سوالات IYPT سال 2015

به نام خدا

سلام

سوالات IYPT سال 2015 رو ترجمه کردیم. امیدوارم اینجا محفل خوبی برای گفتگو در مورد سوالات باشه. توی ترجمه سعی مون بر این بوده که کمترین آسیب به متن سوال وارد بشه و در عین حال متن فارسی قابل فهم باشه. به هر حال همونطور که خاصیت سوالات IYPT هست، شاید قسمتی از مفهوم سوالات براتون گنگ باشه، البته می شد در ترجمه توضیح بیشتر داد اما ترجیح دادیم توی متن اصلی برداشت شخصی مون رو قرار ندیم. اگر جایی ابهامی داشتید می تونید در قسمت نظرات در موردش بپرسید، مطمئن باشید دیگران به شما کمک خواهند کرد. همینطور اگه عکس یا فیلمی از چیدمان و نتایج آزمایش هاتون دارید می تونید با دیگران به اشتراک بگذارید. یادتون نره اسم مدرسه و شهرتون رو "روی عکس" یا "فیلم" قرار بدید. در مورد مفاهیم فیزیکی سوالات، ازتون می خوایم که اگر نظری دارید حتما به اشتراک بگذارید. این میتونه به دانش آموزای دیگه کمک کنه تا اونا هم با توجه به حرف های شما کارهای بهتری انجام بدن و اینجوری سطح مسابقات بالاتر میره. ضمنا به تیم منتخب کشورمون هم کمک خواهد کرد :)

راستی، سوال شماره 4 امسال (Liquid Film Motor) رو که آقای رضا منتظری نمین برای IYPT فرستادن، پروژه آرمایشگاه فیزیک پزشکی دانشگاه شریف هست. اگر سوالی داشتید بپرسید، در حد توان کمک خواهیم کرد. تو این سوال بچه های ایرانی باید بترکونن :)

موفق باشید

دانلود سوالات | دانلود رفرنس کیت نسخه دوم

“Would you tell me, please, which way I ought to walk from here?”

 “That depends a good deal on where you want to get to,” said the Cat. 

"ممکن است لطفا به من بگویی، از اینجا باید در کدام مسیر قدم بگذارم؟"

گربه گفت: "تا حد خوبی به این بستگی دارد که بخواهی به کجا برسی."

Lewis Carroll

Packing

1. Packing

The fraction of space occupied by granular particles depends on their shape. Pour non-spherical particles such as rice,matches, or M&M’s candies into a box. How do characteristics like coordination number, orientational order, or the random close packing fraction depend on the relevant parameters?

1. پکیدگی

فضایی که مواد دانه ای اشغال می کنند به شکل آن ها وابسته است. دانه های غیرکروی مانند برنج، کبریت، یا اسمارتیز را داخل یک جعبه بریزید. بگویید متغیرهای مربوطه چگونه به مشخصه هایی مانند عدد هم پایگی، راستای جهت گیری یا نسبت پکیدگی تصادفی بستگی دارند؟

Plume of Smoke

2. Plume of Smoke

If a burning candle is covered by a transparent glass, the flame extinguishes and a steady upward stream of smoke is produced. Investigate the plume of smoke at various magnifications.

2. پری از دود

اگر یک شمع روشن با لیوان شفافی پوشانده شود، آتش آن خاموش شده و جریان بالارونده و ثابتی از دود تولید می شود. این پدیده را برای بزرگنمایی های مختلف بررسی کنید.

Artificial Muscle

3. Artificial Muscle

Attach a polymer fishing line to an electric drill and apply tension to the line. As it twists, the fibre will form tight coils in a spring-like arrangement. Apply heat to the coils to permanently fix that spring-like shape. When you apply heat again, the coil will contract. Investigate this ‘artificial muscle’.

