Задачи 2018

 

Задачи ВСТФ 2017 и IPT 2018

1. Акустотермометр

Разработайте способ определения температуры жидкости по звуку, с которым она льётся в чашку. Определите случайную и систематическую погрешности, границы применимости методики, а также существенные для результата параметры жидкости.

https://www.youtube.com/watch?v=Ri_4dDvcZeM

2. Статичный динамик

Изготовьте аудио-динамик без движущихся частей. Исследуйте, каковы максимальная ширина полосы пропускания сигнала, отношение сигнал-шум и энергоэффективность, достижимые вашей конструкцией. Можно ли модифицировать ваше устройство, чтобы использовать его как микрофон?

3. Чернильное древо

pic2 imp


Если внести каплю чернил в воду или капнуть ими близ её поверхности, то сначала капля образует кольцо чернильной воды, которое впоследствии делится на более мелкие кольца. Процесс повторяется снова и снова, в ходе чего формируется древовидная чернильная структура. Какое максимальное количество делений кольца можно увидеть и как оно зависит от важных параметров?

https://www.youtube.com/watch?v=VPBdsIWyUZk

4. Оригамистрел

Структуры из сложенной бумаги типа оригами Миура-ори могут обладать различными упругими свойствами, в зависимости от расположения складок и дефектов. Придумайте и изготовьте из целого неразрезанного листа формата A4 (80г/м2) оригами, которое сможет выстрелить вверх обычным шариком для пинг-понга на максимальную высоту. Исследуйте, как высота подъёма шарика зависит от способа укладки оригами.

http://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-miura-ori-engineered-origami-metamaterial-20140808-premiumvideo.html

5. Капельный компьютер

Капельки с различной концентрацией пищевых красителей (содержащих пропиленгликоль) могут двигаться по чистой поверхности стекла, образуя сложные структуры. На основе этих капель можно создать разнообразные капельные автоматы. Реализуйте различные арифметические операции с помощью подобных капель. Оптимизируйте скорость их исполнения.

https://youtu.be/ZMsaH6SY4CY

6. Акустическая чёрная дыра

Акустической чёрной дырой называется явление, когда звук не способен выйти из области пространства, не ограниченной стенами, также как в случае обычной чёрной дыры свет не может выйти из области пространства-времени. Попробуйте создать свою собственную акустическую чёрную дыру. Что представляет собой горизонт событий для неё? Существует ли для вашей дыры аналог излучения Хокинга? Какие свойства обычных чёрных дыр не имеют аналогов?

7. Период полураспада искры

При работе “болгаркой” возникают искры, которые пролетают некоторое расстояние и разделяются на более мелкие искорки. Почему они разделяются? Каковы условия распада? Чем определяется расстояние до разделения? Каково распределение расстояний, пролетаемых искрами?

https://youtu.be/GDpvHo75T-Q?t=98

Соблюдайте технику безопасности при экспериментах!

8. Трюк со свечой

Только что затухшую свечу можно зажечь заново, если поджечь её дым, так как пары воска в дыме являются основным топливом для горения свечи. Каково максимальное расстояние (между спичкой и свечкой) повторного зажигания свечи? Определите существенные параметры процесса и их влияние на это максимальное расстояние.

https://www.youtube.com/watch?v=C5eTn5d0cvg

9. Воющий шарик

Если закрутить надувной шарик вместе с положенной в него шестигранной гайкой, то можно услышать характерные “завывания”. Как зависят характеристики получающегося звука от существенных параметров системы?

https://www.youtube.com/watch?v=zlAHSpLoejU

10. Витиеватая струя

Образовавшаяся при испускании воды через тонкую щель струя может принять форму спирали. Опишите явление и определите зависимость отношения шага спирали к её диаметру от параметров жидкости, потока и формы выходного отверстия.

https://twitter.com/PSE_ESPCI/status/738734718699601921

11. Белым по стеклянному

Линия, нарисованная мелом на покрытом тонкой плёнкой воды стекле, растекается, образуя множество перпендикулярных иголок. Каковы статистические свойства распределения иголок вдоль линии, и как они зависят от существенных параметров?

12. Детекторы частиц для чайников

Соорудите простой детектор частиц космических лучей. Охарактеризуйте возможности вашего устройства по определению частиц. Попробуйте протестировать ваш детектор в различных условиях, а также попробуйте получить с помощью него энергетический спектр частиц космических лучей.

13. Белковый жемчуг

Отделите белки от желтка и наберите в шприц. Выпустите белковую массу в нагретое масло, одновременно перемещая шприц. Как зависит размер получившихся “жемчужин” от различных параметров процесса, таких как температура масла, скорость истечения белка и скорость движения шприца, диаметр отверстия шприца и неньютоновские свойства яичного белка?

https://youtu.be/CxCviicl754

14. Эксцентричные капельки

Иногда капли дождя поднимаются вверх по боковому стеклу движущейся с высокой скоростью автомашины, вместо того, чтобы стекать вниз. Объясните явление и найдите, при каких условиях оно возникает (размер капель, скорость движения автомобиля и др.). Как траектория движения капель зависит от существенных параметров?

15. Компакт-диск на взлёте

Если достаточно быстро закрутить компакт-диск, его поверхность начнёт изгибаться. При этом, скорость вращения изгибов может отличаться от скорости вращения диска. Как эти две угловые скорости соотносятся между собой?

https://youtu.be/zs7x1Hu29Wc?t=406
Соблюдайте осторожность, диск может разлететься на мелкие части!

16. Свет в пузырьке

Сонолюминесценцией называется появление кратковременных импульсов света при схлопывании пузырьков в жидкости. Механизмы этого эффекта до сих пор не имеют общепринятого описания. Предложите эксперимент для наблюдения этого явления и изучения спектра появляющегося света. Можно ли получить когерентное лазероподобное излучение на основе сонолюминесценции?

17. Балансирующий камешек

На озере Байкал можно встретить занесённые на лёд ветром камешки, стоящие на тонкой “ножке”. Воспроизведите и объясните появление “ножки” и определите, как её форма зависит от существенных параметров. (Фотография Ольги Зимы).

 

Соблюдайте правила техники безопасности при работе с задачами, особенно 2, 7, 12, 13, 15!

 

Огромная благодарность выражается всем авторам задач, а также всем тем, кто помогал с их отбором и переводом!

В случае любых вопросов, можете адресовать их Владимиру Вановскому, секретарю IPT
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. "> Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

 

Спонсоры

VSU s

pgrants logo_s

rosmolod s

MIPT s

ABBYY s

serf s

 dep Vor_s  dataart s

Контакты

Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

+7 (916) 72-440-52 Владимир Вановский

группа ВК

ВСТФ 2019 / IPT 2020

Вы можете посмотреть и скачать задачи на русском языке

Твиттер

No tweets found.