2. Série 24. Ročníku

Výběr série

1. ... rozcvička( bodů)

* Jakubova snídaně

Jakub jí ke snídani cereální kuličky o hustotě $ρ$, které si sype do misky ve tvaru komolého kužele (horní podstava má poloměr $R$, spodní $r$ a výška je $l$), ve kterém má do výšky $h$ nalité mléko. Kolik nejvíce kuliček může do misky nasypat? Víte, že kuličky v plné velké krabici zabírají přibližně objemový podíl $κ$.

  • magnetický monopol

Máme velkou plechovou desku, kterou zmagnetujeme tak, že na její horní ploše bude severní magnetický pól (a na dolní ploše ten jižní). Vylisujeme z ní dvě stejné polokoule. Na vnitřní straně obou polokoulí je teď jižní a na vnější severní pól. Polokoule k sobě přiblížíme tak, že vyrobíme celou kouli. Ta má nyní venku pouze severní pól, takže se chová jako magnetický monopól. A nebo ne? Co nám vytvoření takovéto koule zabrání?

2. ... Lennard-Jonesův potenciál(0 bodů)

Mezi dvěma atomy inertního plynu působí tzv. Lennard-Jonesův potenciál $U(R)=4ε((σ⁄R)^{12}-(σ⁄R)^{6})$. Předpokládejte, že pohyb atomů je omezen na přímku. Určete rovnovážnou polohu, aniž byste derivovali! Význam konstant $σ$ a $ε$ bude podrobněji vysvětlen ve vzorovém řešení.

3. ... překapávač(0 bodů)

figure

Lukáš si k psaní protokolů z praktika vařil kávu a mírně si upravil kávovar. Ke dnu nádobky přidělal zahnutou trubičku, na kterou namotal malou topnou spirálku. Spirálka byla ve výšce $d$ nade dnem nádobky (viz obrázek), hladina vody ve výšce $h$. Parametry trubičky a spirálky jsou právě takové, aby pára vzniklá varem vody přiváděné z rezervoáru v nádobce vytlačovala vodu nad sebou nahoru. Spočtěte výkon, který musíme dodávat do spirálky, aby z ústí trubičky ve výšce $l$ vytékala voda. Jaká je účinnost takovéhoto tepelného stroje?

4. ... nemyslíš, zaplatíš( bodů)

Za jakých podmínek dojde k zablokování a smýkání předního kola při brzdění, aniž bychom přeletěli přes řidítka? Jaký na to má vliv brzdění zadním kolem?

P. ... šmoulové a Darth Vader( bodů)

Po nadýchání se helia se člověku mění hlas tak, že mluví jako šmoula. Stejně to funguje, nadýcháte-li se vodíku (kuřáci, pozor!). Ale dá se dosáhnout i změny na hlas podobný Darthu Vaderovi, nejznámějším médiem je fluorid sírový. Jak funguje změna hlasu? Pokuste se ji kvantitativně odhadnout.

E. ... Jin a Young( bodů)

Pravděpodobně jsme již všichni slyšeli o dvouštěrbinovém Youngově experimentu. Zkoušel si ale někdo z Vás podomácku „vyrobit“ interferenční proužky na stínítku osvětleném dvěma štěrbinami? K optickému Youngově pokusu existují i mechanická analogie, kdy sledujeme skládání dvou vlnění na vodě, nebo akustická analogie, kdy se skládají dvě zvukové vlny. Ve všech třech případech je možné zkoumat interferenční obrazec vznikající v určité rovině. Pokuste se realizovat jeden nebo i více z uvedených třech pokusů a získat tak interferenční obrazec. Poté určete vlnovou délku, případně rychlost šíření vlnění. Uvítáme fotodokumentaci.

S. ... zakomplexovaná( bodů)

Viz zadání v pdf.