مسابقات بین المللی فیزیک دانان جوان (IYPT)

Iranian (Persian) Blog of The International Young Physicists' Tournament

مسابقات بین المللی فیزیک دانان جوان (IYPT)

Iranian (Persian) Blog of The International Young Physicists' Tournament

مسابقات بین المللی فیزیک دانان جوان (IYPT)

این وبلاگ برای گفتگوی فارسی زبانان در مورد سوالات مسابقه IYPT ایجاد شده است و هدف آن، ایجاد فضای هم اندیشی، گسترش تفکر پژوهشی در فیزیک، استفاده از نظرات دانش آموزانی که از نظر جغرافیایی با هم فاصله دارند، کشف دانش آموزان پر استعداد و قراردادن ترجمه سوالات برای دانش آموزانی که به زبان انگلیسی تسلط کمتری دارند، می باشد.

در قسمت "نظرات" دستاوردها و تفکرات خود را به اشتراک بگذارید تا از نظرات دیگر دوستانتان مطلع شوید. می توانید نام مدرسه و شهر خود را در انتهای متن بنویسید.


استفاده از مطالب این وبلاگ با ذکر منبع بلامانع است.

IYPT بهانه ای برای پژوهش و تفکر خلاقانه در دوران دانش آموزی ست. برای آشنایی با این مسابقه، از صفحات راهنمای وبلاگ دیدن فرمایید.


 این وبلاگ صرفا برای مسائل علمی و حرفه ای ایجاد شده است. برای ثبت نام در مسابقه ی «کاپ فیزیک ایران (سوالات IYPT)» و اطلاع از قوانین مسابقه به آدرس زیر مراجعه نمایید:

Kafaa.ir

  • محمدصادق فیض
به نام خدا
سلام
سوالات مربوط به سال 2021 همراه با ترجمه در ادامه آورده شده است. در سوالات امسال بیشتر مفاهیم مرتبط با سیالات، یعنی مایعات و گازها، گنجانده شده است و به طور کلی فکر می کنم چیدمان آزمایشگاهی سوالات کمی ساده تر از سال های گذشته است. این روزها که درگیر همه گیری بیماری کرونا هستیم، ساده بودن چیدمان سوالات می تواند به انجام آن ها در خانه کمک کند. سعی کردم تا حد امکان در ترجمه، به مفهوم سوالات خدشه وارد نشود، اگر جایی تصحیحی به ذهنتان رسید که به بهبود ترجمه کمک می کند، ممنون می شوم که مرا در جریان بگذارید.
برایتان آرزوی سلامتی دارم، مراقب خودتان باشید.
  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

1. Invent Yourself

Design a boat that moves only due to the periodical mechanical movements of its internal parts and which only interacts with the environment (air, water) through its stiff hull. Optimise the parameters of your boat for maximum speed.

1. خودتان اختراع کنید

قایقی اختراع کنید که تنها با حرکت مکانیکیِ تناوبیِ قطعاتِ داخلی اش حرکت کند و تنها از طریق بدنه ی سفت خود با محیط (هوا، آب) برهم کنش داشته باشد. متغیرهای قایق خود را برای بیشینه ی سرعت بهینه کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

2. Circling Magnets

Button magnets with different diameters are attached to each end of a cylindrical battery. When placed on an aluminium foil the object starts to circle. Investigate how the motion depends on relevant parameters.

2. آهنرباهای چرخنده

آهنرباهای قرصی شکل با قطرهای مختلف به دو سر یک باطری استوانه ای متصل شده اند. وقتی این وسیله روی یک فویل آلومینیومی قرار داده شود، شروع به دور زدن می کند. بررسی کنید که این حرکت چگونه به متغیرهای مربوطه وابسته است.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

3. Proximity Sensor

A simple passive inductive sensor can detect ferromagnetic objects moving through its magnetic field. Construct such a passive sensor and investigate its characteristics such as sensing range.

