20xx1207國際青年物理學家錦標賽題目中文(編輯修改稿)
2025-08-22 02:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用力的大小與方向。7） 能否精確地描述在圖釘周圍彎液面的三維形狀只通過改變水的參數(shù)就能得到斥力嗎？液體的流動會有影響嗎？如果是對流，或表面流？）如何定量描述2個圖釘之間的作用力Problem No. 8 “Bubbles”Is it possible to float on water when there are a large number of bubbles present? Study how the buoyancy of an object depends on the presence of bubbles.No. 8水泡當存在大量的水泡時，有可能浮于水面上嗎？請研究物體的浮力跟水泡之間的關系。Background readingAm. J. Phys. 78, 2, 139 (2010)Am. J. Phys. 71, 842–849 (2003)Am. J. Phys. 69, 1064–1072 (2001)Key questions1） 氣泡將導致百慕達三角消失的傳言正在網(wǎng)絡與媒體上傳播著。之前的研究能否消除這些傳聞？2） 氣泡對液體密度的影響，這個影響有多大？3） 氣泡能讓水往上流動嗎？這個會產(chǎn)生對漂浮物的壓力嗎？這個影響有多大？4） 氣泡并不是真空中運動的固體）如何準確地描述氣泡的動量或液壓？5） 氣泡自身之間的碰撞影響大嗎？6） 氣泡大小與漂浮物大小之間的聯(lián)系？7） 氣泡對于水面的影響，漂浮物下方的水流是分層的還是混亂的？這對最終的浮力影響大嗎？）Problem No. 9 “Magnet and coin”Place a coin vertically on a magnet. Incline the coin relative to the magnet and then release it. The coin may fall down onto the magnet or revert to its vertical position. Study and explain the coin’s motion.No. 9磁鐵與硬幣把一個硬幣垂直的放在一個磁鐵的上面。使硬幣傾斜一定的角度然后釋放它。硬幣有可能倒向磁鐵，也有可能恢復到原來垂直的狀態(tài)。請研究并解釋硬幣的運動。Background reading J. D. Jackson. Classical Electrodynamics (3rd ed., John Wiley amp。 Sons, 1998)n H. Goldstein. Classical Mechanics (3rd ed. AddisonWesley, 2002)1）硬幣的材質：鐵磁，順磁，或抗磁？2）磁場與硬幣之間的相互作用為什么模型？是磁偶極子，或是更復雜的東西。3）是否存在一個使硬幣由穩(wěn)定到不穩(wěn)狀態(tài)的臨界角度值？4）硬幣的運動是振動嗎？會是諧振嗎？如何定量地描述這些振動？能否控制條件來實現(xiàn)這些實驗？5）磁場的性質。在運動的過程中，會產(chǎn)生渦流嗎？6）硬幣相對與磁極的位置，摩擦力，空氣阻力。7）研究硬幣的上升與下降階段。8）硬幣下落（自由下落？）過程中的動力學是什么？9）由上面討論，最后結論是什么？Problem No. 10 “Rocking bottle”Fill a bottle with some liquid. Place it on a horizontal surface and give it a push. The bottle may first move forward and then oscillate before it es to rest. Investigate the bottle’s motion.No. 10擺動的瓶子在一個瓶子裝一些水。將瓶子橫放在水平面上，然后推一下瓶子。在停止運動之前，瓶子可能向前運動然后產(chǎn)生振動。請研究瓶子的運動。Background reading1） 瓶子的運動形式是怎樣的？是否能與有阻尼的鐘擺類比2） 是否需要研究其他形式的回轉？3） 考慮到瓶子的形狀，我們需要作哪些假設？4） 液體的性質對本實驗的影響。是否值得去研究非牛頓液體，比如酸奶。5）Problem No. 11 “Flat flow”Fill a thin gap between two large transparent horizontal parallel plates with a liquid and make a little hole in the centre of one of the plates. Investigate the flow in such a cell, if a different liquid is injected through the hole.No. 11平靜地流淌在兩個大平行板間有一個薄的空隙，里面填充著一些液體。在一個平行板中間挖一個小孔。如果通過小孔注入不同的液體，研究在這樣小空間中水的流動。文獻：關鍵問題1） 如何去描述液體的流動？在什么條件下，這種流動可以被當作２維狀態(tài)？2） 觀察到的流動背后的基本機制是什么？3） 能把他們清晰地分成不同的物理類型嗎？4） 在討論中會涉及許多概念和定律：薩夫曼泰勒不穩(wěn)定性，達西定律，拉普拉斯增長，粘性指進等等。5） 在此現(xiàn)象中，邊界條件的作
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