20xx1207國際青年物理學(xué)家錦標賽題目中文-在線瀏覽
2024-09-05 02:02本頁面
【正文】 es”Illuminate a water tank. When there are waves on the water surface, you can see bright and dark patterns on the bottom of the tank. Study the relation between the waves and the pattern.No. 5閃亮的水波照亮一個水箱。請研究水波與圖案的關(guān)系。6） 圖案的變化很迅速，如何才能可靠地觀察到它的變化？7） 比如產(chǎn)生一個穩(wěn)定的彎液面，它與模型系統(tǒng)本身的關(guān)系是什么？8） 光照強度與光源位置是如何影響圖案的？如果光照達到最大或最小面積，圖案會有什么變化？9） 水面發(fā)生無規(guī)律波動，能夠預(yù)測它產(chǎn)生的圖案嗎？10） 一個圖案是否對應(yīng)著一個獨特的物理系統(tǒng)？反過來成立嗎？那是否可以根據(jù)表面的形狀來分析底部的強度分布？Problem No. 6 “Woodpecker toy”A woodpecker toy (see picture) exhibits an oscillatory motion. Investigate and explain the motion of the toy.No. 6啄木鳥玩具一個啄木鳥玩具（如圖）將會發(fā)生振動。Key questions1） 如何簡要描寫運動背后的物理？是什么相的運動？2） 涉及到的最關(guān)鍵的因素是什么？3） 在玩具下降過程中，沖擊力與摩擦力充當(dāng)什么角色？什么因素影響最大？接觸時間？碰撞前速度？4） 啄木鳥只在一個平面振動嗎？它是否穩(wěn)定地繞著中心軸轉(zhuǎn)？5） 這個玩具以前也進行過簡單的理論上探討，是否可以更為細致地討論？最初的偏離距離對此現(xiàn)象的影響。圖釘受制于引力。有沒有可能通過相同的原理得到斥力。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(dāng)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(guān)系。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。硬幣有可能倒向磁鐵，也有可能恢復(fù)到原來垂直的狀態(tài)。Background reading J. D. Jackson. Classical Electrodynamics (3rd ed., John Wiley amp。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(zhì)。7）研究硬幣的上升與下降階段。將瓶子橫放在水平面上，然后推一下瓶子。請研究瓶子的運動。是否值得去研究非牛頓液體，比如酸奶。在一個平行板中間挖一個小孔。文獻：關(guān)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(dāng)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。設(shè)計并制造一個由一個蠟燭驅(qū)動的燈籠。（請注意不要引起火災(zāi)）Key questions燈籠上有哪些作用力？浮力，重力，空氣阻力？）雖然亞洲的燈籠的材質(zhì)很薄，但是可以被熱氣流脹得很大。通過這個起霧的杯子去看白色亮點，你將會看到一個模糊的白點外邊出現(xiàn)了色環(huán)。Background readingA. J. de Witte. Interference in scattered light. Am. J. Phys. 35, 4, 301313 (1967)N. James Bridge. A novel effect of scatteredlight interference in misted mirrors. Phys. Educ. 40, 1, 359364 (2005)Ke
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