P1 Lo stucco nel secchiello
1 Equilibrio – Dimostrazione: La forza necessaria per garantire l’equilibrio è minore di quella massima (di distacco). Forza d’attrito:
2 Valore minimo dell’intervallo :
3 Velocità del secchiello : verso il basso.
4 Accelerazione del secchiello : verso l’alto.
5 Velocità del secchiello : verso il basso.
6 Accelerazione del secchiello : verso l’alto.
OLIMPIADI DI FISICA – Gara Nazionale Teorica: 15.04.2016 Riservato alla COMMISSIONE
Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Free-Body Diagram, Impulse-Momentum Theorem, Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Block, Pulley Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)
P1 The stucco in the small bucket
1 Equilibrium – Demonstration: The force required to ensure equilibrium is less than the maximum (detachment) force. Friction force:
2 Minimum value of the interval :
3 Speed of the small bucket : downward.
4 Acceleration of the small bucket : upward.
5 Speed of the small bucket : downward.
6 Acceleration of the small bucket : upward.
PHYSICS OLYMPIAD – National Theoretical Competition: 15.04.2016 Reserved for the COMMITTEE
Solution: Soluzioni (PDF)
P2 Da lontano verso il solenoide
1 Campo e flusso interno:
2 Flusso del campo esterno: Dimostrazione: Uso del teorema di Gauss o valutazione del numero di linee di campo.
3 Forza sull’elettrone e traiettoria: Traiettoria Dimostrazione: Velocità e accelerazione sempre nello stesso piano.
4 Momento della forza: Dimostrazione: .
5 Relazione tra e :
6 Espressione di in funzione di :
7 Espressione della corrente minima:
OLIMPIADI DI FISICA – Gara Nazionale Teorica: 15.04.2016 Riservato alla COMMISSIONE
Topic: Magnetism, Rotational Dynamics, Electromagnetism Metodi: Gauss’s Law, Lorentz Force Analysis, Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Solenoid, Electron Fonte: Testo (PDF) — p.2 Soluzione: Soluzioni (PDF)
P2 From far away toward the solenoid
1 Field and internal flux:
2 Flux of the external field: Proof: Use of Gauss’s theorem or evaluation of the number of field lines.
3 Force on the electron and trajectory: Trajectory Proof: Velocity and acceleration always in the same plane.
4 Moment of the force: Proof: .
5 Relation between and :
6 Expression of as a function of :
7 Expression of the minimum current:
PHYSICS OLYMPIADS – National Theoretical Competition: 15.04.2016 Reserved for the COMMITTEE
Solution: Soluzioni (PDF)
P3 Scalda e raffredda
1 Potenza erogata e temperatura finale:
2 Potenza massima dispersa:
3 Condizione su :
4 Forza sul blocco:
5 Temperatura di equilibrio :
6 Aumento di entropia :
7 Differenza delle temperature di equilibrio: Spiegazione: Lavoro prodotto sull’esterno
8 Temperatura di equilibrio :
Topic: Thermodynamics, Circuits, Conservation of Energy Metodi: First Law of Thermodynamics, Energy Conservation Method, Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: Block, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)
P3 Heat and cooling
1 Power delivered and final temperature:
2 Maximum power dispersed:
3 Condition on :
4 Force on the block:
5 Balance temperature :
6 Increased entropy :
7 Difference in equilibrium temperatures: Explanation: Work produced abroad
8 Balance temperature :
Topic: Thermodynamics, Circuits, Conservation of Energy Metodi: First Law of Thermodynamics, Energy Conservation Method, Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: Block, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)