Propozycje problemów badawczych do XXXIV Wojewódzkiego

Propozycje problemów badawczych
do XXXIV Wojewódzkiego Drużynowego Turnieju z Fizyki w kategorii “Model Naukowy”,
które mogą być wykorzystane w kwalifikacjach do Ogólnopolskiej i Międzynarodowej
Konferencji Młodych Naukowców ICYS 2012 Holandia
1. Wiadomo,że nawet małe strumyki są w stanie porywać olbrzymie głazy , gdy w czasie
wiosennych roztopów wzrasta prędkość przepływu wody.
2. Zbadaj na odpowiednim modelu jak siła parcia wody na kostkę w kształcie sześcianu zależy
od prędkości wody. Kiedy kostka będzie się przesuwać a kiedy toczyć?
3. Zaprojektuj rozpylacz ze sferyczną nasadką o bardzo dużej liczbie otworów, przez które
będzie wytryskiwać woda, aby okrągły klomb kwiatowy, na poziomie którego rozpylacz się
znajduje , był polewany równomiernie. Spróbuj wykonać taką nasadkę (sitko), który spełniałby
żądany warunek.
4. Zbadaj zjawisko wypływu cieczy przez niewielki otwór w ściance wysokiego naczynia
wypełnionego cieczą. Jak kształt otworu, jego położenie oraz rodzaj cieczy wpływają na
zasięg strugi. Ustal warunki przy których zasięg jest maksymalny.
5. Problem kosiarki żyłkowej do trawy. Zbadaj jaka musi być minimalna prędkość kątowa żyłki
żeby można było „przecinać” trawę. Czy średnica żyłki i ewentualne „ostrza” na niej mają
znaczenia?
6. Zbuduj (interfejs do odpowiedniego portu PC) i zastosuj termometr oparty na mikrokontrolerze
DS18B20 lub podobny z tej samej rodziny (cena co najwyżej 7 pln) , do precyzyjnego pomiaru
zmian temperatury ( ΔT=0.01 C). Sprawdź prawo Fouriera, precyzyjnie sprawdż odstępstwa
od prawa ostygania Newtona, zbadaj konwekcję powietrza pod nasłoneczniona ścianą lub
rozpoznawanie osób, itp.
7. Zbuduj i zastosuj stroboskop oparty na nowych, wysokowydajnych diodach LED, działający do
częstotliwości 200Hz. Wykorzystaj efekt stroboskopowy do badania zmiennych w czasie
zjawisk fizycznych.
8. Zbuduj anemometr (wiatromierz) do pomiaru przepływu powietrza nie zawierającego
mechanicznych ruchomych części.
9. Zbadaj widma, porównywaj jasność, sprawność świetlną nowoczesnych, wysokowydajnych
diod LED używanych aktualnie do oświetlenia.
10. Wykorzystując typowy magnes neodymowy o średnicy około 2-3 cm, najlepiej z otworem w
środku, rurkę z materiału typu PCV (zakorkowana na obu końcach z magnesem w środku) i
nawinięte na niej uzwojenie z drutu Cu o średnicy nie większej niż 0.5 cm, wyprodukuj i
zmagazynuj przy pomocy poruszania rurki ręka energię 1J. Czy jest to mozliwe i z jaką mocą
pracowała by wtedy ręka?
Promowana będzie największa moc elekryczna urządzenia i dowód na to, że zmagazynowana
energia jest równa 1J.
11. Przy pomocy telefonu komórkowego zbadaj zjawisko "wchodzenia" mikrofal
do różnego rodzaju wnęk w materiałach przewodzących o różnej geometrii (np. szczelne
metalowe puszki z małymi otworami w różnych miejscach). Przy pomocy miernika siły sygnały,
który jest teraz w każdym telefonie komórkowym (tzw. S-metr, wyskalowany w dB) zbadaj
pochłanianie mikrofal przez różne materiały (papier, woda, cienka metalizowana folia itp.)
pochodzące od stacji bazowej.
12. W zamkniętym naczyniu znajduje się kilka kropel cieczy o różnej wielkości. Zbadaj co stanie
się z kroplami po dłuższym czasie i wyjaśnij zaobserwowane zjawisko.
13. Na poziomo ułożoną membranę głośnika pobudzaną w kierunku pionowym za pomocą
generatora regulowanej częstości nasypano drobnego piasku.
14. Zbadaj dla różnych częstości drgań zależność amplitudy tych drgań od wysokości na jaką
podskakują ziarenka piasku.
15. 13.“Wodny światłowód”
16. Strumień wypływający z przezroczystego naczynia wypełnionego cieczą (np. wodą) jest
oświetlony od wnętrza naczynia. Jakie parametry decydują o tym, że strumień działa jak
światłowód ?