Colomb 2005

XXI Olimpiada Colombiana de Física INSTRUCCIONES GENERALES

1. NO ABRA ESTE FOLLETO HASTA QUE NO SE LE INDIQUE.
2. Las pruebas están rotuladas con el nombre del participante, sin embargo llene la información solicitada en los espacios asignados. NO ESCRIBA SOBRE EL CODIGO DE BARRAS.
3. Esta es una prueba de conocimientos generales de física a nivel de secundaria. Sus resultados no se utilizarán para clasificar colegios, su fin principal es motivar el estudio de la física y descubrir estudiantes especialmente dotados para esta materia.
4. Se dispone de 2 horas para resolver la prueba.
5. Es valido el uso durante la prueba de calculadoras, reglas de cálculo, tablas trigonométricas y de logaritmos, instrumentos de escritura y hojas en blanco. No están permitidos apuntes de clase, libros o consultas con otros estudiantes o profesores.
6. Haga sus cálculos preliminares en una hoja aparte, y consigne en el espacio asignado para cada problema lo que Ud. juzgue necesario.
7. Tómese donde sea necesario para la gravedad el valor $10{\text{m/s}}^2$, densidad del agua $1\cdot 10^3\text{kg}\cdot {\text{m}}^{-3}$ y presión atmosférica $1\cdot 10^5$ Pa.
8. El jurado calificador se reserva el derecho de no considerar soluciones confusas o ilegibles.
9. El comité Organizador se reserva el derecho de reexaminar cualquier estudiante antes de aceptar su puntaje como oficial. XXI OLIMPIADA COLOMBIANA DE FISICA Prueba Selectiva 9 de septiembre de 2005 APELLIDOS NOMBRES GRADO: COLEGIO DIRECCION PERSONAL TELEFONO CIUDAD ¡I M P O R T A N T E! Con mi firma certifico que este es mi trabajo personal y no recibi ninguna colaboración ajena. Firma del participante No escriba aquí

Prueba Selectiva 2005 Problemas Propuestos

1. Un pato está en la mitad de un estanque circular, en agua tranquila. Desafortunadamente en la orilla hay una zorra que lo acecha. Para alzar vuelo el pato tiene que estar en tierra pues desde el agua no puede hacerlo. Si la velocidad del pato en el agua es igual a 1 m/s determine la mínima velocidad que debe alcanzar la zorra para capturar con seguridad al ave, sabiendo que la zorra no puede meterse al agua.

XXI Olimpiada Colombiana de Física 2) En la gráfica adjunta se representan 4 diferentes movimientos rectilíneos. Complete la tabla de abajo, escribiendo para cada movimiento, el tiempo total del movimiento (t), el desplazamiento total (x) del movimiento, la velocidad final ($v_f$) y la aceleración (a). t, s v, m/s 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 I II III IV I II III IV t, s x, m $v_f$, m/s $a$, m/s${}^2$

Prueba Selectiva 2005 3) Un avión para despegar debe alcanzar una velocidad de 252 km/h. Determine cuanto tiempo requiere y la aceleración media si la longitud de la pista es 980 m. b) Cálculo de la aceleración a) Cálculo del tiempo

XXI Olimpiada Colombiana de Física 4) Un helicóptero que se halla a cierta altura comienza a descender verticalmente con aceleración $0,2{\text{m/s}}^2$. Sus aspas tienen una longitud de 5 m y efectúan 300 rpm (revoluciones por minuto). a) Determinar el número de giros que han efectuado las aspas mientras el helicóptero desciende 40 m.

• B. Calcule la velocidad lineal de los extremos de las aspas.
• C. Calcule la aceleración centrípeta del extremo de las aspas.

Prueba Selectiva 2005 5) ¿Qué fuerza debe aplicar la persona a la caja representada en la figura para que no resbale? El peso de la caja es 200 N y el coeficiente de rozamiento con el plano es $\frac{\sqrt{3}}{6}$.

$30^{\circ }$

XXI Olimpiada Colombiana de Física 6) Sobre una trayectoria rectilínea un tren avanza con una velocidad de 20 m/s. Un estudiante sobre un planchón que avanza a razón de 25 m/s lanza hacia el tren una pelota con una rapidez de 10 m/s respecto a él (es decir de 35 m/s respecto al piso). La pelota golpea el último vagón y rebota elásticamente. ¿Con qué velocidad ve el estudiante que se le acerca la pelota después del rebote? (Desprecie el efecto de la gravedad, es decir la bola no desciende.) 20 m/s 35 m/s 25 m/s

Prueba Selectiva 2005 7) Cuál es la potencia que se puede obtener de un generador en una hidroeléctrica, si a las paletas o álabes de la turbina llegan $250{\text{m}}^3$ de agua en 1 segundo desde una altura de 96 m en caída libre.

