Ответы на вопросы Олимпиада Сириус Физика 10 класс 4 группа

1. Дрон массой m=1.4 кг оборудован двумя одинаковыми двигателями. Один из двигателей обеспечивает тягу в вертикальном направлении, а второй — в горизонтальном. Сначала включили двигатель Д1, обеспечивающий вертикальную тягу, и через некоторое время дрон стал подниматься с постоянной скоростью ν=2 м/с. Далее включили двигатель Д2, который обеспечивает горизонтальную тягу, не выключая при этом двигатель Д1.

Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения примите равным g=10 м/с2.

Считайте, что двигатели создают равные по модулю силы тяги.

По какой траектории двигался дрон после включения двигателя Д2?

Ответ: по параболе

Определите силу тяги, которую может обеспечить каждый из этих двигателей по отдельности. Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых.

Ответ: 14 Н

Определите скорость дрона через время Δt=0.5 с после включения горизонтального двигателя Д2. Ответ выразите в м/с, округлите до сотых.

Ответ: 5.39 м/с

Определите ускорение дрона после того, как вертикальный двигатель Д1 будет выключен и останется работать только горизонтальный Д2. Ответ выразите в м/с2, округлите до десятых.

Ответ: 14.1 м/с²

2. С неподвижного ледокола для ледовой разведки взлетает беспилотник. Для определения его положения оператор выбрал следующую систему координат, связанную с кораблём: ось Ox он направил вдоль корпуса корабля от кормы к носу, ось Oy — вертикально вверх, а начало отсчёта совместил с точкой старта беспилотника. Согласно заложенной программе аппарат может двигаться только в плоскости xy.

По плану аппарат должен перемещаться по кратчайшей траектории между заданными точками, координаты которых указаны в таблице. В заданных точках аппарат должен быть в моменты времени, которые тоже указаны в таблице. Отсчёт времени начинается в момент старта аппарата.

Чему равен путь, который пролетел аппарат? Ответ выразите в метрах, округлите до целых.

Ответ: 1951 м

Найдите скорость аппарата при перемещении между указанными точками. Ответ выразите в м/с, округлите до целых.

Ответ: О и A = 14 м/с, A и B = 13 м/с, B и C = 15 м/с

В этом и следующем вопросах рассматривается другой полёт беспилотника, в ходе которого в тот момент, когда аппарат оказался в точке A, корабль начал двигаться в положительном направлении оси Ox со скоростью v=1 м/с относительно льда. Считайте, что лёд неподвижен относительно воды и поверхности Земли.

Чему должна быть равна скорость аппарата относительно льда, чтобы он попал в точку B вовремя? Координаты аппарата по‑прежнему определяются в системе отсчёта, связанной с кораблём. Ответ выразите в м/с, округлите до целых.

Ответ: 14 м/с

Чему должна быть равна скорость аппарата относительно льда, чтобы попасть из точки B в точку C вовремя в условиях движения ледокола, описанных в предыдущем вопросе? Ответ выразите в м/с, округлите до целых.

Ответ: 14 м/с

3. Термопот — это термос, внутри которого установлен электрический нагревательный элемент. Нагревательный элемент поддерживает требуемую температуру, т. е. включается, если температура воды опускается ниже заданной, и выключается, когда равна (или выше). Термопот питается от сети напряжением 125 В и имеет мощность 1.6 кВт. Считайте, что вся электрическая энергия идёт на нагрев воды. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг ⋅∘C), плотность — 1000 кг/м3.

На какую минимальную силу тока должен быть рассчитан защитный автомат, через который будет подключён термопот?

• 4 A
• 6 A
• 10 A
• 16 A 
• 20 A
• 25 A

Напряжение в электрической сети упало до 89 В. Какую мощность будет иметь термопот? Ответ выразите в киловаттах, округлите до сотых.

Ответ: 0,81 кВ

В термопот залили 3.5 л воды при температуре 15 ∘C. За какое время вода нагреется до 85 ∘C? Ответ выразите в минутах, округлите до десятых.

Ответ: 10,7 минут

Считайте, что в этом и последующих вопросах термопот вновь подключён к сети с напряжением 125 В.

Какой максимальный объём воды можно довести до температуры 65 ∘C за 5 минут, если её начальная температура 30 ∘C? Ответ выразите в литрах, округлите до десятых.

Ответ: 3,3 литра

Нетерпеливый школьник залил в термопот 5 л воды при температуре 15 ∘C. Через каждую минуту он отливал в пустой стакан по 100 г воды и измерял её температуру. Через сколько минут вода в стакане имела температуру выше 26 ∘C? Теплоёмкостью стакана пренебречь. Ответ округлите до целых.

Ответ: 3 минуты