.info Sachsen Joachim Brucherseifer Wilhelm-Ostwald-Gymnasium Willi-Bredel-Str. 15 04279 Leipzig sachsen@ipho.info Sachsen-Anhalt Wolfgang Pannicke Georg-Cantor-Gymnasium Torstraße 13 06110 Halle sachsen-anhalt@ipho.info Schleswig-Holstein Stefan Burzin Werner-Heisenberg-Gymnasium Rosenstraße 41 25746 Heide schleswig-holstein@ipho.info Thüringen SR Harald Ensslen Studienseminar Jena Philosophenweg 26 07743 Jena thueringen@ipho.info Addresses of the regional coordinators The picture on the front shows a plasma lamp, whose operating principle is explained, for example, at http://de.wikipedia.org/wiki/Plasmalampe. Information on the four selection rounds for the 42nd IPhO 2011 Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik
I-V curve of hot wire, current vs voltage
Topic: Geometric Optics Metodi: Ray Tracing, Snell’s Law, Thin Lens & Mirror Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3
Problema 4 (13 punti)
IPN Istituto educativo di Leibniz La scienza naturale e la matematica all’Università di Kiel Rondo 1 Quando? Dall’aprile 2010. I termini di presentazione possono essere trovati sull’IPhO sito web.
- Chi? Chiunque sia interessato a chi, in 2010/2011 school year, attends a general-education scuola tedesca e cosa è nato dopo 30.06.1991.
- Dove? I problemi vengono risolti come compiti. La tua mano il tuo lavoro a un insegnante di correzione. Come? Quattro problemi devono essere risolti, da tutti gli ambiti della fisica. Il soluzioni possono essere scritte a mano o su un computer e dovrebbe essere comprensibile ma Non troppo. Documenti di testo può essere utilizzato purché le fonti siano citate. Formulare che appaiono in i libri di testo comuni Non è necessario essere derivato. Solo Il lavoro individuale è consentito. Qualsiasi persona che, nell’anno scolastico 2010/2011, non abbia eppure ha raggiunto il secondo-to-last grade level riceve un bonus di punti. Cosa puoi vincere? Tutti i partecipanti ricevono un certificato di partecipazione o un certificato di premio. Rondo 2 Quando? Settembre to Ottobre
- Chi? I problemi sono inviati a tutti Premi vincitori del primo round.
- Dove? Tu risolvi i problemi di Home and send your work, non corretto, per correzione entro il 29 ottobre 2010 al coordinatore regionale. # E ’ più tardi # Reviewed once again at the IPN. Come? Teoretica e sperimentale fisico I problemi devono essere risolti. Questi sono più esigenti del primo round. In caso contrario, le stesse regole si applicano per Il primo round. Cosa puoi vincere? Tutti i partecipanti ricevono un certificato di riconoscimento con una scheda di valutazione. Il 50 Best sono invitati al terzo round. I coordinatori regionali coordinano il corso dei primi due round nei singoli stati federali. Sono le vostre persone di contatto fino al terzo round. Round 3 Quando? 29 gennaio 04 febbraio
- Chi? Il 50° migliore del secondo round.
- Dove? Il terzo round si svolge come seminario di una settimana presso la DLR Göttingen. Come? Ora due teorici e due esami sperimentali scritti senza La letteratura di riferimento è da lavorare. I giorni di pomeriggio ci sono seminari di problemi e
- Escursioni. Cosa puoi vincere? Tutti partecipanti ricevere, in aggiunta a un book voucher e un un certificato di riconoscimento con una scheda di valutazione. Giovani talenti Le ricerche e le attività di ricerca e di ricerca sono offerte all’Europa. Il concorso è stato organizzato dal Comitato di ricerca e sviluppo (CESO). Round 4 Quando? 26 aprile 1 maggio 2011.
- Chi? Il 15° migliore del terzo round.