3. حسگر مجاورت

یک حسگر القاییِ انفعالیِ ساده می تواند اشیاء فرومغناطیسی که از داخل میدان مغناطیسی آن می گذرد را تشخیص دهد. چنین حسگر غیرفعالی بسازید و مشخصه های آن مانند محدوده سنجش را مورد بررسی قرار دهید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

4. Wind Speed

Let an electric current flow through a coil. When cold air flows over the coil, the coil’s temperature will decrease. Investigate how the temperature drop depends on the wind speed. What is the accuracy of this method of measuring the wind speed?

4. سرعت باد

از یک سیم پیچ جریان الکتریکی بگذرانید. وقتی جریان سرد هوا از سیم پیچ می گذرد، دمای سیم پیچ کاهش می یابد. چگونگی وابستگی افت دما به سرعت باد را بررسی کنید. دقت این روشِ اندازه گیریِ سرعت باد چقدر است؟ 

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

5. Synchronised Candles 

Oscillatory flames can be observed when several candles burn next to each other. Two such oscillators can couple with each other, resulting in in-phase or anti-phase synchronisation (depending on the distance between the sets of candles). Explain and investigate this phenomenon.

5. شمع های همگام

وقتی تعداد زیادی شمع در کنار یکدیگر روشن باشند، شعله های نوسانی را می توان دید. دو عدد از این نوسانگرها می توانند با یکدیگر جفت شده و منجر به همگامی همفاز یا با فاز مخالف (بسته به فاصله دسته های شمع از یکدیگر) شوند. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید. 

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

6. Irreversible Cartesian Diver 

A simple Cartesian diver (e.g. an inverted test tube partially filled with water) is placed in a long vertical tube filled with water. Increasing the pressure in the tube forces the Cartesian diver to sink. When it reaches a certain depth, it never returns to the surface even if the pressure is changed back to its initial value. Investigate this phenomenon and how it depends on relevant parameters.

6. غواص دکارتی برگشت ناپذیر

یک غواص دکارتی ساده (مانند یک لوله آزمایشِ وارونه که تا قسمتی با آب پر شده) در یک لوله عمودی بلند که با آب پر شده قرار گرفته است. افزایش فشار در لوله [ی بلند] غواص دکارتی را وادار به غرق شدن می کند. وقتی [غواص دکارتی] به عمق مشخصی می رسد، دیگر هرگز به سطح باز نمی گردد، حتی اگر فشار [در لوله بلند] به مقدار اولیه خود برگردد. این پدیده و وابستگی آن به متغیرهای مربوطه را بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

7. Bead Dynamics

A circular hoop rotates about a vertical diameter. A small bead is allowed to roll in a groove on the inside of the hoop. Investigate the relevant parameters affecting the dynamics of the bead.

7. پویایی مهره

یک حلقه دایروی حول یک قطر عمودی می چرخد. یک مهره کوچک می تواند در شیارِ داخلِ حلقه بغلتد. متغیرهای مربوطه که روی پویایی مهره موثر هستند را بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

8. Fuses

A short length of wire can act as an electrical fuse. Determine how various parameters affect the time taken for the fuse to ‘blow’.

8. فیوزها

طول کوتاهی از سیم می تواند به عنوان فیوز الکتریکی عمل کند. تعیین کنید متغیرهای مختلف چگونه بر زمان مورد نیاز برای "ترکیدن" فیوز تاثیر می گذارند.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

9. Light Whiskers 

When a laser beam enters a soap film at a small angle, a rapidly changing pattern of thin, branching light tracks may appear inside the film. Explain and investigate this phenomenon.

9. سبیل های نوری

وقتی پرتوی لیزر با زاویه ای کوچک به لایه نازک صابونی وارد شود، ممکن است الگوی سریعاً متغیری از رد نازک و منشعب نور داخل لایه نازک دیده شود. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

10. Spin Drift

When a ring is set to roll in a parabolic bowl, interesting motion patterns may arise. Investigate this phenomenon.