XXI Olimpiada Colombiana de Física 8) Un cubo de lado $L$ cuya densidad es $2{\text{g/cm}}^3$ flota sumergido hasta su mitad en un líquido de densidad $4{\text{g/cm}}^3$ como muestra la figura 1. Un estudiante vierte agua de densidad $1{\text{g/cm}}^3$ hasta que apenas cubre el cubo como muestra la figura 2. ¿Qué fracción de L permanece sumergida en el líquido denso? (Agua y líquido no se mezclan.) Figura 1 Figura 2

Prueba Selectiva 2005 9) Muchas cosas en la naturaleza adoptan la forma esférica. Por ejemplo, los granos de arena, las burbujas de jabón, las gotas de agua, la misma Tierra, la Luna y hasta el Sol son esféricos. Explique, al menos en estos casos, por qué estos cuerpos adoptan esta forma.

XXI Olimpiada Colombiana de Física 10) En el páramo (3 000 m sobre el nivel del mar) hay una cabaña con grandes ventanales de vidrio con su interior aislado del exterior pues tiene un eficiente sistema de calefacción. A nivel del mar hay una casa con grandes ventanales de vidrio igualmente aislada del exterior pues tiene un sistema de aire acondicionado. Describa en cada uno de estos casos cómo se empañan los respectivos vidrios de estas viviendas, indicando las causas por las cuales sucede esto y explicando sus características y efectos.

Prueba Selectiva 2005

Topic: Newtonian Mechanics, Fluid Mechanics, Thermodynamics Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Hydrostatic Equilibrium, Free-Body Diagram, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Inclined Plane, Block, Ball, Bubble, Droplet Fonte: Testo (PDF) — p.1

XXI Olimpiada colombiana di fisica Istruzioni generali

1. Non aprire questo volantino, non farlo indicare.
2. Le prove sono etichettate con il nome del partecipante, ma riempi l’informazione richiesto negli spazi assegnati. Non scrivete sul codice a barre.
3. Questa è una prova di conoscenza generale della fisica a livello secondario. I risultati non saranno utilizzati per classificare le scuole, il loro scopo principale è motivare lo studio della fisica e scoprire studenti particolarmente dotati per questo argomento.
4. Ha due ore per risolvere la prova.
5. Valori per l’uso durante la prova di calcolatori, regole di calcolo, tabelle trigonometriche e di logaritmi, strumenti di scrittura e fogli bianchi. Non sono permessi i biglietti Le domande di formazione sono state presentate in classe, in libri o in consultazione con altri studenti o docenti.
6. Fare i suoi calcoli preliminari su un foglio separato, e inserire nello spazio assegnato per Ogni problema che tu. - Se lo giudichi necessario.
7. Se necessario per la gravità, prendere $10{\text{m/s}}^2$, densità dell’acqua $1\cdot 10^3\text{kg}\cdot {\text{m}}^{-3}$ e pressione atmosferica $1\cdot 10^5$ Pa.
8. Il giurato qualificante si riserva il diritto di non considerare soluzioni confuse o illeggibili.
9. Il comitato organizzatore si riserva il diritto di riesaminare ogni studente prima di accettare il suo punteggio come ufficiale. XXI Olimpiada colombiana di fisica Prova selettiva 9 settembre 2005 Appellati NOMI GRADO: Scuola DIRECZIONE PERSONALE Telefono Città ¡I M P O R T A N T E! Con la mia firma cerco che questo è il mio lavoro personale e non ho ricevuto alcun collaborazione esterna. Firma del partecipante Non scrivere qui.

Prova selettiva 2005 Problemi proposti

1. Un pato è in mezzo a un stagno circolare, in acqua tranquilla. Sfortunatamente, sulla riva c’è una puttana che lo sta cercando. Per sollevare il volo Il pato deve essere sulla terra, non può farlo dall’acqua. Se la velocità La velocità minima deve essere determinata dal passo in acqua pari a 1 m/s. raggiungere la puttana per catturare in sicurezza l’uccello, sapendo che la puttana non può entrare nell’acqua.