3. ماهیچه مصنوعی

یک نخ ماهیگیری پلاستیکی را به یک دریل برقی وصل کنید و نخ را بکشید. هنگامی که نخ می پیچد، رشته نخ شکل پیچه ای فشرده با آرایش فنر مانند به خود می گیرد. پیچه فشرده را حرارت دهید تا شکل فنر مانند آن تثبیت شود. اگر دوباره به آن حرارت دهید، پیچه منقبض می شود. این "ماهیچه مصنوعی" را بررسی کنید.

Liquid Film Motor

4. Liquid Film Motor

Form a soap film on a flat frame. Put the film in an electric field parallel to the film surface and pass an electric current through the film. The film rotates in its plane. Investigate and explain the phenomenon.

4. موتور لایه نازک مایع

روی یک قاب تخت لایه نازکی از آب-صابون ایجاد کنید. لایه نازک را در میدان الکتریکی موازی سطح لایه نازک قرار دهید و جریان الکتریکی را از لایه نازک عبور دهید. لایه نازک در صفحه اش می چرخد. این پدیده را بررسی کرده و توضیح دهید.

Two Balloons

5. Two Balloons

Two rubber balloons are partially inflated with air and connected together by a hose with a valve. It is found that depending on initial balloon volumes, the air can flow in different directions. Investigate this phenomenon.

5. دو بادکنک

دو بادکنک، به صورت جزئی از هوا پر شده و با یک شلنگ و شیر به یکدیگر وصل شده اند. دیده شده است که بسته به حجم اولیه بادکنک ها، هوا در جهت های متفاوتی حرکت می کند. این پدیده را بررسی کنید.

Magnus Glider

6. Magnus Glider

Glue the bottoms of two light cups together to make a glider. Wind an elastic band around the centre and hold the free end that remains. While holding the glider, stretch the free end of the elastic band and then release the glider. Investigate its motion.

6. گلایدر مگنوس

کف دو لیوان سبک را به هم بچسبانید تا یک گلایدر ساخته شود. یک کش لاستیکی را حول مرکز بچرخانید و انتهای آزاد که باقیمانده را بگیرید. انتهای آزاد را هنگامی که گلایدر را نگه داشته اید بکشید و سپس گلایدر را رها کنید. حرکت آن را بررسی کنید.

Shaded Pole

7. Shaded Pole

Place a non-ferromagnetic metal disk over an electromagnet powered by an AC supply. The disk will be repelled, but not rotated. However, if a non-ferromagnetic metal sheet is partially inserted between the electromagnet and the disk, the disk will rotate. Investigate the phenomenon.

7. قطب در سایه

یک قرص فلزی غیرفرومغناطیس را روی یک آهنربای الکتریکی که به منبع ولتاژ متناوب وصل شده قرار دهید. قرص دفع می شود و نمی چرخد. اما اگر یک صفحه غیرفرومغناطیس به صورت جزئی بین قرص و آهنربای الکتریکی قرار گیرد، قرص خواهد چرخید. این پدیده را بررسی کنید.

 

Sugar and Salt

8. Sugar and Salt

When a container with a layer of sugar water placed above a layer of salt water is illuminated, a distinctive fingering pattern may be seen in the projected shadow. Investigate the phenomenon and its dependence on the relevant parameters.

8. شکر و نمک

وقتی به یک ظرف حاوی یک لایه آب-شکر که روی یک لایه آب-نمک قرار گرفته نور بتابانیم، سایه آن الگوی خاصی را نشان خواهد داد. این پدیده و وابستگی آن به متغیرهای مربوطه را بررسی کنید.

Hovercraft

9. Hovercraft

A simple model hovercraft can be built using a CD and a balloon filled with air attached via a tube. Exiting air can lift the device making it float over a surface with low friction. Investigate how the relevant parameters influence the time of the 'low-friction' state.

9. هواناو

با استفاده از یک CD و یک بادکنک باد شده که با یک لوله به آن وصل شده است، می توان یک مدل ساده ی هواناو ساخت. خروج هوا می تواند دستگاه را روی یک سطح، با اصطکاک کمی شناور سازد. بررسی کنید که متغیرهای وابسته چگونه روی زمان حالت "کم اصطکاک" اثر می گذارد.

