Pagina 1 din 2
1. Fiecare dintre subiectele 1, 2, respectiv 3 se rezolv pe o foaie separat care se secretizeaz. 2. n cadrul unui subiect, elevul are dreptul s rezolve cerinele n orice ordine. 3. Durata probei este de 3 ore din momentul n care s-a terminat distribuirea subiectelor ctre elevi. 4. Elevii au dreptul s utilizeze calculatoare de buzunar, dar neprogramabile. 5. Fiecare subiect se puncteaz de la 10 la 1 (1 punct din oficiu). Punctajul final reprezint suma acestora.
Olimpiada de Fizic Etapa pe jude
15 februarie 2014
Subiecte
VII
1. ntrecere n bazinul de not Doi nottori se antreneaz ntr-un bazin cu lungimea m49 , plecnd simultan din capetele opuse A i B ale
bazinului. Pe tot parcursul antrenamentului, viteza fiecrui nottor este constant. Prima lor ntlnire are loc ntr-un punct aflat la m21d de captul B, iar a doua ntlnire se produce dup s35t de la prima. Se
neglijeaz timpii de ntoarcere la capetele bazinului.
a) Calculai viteza Bv a nottorului care pleac din captul B i viteza Av a nottorului care pleac din captul A.
b) Calculai momentul de timp T , msurat de la nceputul cursei, la care nottorii ajung simultan, pentru prima dat, n acelai capt al bazinului.
c) Reprezentai grafic, n acelai sistem de axe, dependena de timp a coordonatei fiecrui nottor msurat fa de captul A. Graficul se va trasa pentru intervalul de timp dintre momentul nceperii antrenamentului i momentul T , n spaiul corespunztor din FIA DE RSPUNS.
2. Determinarea masei Un elev dorete s determine masa unui magnet, dar nu are la dispoziie etaloane de mas. Dispune de o rigl de plastic i de o rigl de oel. Rigla de oel este gradat i are lungimea
cm20L , limea cm3 , grosimea mm1h . Densitatea
oelului este 3g/cm8 . Magnetul are forma unui cub cu
latura cm2a . Dispozitivul experimental utilizat este
reprezentat schematic n figura 1. Elevul fixeaz rigla de plastic n poziie orizontal i procedeaz astfel:
aaz magnetul pe rigla de oel astfel nct laturile magnetului s fie paralele cu muchiile riglei;
msoar, folosind gradaiile de pe rigla de oel, distana x de la captul
riglei la cea mai apropiat latur a magnetului;
poziioneaz apoi rigla de oel pe muchia riglei de plastic astfel nct sistemul s rmn n echilibru;
msoar, folosind gradaiile de pe rigl, distana y dintre captul riglei de
oel i muchia riglei de plastic; Elevul repet operaiile anterioare pentru alte poziii ale magnetului. Datele obinute experimental sunt prezentate n tabelul alturat. Pentru determinarea valorii masei magnetului pe baza datelor experimentale
culese de ctre elev vei utiliza metoda grafic de prelucrare a acestora.
a) Determinai relaia pe baza creia se poate determina valoarea masei magnetului n funcie de valorile
mrimilor cunoscute, respectiv determinate experimental yxahL ,,,,,, . b) Atunci cnd magnetul este deplasat pe rigla de oel cu o distan x , echilibrul sistemului este asigurat dac
rigla de oel este deplasat cu .y Stabilii, pe baza relaiei determinate la punctul a), relaia dintre deplasarea
y i deplasarea x .
c) Folosind datele din tabel, reprezentai grafic, n spaiul corespunztor din FIA DE RSPUNS, dependena
distanei y de distana x .
d) Calculai valoarea masei magnetului utiliznd reprezentarea grafic de la punctul c) i dependena stabilit la
punctul b).
Nr.
crt. x(cm) y(cm)
1 2,0 7,3
2 4,0 8,0
3 6,0 8,7
4 8,0 9,6
5 10,0 10,4
6 12,0 11,2
7 14,0 11,9
8 16,0 12,8
9 18,0 13,7
Figura 1 Dispozitivul experimental privit de sus
Pagina 2 din 2
1. Fiecare dintre subiectele 1, 2, respectiv 3 se rezolv pe o foaie separat care se secretizeaz. 2. n cadrul unui subiect, elevul are dreptul s rezolve cerinele n orice ordine. 3. Durata probei este de 3 ore din momentul n care s-a terminat distribuirea subiectelor ctre elevi. 4. Elevii au dreptul s utilizeze calculatoare de buzunar, dar neprogramabile. 5. Fiecare subiect se puncteaz de la 10 la 1 (1 punct din oficiu). Punctajul final reprezint suma acestora.