10. رانش ِ چرخش

وقتی یک حلقه داخل یک کاسه سهموی بچرخد، ممکن است الگوهای حرکتی جالبی ایجاد شود. این پدیده را بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

11. Guitar String 

A periodic force is applied to a steel guitar string using an electromagnet. Investigate the motion of the guitar string around its resonance frequency.

11. سیم گیتار

با استفاده از یک آهنربای مغناطیسی به یک سیم گیتار فولادی نیروی تناوبی وارد می شود. حرکت سیم گیتار در نزدیکیِ فرکانس تشدیدش را بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

12. Wilberforce Pendulum

A Wilberforce pendulum consists of a mass hanging from a vertically oriented helical spring. The mass can both move up and down on the spring and rotate about its vertical axis. Investigate the behaviour of such a pendulum and how it depends on relevant parameters.

12. آونگ ویلبرفورس

آونگ ویلبرفورس شامل یک جرم است که از یک فنر مارپیچی که به صورت عمودی قرار گرفته آویزان شده است. جسم می تواند هم با فنر بالا و پایین برود و هم حول محور عمودی اش بچرخد. رفتار چنین آونگی و چگونگی وابستگی آن به متغیرهای مربوطه را بررسی کنید. 

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

13. Sponge

A sponge will soak up water at a rate and in a quantity determined by various parameters. Investigate how effective a sponge is at drying a wet surface.

13. اسفنج

یک اسفنج، با سرعت و مقداری که با متغیرهای مختلفی تعیین می شود، آب را جذب می کند. بررسی کنید که یک اسفنج در خشک کردن سطح خیس چگونه موثر است.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

14. Dynamic Hydrophobicity

When a drop of liquid impacts on a horizontally moving surface, the droplet may be reflected or not, depending on the speed of the surface. Investigate the interaction between a moving surface and a liquid drop.

14. آبگریزیِ پویا

هنگامی که یک قطره مایع بر روی یک سطح دارای حرکت افقی برخورد کند، بسته به سرعت سطح، ممکن است قطره بازگردد یا نگردد. برهم کنش بین یک سطح متحرک و یک قطره مایع را بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

15. Rebounding Capsule

A spherical ball dropped onto a hard surface will never rebound to the release height, even if it has an initial spin. A capsule-shaped object (i.e. Tic Tac mint) on the other hand may exceed the initial height. Investigate this phenomenon.

15. کپسول جهنده

یک توپ کروی که روی یک سطح سخت سقوط می کند، هرگز به ارتفاعی که رها شده باز نمی گردد، حتی اگر چرخش اولیه داشته باشد. از طرفی دیگر، یک شیء کپسولی شکل (مانند قرص نعنایی Tic Tac) ممکن است از ارتفاع اولیه فراتر برود. این پدیده را بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

16. Ultrasonic Pump 

A capillary immersed in an ultrasonic bath works like a pump that can lift water to a considerable height. Explain and investigate this phenomenon.

16. پمپ آلتراسونیک

یک [لوله] مویین قرار گرفته در یک حمام آلتراسونیک مانند یک پمپ عمل می کند که می تواند آب را تا ارتفاع قابل ملاحظه ای بالا بکشد. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021

17. Hand Helicopter

A simple hand helicopter can be made by attaching rotor blades to one end of a vertical stick. The helicopter moves upwards when the stick is twisted at a high enough speed and then let go. Investigate how the relevant parameters affect the lift-off and the maximum height.

17. بالگرد دستی

یک بالگرد دستی ساده را می توان با اتصال پره های روتور به یک سر یک چوب عمودی ساخت. وقتی چوب با سرعتی به اندازه کافی بالا بچرخد و سپس رها شود، بالگرد بالا می رود. بررسی کنید که متغیرهای مربوطه چگونه روی بلند شدن و بیشینه ی ارتفاع تاثیر دارد.

  • محمدصادق فیض
طبقه بندی: سوالات مسابقه IYPT سال 2021