Singing Blades of Grass

10. Singing Blades of Grass

It is possible to produce a sound by blowing across a blade of grass, a paper strip or similar. Investigate this effect.

10. برگهای آواز خوان چمن

می توان با دمیدن از میان پهنای برگ چمن، نوار کاغذ یا چیز مشابه، تولید صدا کرد. این اثر را بررسی کنید.

Cat’s Whisker

11. Cat’s Whisker

The first semiconductor diodes, widely used in crystal radios, consisted of a thin wire that lightly touched a crystal of a semiconducting material (e.g. galena). Build your own ‘cat’s whisker’ diode and investigate its electrical properties.

11. سبیل گربه

اولین دیودهای نیم رسانا که به طور گسترده در رادیوهای کریستالی استفاده می شد، شامل یک سیم نازک بوده است که به صورت ظریفی بلور یک ماده نیم رسانا (مثلا کانی سرب) را لمس می کند. یک دیود "سبیل گربه" بسازید و ویژگی های الکتریکی آن را بررسی کنید.

Thick Lens

12. Thick Lens

A bottle filled with a liquid can work as a lens. Arguably, such a bottle is dangerous if left on a table on a sunny day. Can one use such a ‘lens’ to scorch a surface?

12.عدسی ضخیم

یک بطری شیشه ای که درون آن با مایعی پر شده باشد، می تواند به عنوان عدسی عمل کند. مسلماً اگر چنین بطری ای روی میز در یک روز آفتابی رها شود، خطرآفرین است. آیا می توان از این نوع "عدسی" برای سوزاندن یک سطح استفاده کرد؟

Magnetic Pendulum

13. Magnetic Pendulum

Make a light pendulum with a small magnet at the free end. An adjacent electromagnet connected to an AC power source of a much higher frequency than the natural frequency of the pendulum can lead to undamped oscillations with various amplitudes. Study and explain the phenomenon.

13. آونگ مغناطیسی

یک آونگ سبک با یک آهنربای کوچک در انتهای آزاد آن بسازید. یک آهنربای الکتریکی در مجاورت آونگ، که به منبع ولتاژ متناوب با فرکانسی بسیار بیشتر از فرکانس طبیعی آونگ، وصل شده، می تواند باعث نوسانات نامیرا با دامنه های مختلف شود. این پدیده را مطالعه کنید و توضیح دهید.

Circle of Light

14. Circle of Light

When a laser beam is aimed at a wire, a circle of light can be observed on a screen perpendicular to the wire. Explain this phenomenon and investigate how it depends on the relevant parameters.

14. دایره ای از نور

اگر نور لیزر به سمت سیمی هدف گیری شود، روی صفحه عمود بر سیم می توان دایره ای از نور مشاهده کرد. این پدیده را توضیح دهید و بررسی کنید که چگونه به متغیرهای مربوطه وابسته است.

Moving Brush

15. Moving Brush

A brush may start moving when placed on a vibrating horizontal surface. Investigate the motion.

15. فرچه متحرک

وقتی فرچه‌ای روی یک سطح افقی لرزان قرار داده شود، ممکن است شروع به حرکت کند. این حرکت را بررسی کنید.

Wet and Dark

16. Wet and Dark

Clothes can look darker or change colour when they get wet. Investigate the phenomenon.

16. خیس و تیره

وقتی لباس ها خیس می شوند، تیره تر می شوند یا رنگ آنها تغییر می کند. این پدیده را بررسی کنید.

Coffee Cup

17. Coffee Cup

Physicists like drinking coffee, however walking between laboratories with a cup of coffee can be problematic. Investigate how the shape of the cup, speed of walking and other parameters affect the likelihood of coffee being spilt while walking.

17. فنجان قهوه

فیزیکدانان به نوشیدن قهوه علاقه دارند، گرچه قدم زدن بین آزمایشگاه ها با یک فنجان قهوه مشکل ساز است. اثر شکل فنجان، سرعت قدم زدن و دیگر متغیرها را روی احتمال ریختن قهوه هنگام راه رفتن بررسی کنید.