Olimpiada de Fizic Etapa pe jude
15 februarie 2014
Subiecte
VII 3. Mecanisme simple
A. n desenul din figura 2 este prezentat un pod mobil aflat la intrarea ntr-o cetate medieval. Podul poate fi ridicat prin intermediul a dou lanuri legate de capetele podului. Lungimea podului este ,m5 LOA iar masa
podului este uniform distribuit i are valoarea .t1m
Masa lanurilor este neglijabil fa de masa podului. Fiecare lan este trecut peste un scripete ideal i, pentru ridicarea podului, poate fi rulat pe un troliu (cilindru
rotitor). Scripeii sunt fixai, fa de axul n jurul cruia se rotete podul, la nlime egal cu lungimea podului. (Se cunoate faptul c, ntr-un triunghi dreptunghic, ipotenuza la ptrat este egal cu suma ptratelor catetelor)
a) Unul dintre strjeri ncepe ridicarea podului, aflat
iniial n poziie orizontal, prin rularea lanurilor pe troliu. Calculai valoarea
forei de tensiune din fiecare lan n momentul n care podul ncepe s se ridice.
b) Lanul este nfurat pe troliu cu viteza constant .cm/s20v Calculai
viteza captului A al podului n momentul n care podul formeaz unghiul
30 cu orizontala, ca n figura 3.
B. n figura 4 este reprezentat un sistem mecanic cu ajutorul cruia un om deplaseaz o lad de mas kg60m . Sistemul este alctuit dintr-un scripete
diferenial, un plan nclinat de unghi 30 i un scripete mobil (S).
Scripetele diferenial este realizat din doi tamburi coaxiali (T1 i T2), de raze cm30R i cm15r fixai rigid unul
de altul, i care se pot roti simultan n jurul axei comune. Peste aceti tamburi este trecut un lan a crui mas este neglijabil i care nu alunec pe tamburi. Lada este aezat pe planul nclinat i este prins la un capt, prin intermediul unui resort de constanta elastic kN/m10k , de un perete fix.
Cellalt capt al lzii este legat prin intermediul unei funii fr mas i inextensibil de axul scripetelui mobil. Se neglijeaz forele de frecare. a) Omul, avnd masa kg80M , acioneaz asupra lanului ca
n figura 4. Calculai alungirea maxim a resortului pe care o
poate menine omul. Se cunoate N/kg10g .
b) Considerai acum c resortul a fost nlturat. Omul trebuie
s deplaseze lada cu cm50 trgnd de lan cu viteza
constant cm/s401 v . Calculai durata deplasrii lzii. Se
cunoate c lungimea cercului de raz R este RL 2 , unde 14,3 .
Subiecte propuse de:
prof. Florina Brbulescu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti prof. Liviu Blanariu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti
prof. Constantin Gavril Colegiul Naional Sf. Sava, Bucureti prof. Muza Maftei Ministerul Educaiei Naionale, Bucureti
Figura 2
Figura 3
2r 2R
T1
T2
S
mna omului
Figura 4
FIA DE RSPUNS
1. ntrecere n bazinul de not
c)
3. Determinarea masei
c)
NU SEMNA ACEAST FOAIE! FOAIA VA FI ATAAT LUCRRII TALE
T t
x
0
Pagina 1 din 4
1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu
coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.
VII Olimpiada de Fizic
Etapa pe jude 15 februarie 2014
Barem Subiect 1 ntrecere n bazinul de not Parial Punctaj Barem subiect 1 10 a)
dtvtvtv
B
BA 1p
2 tvv AB 1p
m/s 2,1m/s; 6,12;)(2
BABA vvtdv
tdv 1p
3p
b) nottorii ajung simultan la captul bazinului atunci cnd nottorul mai rapid a parcurs cu o lungime de bazin mai mult dect cellalt:
1 NTvB 1p NTvA 1p
s 5,122
Tvv
TAB
1p
3p
c)
Reprezentarea corect a graficului pentru nottorul A 1,5p Reprezentarea corect a graficului pentru nottorul B 1,5p
3p
Oficiu 1p
T t
x
0
4T
3T
2T
43T
32T
Pagina 2 din 4
1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu
coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.