XXI Olimpiada colombiana di fisica 2) Nel grafico allegato sono rappresentati 4 diversi movimenti rettilini. Completa la tabella di seguito, scrivendo per ogni movimento il tempo totale del movimento (t), spostamento totale (x) del movimento, velocità finale ($v_f$) e l’accelerazione (a). t, s v, m/s 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 I II III IV I II III IV t, s x, m $v_f$, m/s $a$, m/s${}^2$

Prova selettiva 2005 3) Un aereo da decollo deve raggiungere una velocità di 252 km/h. Determina quanto tempo richiesto e l’accelerazione media se la lunghezza della pista è di 980 m. b) Calcolo dell’accelerazione a) Calcolo del tempo

XXI Olimpiada colombiana di fisica 4) Un elicottero che si trova ad una certa altezza inizia a scendere verticalmente con un’accelerazione $0,2{\text{m/s}}^2$. I suoi le aspe hanno una lunghezza di 5 m e effettuano 300 rpm (rivoluzioni al minuto). a) Determinare il numero di giri effettuati dalle strisce mentre il Elicottero scende a 40 metri.

• B. Calcola la velocità lineare delle estremità delle aspe.
• C. Calcola l’accelerazione centripeta dell’estremità delle aspa.

Prova selettiva 2005 5) Che forza deve applicare la persona alla scatola rappresentata nella figura per far sì che Non è scappato? Il peso della scatola è di 200 N e il coefficiente di rasatura con il piano es $\frac{\sqrt{3}}{6}$.

$30^{\circ }$

XXI Olimpiada colombiana di fisica 6) Su un percorso rettilineo un treno si avanza a una velocità di 20 m/s. Un studente su un planchone che si avanza a velocità di 25 m/s lancia verso il treno una a velocità di 10 m/s rispetto a lui (cioè di 35 m/s rispetto a

• Piano). La palla colpisce l’ultimo vagone e rimbalza elasticamente. A che velocità? Vedi lo studente che si avvicina il pallone dopo il rimbalzo? (Sprega l’effetto della gravità, cioè la palla non scende.) 20 m/s 35 m/s 25 m/s

Prova selettiva 2005 7) Qual è la potenza che si può ottenere di un generatore in una centrale idroelettrica, se le le pallette o le palle della turbina arrivano $250{\text{m}}^3$ di acqua in 1 secondo da un’altezza di 96 m in caduta libera.

XXI Olimpiada colombiana di fisica 8) Un cubo laterale $L$ di densità $2{\text{g/cm}}^3$ flotta immerso fino a metà in un liquido di densità $4{\text{g/cm}}^3$ come mostrato in figura 1. Uno studente versò acqua di densità $1{\text{g/cm}}^3$ fino a quando non copre appena il cubo come mostra la figura 2. Quale frazione di L rimane immersa nel liquido denso? (Acqua e liquido non si (Sono un’operazione di ricambio). Figura 1 Figura 2

Prova selettiva 2005 9) Molte cose nella natura assumono la forma sferica. Per esempio, i I granelli di sabbia, le bolle di sapone, le gocce d’acqua, la stessa terra, la La luna e anche il sole sono sferici. Spiega, almeno in questi casi, perché questi I corpi adottano questa forma.

XXI Olimpiada colombiana di fisica 10) Nel deserto (3 000 m sopra il Il livello del mare) c’è una cabina con grandi finestre di vetro con il suo interno isolato dall’esterno, ha un sistema di il riscaldamento. Al livello del mare c’è una casa con grandi finestre di vetro altrettanto isolato dall’esterno

• E’ un sistema di aria.
• In condizione. Descrivi in ciascuno di questi casi Come si sfumano i rispettivi vetri di queste abitazioni, indicando le cause per cui questo succede e spiegando le sue caratteristiche e effetti.

Prova selettiva 2005

Topic: Newtonian Mechanics, Fluid Mechanics, Thermodynamics Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Hydrostatic Equilibrium, Free-Body Diagram, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Inclined Plane, Block, Ball, Bubble, Droplet Fonte: Testo (PDF) — p.1

The 21st Colombian Olympics in Physics The Commission shall adopt implementing acts in accordance with Article 21 of this Regulation.