- Dove? Per il quarto round I partecipanti sono invitati a partecipare a una settimana di DESY a Amburgo. Come? Qui gli esami scritti teorici ed sperimentali sono
- Ancora sul programma. Per preparare l’IPhO, vengono tenuti seminari di problemi che sono In particolare, si tratta di questioni di tipo tipico. Cosa puoi vincere? I cinque più riusciti non solo
- fare La La squadra olimpica, ma con questo round anche passate Il progetto di ricerca è stato presentato in occasione di una conferenza di ricerca sulla ricerca e sulla ricerca. Per I paesi terzi Premi in contanti di 500 euro, there are language trips e stagioni da vincere. Inoltre, il Società fisica tedesca Award its student prize ai membri del team. Baden-Württemberg Fabian Bühler Centro di ricerca per studenti di Sud Württemberg
- Gutenbergstr. 18 88348 Bad Saulgau baden-wuerttemberg@ipho.info Baviera StD Richard Reindl La scuola superiore di Werdenfels Strada meteorologica 30 82467 Chiese di Partenza di Garmisch bayern@ipho.info Berlino Dr. Ingo Wilken Scuola di scuola superiore Rudower Str. 184 12351 Berlino berlin@ipho.info Brandenburg Christian Kaspar Carl Friedrich-Gauß-Gymnasium Str. Friedrich-Ebert 52 15234 Francoforte/Oder Brandenburg@ipho.info Bremeno OStR Peter Weinhold Lloyd’s High School Strada Grazer . 61 27568 Bremerhaven Bremen@ipho.info L’Agenzia europea Detlef Kaack Istituto di formazione continua degli insegnanti e sviluppo scolastico Felix-Dahn Strasse 3 20357 Amburgo hamburg@ipho.info Hesse StR Jörg Steiper Scuola svizzera di Alberto Centro di ricerca per studenti di Nordhessen Str. Cologne 89 34119 Casella hessen@ipho.info Mecklenburg-Vorpommern Prof. Dr. Heidi legno di legno Istituzione di fisica Università di Rostock Piazza universitaria 3 18051 Rostock Mecklenburg-vorpommern@ipho.info La Germania Dr. Klaus Juraschek
- La scuola superiore Felix-Little Strada Böttinger 17 37073 Göttingen niedersachsen@ipho.info R.A. Arnsberg OStD Hans Beinghaus Regione di Arnsberg Discriminazione 43 Laurentiusstraße 1 59821 Arnsberg nrw-arnsberg@ipho.info NRW Detmold StD Stefan Blumenthal StD Peter Goldkuhle Regione Detmold Consulenza fisica Via Leopold 13-15 32756 Detmold nrw-detmold@ipho.info NRW Düsseldorf LRSD Norbert Stirba Regione di Düsseldorf Al Bonneshof 35 40474 Düsseldorf nrw-duesseldorf@ipho.info Cologne, Repubblica federale di Germania StD Dieter Stauder Seminario di studio per gli insegnanti delle scuole di Bonn
- Sotto il controllo. 1 53115 Bonn nrw-koeln@ipho.info Rinascimento Reinhard Beer Municipalità di Munster Albrecht-Thaer Str. 9 Discriminazione 48 48147 campioni nrw-muenster@ipho.info Rinasco-Pfalz StD’ Beate Schuster Sickingen-Gymnasium Landstuhl Rue Philipp-Fauth 3 66849 poltrone Rheinland-pfalz@ipho.info Saarland Dr. Doris Simon La scuola di Teodor-Heuss Via di chieri 4 66280 Sulzbach saarland@ipho.info Sassonia Gioias, il capo della polizia La scuola superiore di Wilhelm-Ostwald Strada Willi-Bredel. 15 04279 Leipzig Sachsen@ipho.info Sassonia-Annault Wolfgang Pannicke Georg Cantor-Gymnasium Torstrasse 13 06110 Sala Sachsen-anhalt@ipho.info Schleswig-Holstein Stefan Burzin La scuola superiore di Werner-Heisenberg Via Rosa 41 25746 Pagano Schleswig-holstein@ipho.info Turin S.r. Harald Ensslen Seminario di studi Jena Via filosofica 26 07743 Jena thueringen@ipho.info Addresses of the regional coordinators Il quadro sul fronte mostra una lampada plasma, il cui principio di funzionamento è spiegato, per esempio, a http://de.wikipedia.org/wiki/Lamma plasmatica. Informazioni sui quattro round di selezione per il 42° IPhO 2011 Leibniz Institute for the Pedagogy of Natural Sciences and Mathematics (Istituto Leibniz per l’educazione delle scienze naturali e della matematica)
I-V curve of hot wire, current vs voltage
Topic: Geometric Optics Metodi: Ray Tracing, Snell’s Law, Thin Lens & Mirror Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3