VII Olimpiada de Fizic
Etapa pe jude 15 februarie 2014
Barem Subiect 2 Determinarea masei Parial Punctaj Barem subiect 2 10 a. Masa riglei de oel este hLM 0,5p
Condiia de echilibru de rotaie:
22axymgyLMg 2p
2
2axy
yLhLm
0,5p
3p
b.
xMm
mMm
amLMy
22 0,5p
xMm
my
0,5p
1p
c. Alegerea corespunztoare a scrii att pe axa absciselor ct i pe axa ordonatelor 0,5p
Scrierea simbolului mrimii fizice i a unitii de msur corespunztoare pe cele dou axe 0,5p
Marcarea, pe grafic, a punctelor experimentale 0,5p Trasarea graficului dependenei distanei y de distana x sub forma unei linii drepte ce trece printre punctele experimentale. 1p
2,5p
d. Alegerea a dou puncte ce aparin dreptei i scrierea perechilor de valori
),,( 11 yx respectiv ),( 22 yx corespunztoare celor dou puncte alese de pe grafic
0,5p
Calcularea raportului 12
12
xxyy
0,5p
Calcularea valorii masei riglei g 48M 0,5p
Calcularea valorii masei magnetului pe baza relaiei Mm
mxy
0,5p
Se consider corect orice rezultat final: g 34g30 m 0,5p
2,5p
Oficiu 1p
Pagina 3 din 4
1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu
coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.
VII Olimpiada de Fizic
Etapa pe jude 15 februarie 2014
Barem
Subiect 3 Mecanisme simple Parial Punctaj Barem subiect 3 10 A. a) Scrierea condiiei de echilibru de rotaie:
TG MM 2 0,50p
2LmgM G 0,50p
TT bTM 0,25p
22LbT 0,25p
kN 5,34
2 TGT 0,50p
2p
b) Deoarece captul A aparine podului, el nu se poate nici apropia, nici deprta
de punctul O. Rezult c viteza Av a punctului A trebuie s fie perpendicular pe OA.
0,50p
Captul A aparine lanului, deci trebuie s se apropie de scripetele S cu viteza cm/s20v , orientat n lungul lanului. n plus, lanul se rotete n
jurul lui S. Punctul A particip i la aceast micare, cu o vitez v care nu trebuie s aib component n lungul lanului. Rezultatul compunerii celor
dou viteze trebuie s fie viteza Av .
0,75p
AMN este un triunghi dreptunghic cu 30Am . Ca urmare 2Avv . 0,25p
332
2
222 vvvvv AAA
0,25p
cm/s23Av 0,25p
2p
Pagina 4 din 4
1. Orice rezolvare corect ce ajunge la rezultatul corect va primi punctajul maxim pe itemul respectiv. 2. Orice rezolvare corect, dar care nu ajunge la rezultatul final, va fi punctat corespunztor, proporional cu
coninutul de idei prezent n partea cuprins n lucrare din totalul celor ce ar fi trebuit aplicate pentru a ajunge la rezultat, prin metoda aleas de elev.
VII Olimpiada de Fizic
Etapa pe jude 15 februarie 2014
Barem
Subiect 3 Parial Punctaj B. a) Notm: Tensiunea din lan care susine scripetele mobil cu 0T , tensiunea din lanul din mna omului cu 1'T , iar tensiunea din firul inextensibil T
TT 02 0,50p MgT 1 0,5p
11
0 2TrRRTT
0,25
et FGT 0,25p
2mgGt 0,25p
kFe 0,25p
cm 295,04 k
mgMg 0,50p
2,5p
b) Pentru o rotaie complet a tamburilor T1 i T2:
rR
vv
rtvRtv
2
1
2
1
22
0,50p
Deplasarea lzii n intervalul de timp cerut t este: tv
0,25p
n acelai interval de timp t , lungimea poriunii de lan care susine scripetele mobil S se micoreaz cu:
tvtvtv 212 1p
s 52
1
trR
Rv
t 0,75p
2,5p
Oficiu 1p
Soluii propuse de: prof. Florina Brbulescu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti
prof. Liviu Blanariu Centrul Naional de Evaluare i Examinare, Bucureti prof. Constantin Gavril Colegiul Naional Sf. Sava, Bucureti
prof. Muza Maftei Ministerul Educaiei Naionale, Bucureti
2014_Fizica_Judeteana_Clasa a VII-a_Subiecte.pdf2014_Fizica_Judeteana_Clasa a VII-a_Barem