1. Don’t open this brochure, make it not pointed out to you.
2. The tests are labeled with the name of the participant, however, it fills in the information requested in the allocated spaces. Don’t write about the barcode.
3. This is a test of general physics knowledge at the high school level. Its results will not be used to classify schools, its main purpose is to motivate the study of physics And discover students who are especially gifted for this subject.
4. You have two hours to solve the test.
5. Use during the test is valid for calculators, calculation rules, trigonometric tables and logarithms, writing instruments and blank sheets. No notes allowed class, books or consultations with other students or teachers.
6. Make your preliminary calculations on a separate sheet, and record in the space assigned to Every problem you have. I think it’s necessary.
7. Take where gravity is necessary the value $10{\text{m/s}}^2$, water density $1\cdot 10^3\text{kg}\cdot {\text{m}}^{-3}$ y presión atmosférica $1\cdot 10^5$ Pa.
8. The qualifying jury reserves the right not to consider solutions confusing or illegible.
9. The Organizing Committee reserves the right to reexamine any student before Accept your score as an officer. The 21st Colombian Olympics in Physics Selective testing 9 September 2005 Other articles The following is the list of the categories of products:

• What ? School The Commission has also adopted a proposal for a regulation on the Telephone CITY ¡I M P O R T A N T E! I certify with my signature that this is my personal work and I have not received any outside collaboration. Signature of the participant Don’t write it here.

Selective test 2005 Proposed problems

1. A duck is in the middle of a circular pond, in calm water. Unfortunately, there’s a whore on the shore stalking him. To lift the flight Duck must be on land, because from water he cannot do it. If the speed The duck in the water is equal to 1 m/s determine the minimum speed that must be To catch the fox to catch the bird safely, knowing that the fox does not You can get into the water.

The 21st Colombian Olympics in Physics 2) The attached graph shows 4 different straight lines. Complete the table below, writing for each movement, the total time of the The total movement (t), total movement (x), final speed ($v_f$) and the acceleration (a). t, s v, m/s 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 I II The Commission shall adopt implementing acts. IV I II The Commission shall adopt implementing acts. IV t, s x, m $v_f$, m/s $a$, m/s${}^2$

Selective test 2005 3) An aircraft to take off must reach a speed of 252 km/h. Determine the time required and the average acceleration if the track length is 980 m. (b) Calculation of the acceleration (a) Calculation of time

The 21st Colombian Olympics in Physics 4) A helicopter at a certain height starts at descender verticalmente con aceleración $0,2{\text{m/s}}^2$. Their The length of the aspas is 5 m and they perform 300 rpm (Revolutiones per minute) (a) Determine the number of turns made by the sweepers while the Helicopter descends 40 m.

• B. Calculate the linear velocity of the ends of the axles.
• C. Calculate the centrifugal acceleration of the end of the axles.

Selective test 2005 5) What force must the person apply to the box shown in the figure in order to Didn’t you slip? The weight of the box is 200 N and the coefficient of friction with the plane es $\frac{\sqrt{3}}{6}$.

$30^{\circ }$

The 21st Colombian Olympics in Physics 6) On a straight track a train moves at a speed of 20 m/s. Un A student on a plank moving at a rate of 25 m/s throws towards the train one ball with a speed of 10 m/s with respect to it (i.e. 35 m/s with respect to the ball floor). The ball hits the last carriage and bounces back elastically. How fast? You see the student approaching the ball after the rebound? (Does the effect disregard gravity, which means the ball doesn’t come down.) 20 m/s 35 m/s 25 m/s

Selective test 2005 7) What is the power that can be obtained of a generator in a hydroelectric power plant, if the The turbine pallets or flaps reach $250{\text{m}}^3$ of Water in 1 second from a height of 96 m free fall.

The 21st Colombian Olympics in Physics 8) A side cube $L$ with a density of $2{\text{g/cm}}^3$ floats submerged to half its capacity in the a liquid density $4{\text{g/cm}}^3$ as shown in Figure 1. A student pouring water The density $1{\text{g/cm}}^3$ until it barely covers the cube as shown in Figure 2. What fraction of L remains submerged in the dense liquid? (Water and liquid not mix it up.) Figure 1 Figure 2

Selective test 2005 9) Many things in nature take the shape of a sphere. For example, the The sand grains, the soap bubbles, the water droplets, the Earth itself, the The moon and even the sun are spherical. Explain, at least in these cases, why these bodies take this shape.

The 21st Colombian Olympics in Physics 10) In the wetlands (3 000 m above sea level) There is a cabin with a sea level large glass windows with their interior insulated from the outside It has an efficient system of Heating. At sea level there is one house with large windows of Other, of a kind used for the manufacture of goods of heading 8106 It has an air system.

• It’s conditioned. Describe in each of these cases How they are stained glass of these houses, indicating The causes of this happening and explaining their characteristics and effects.

Selective test 2005

Topic: Newtonian Mechanics, Fluid Mechanics, Thermodynamics Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Hydrostatic Equilibrium, Free-Body Diagram, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Inclined Plane, Block, Ball, Bubble, Droplet Fonte: Testo (PDF) — p.1