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 یک فضای کوچک برای هم اندیشی علمی، گسترش فرهنگ پژوهشی و استفاده از نظرات دانش آموزانی است که از نظر جغرافیایی با هم فاصله دارند.

در این وبلاگ هر سوال را در مطلبی جداگانه قرار دادم تا بتوان آن را مستقلا بررسی کرد. باعث افتخار خواهد بود اگر شما هم در قسمت "نظرات" دستاوردها و تفکرات خود را به اشتراک بگذارید (می توانید نام مدرسه و شهر خود را در انتهای متن بنویسید). امیدواریم دانش آموزان فعال و خلاق در درک مفاهیم مرتبط با هر مسئله به ما کمک کنند.

به دنبال پروژه های جالب در مبحثی خاص هستید؟ از بخش کلمات کلیدی کمک بگیرید.

استفاده از مطالب این وبلاگ با ذکر منبع بلامانع است.

آخرین نظرات
به نام خدا

در ادامه ترجمه ی سوالات سال ۲۰۲۱ را قرار داده ام. سوالات امسال بسیار متنوع و جذاب هستند و حیطه های گوناگونی از فیزیک را شامل می شوند.
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. 

1. Invent Yourself

Create a non-invasive device that determines the direction of fluid flow inside an opaque pipe. Optimise your device so that you can measure the smallest flow possible.

۱. خودتان اختراع کنید

یک ابزار غیرتهاجمی بسازید که جهت جریان مایع را در یک لوله کدر تعیین کند. ابزار خود را به گونه ای بهینه نمایید که بتوانید کوچک ترین جریان ممکن را اندازه گیری نمایید.

2. Rayleigh Disk

A disk suspended vertically by a thin thread is placed in an acoustic field. This device can be used to measure the intensity of sound by turning about the axis of the thread. Investigate the accuracy of such a device.

۲. دیسک ریلی

یک دیسک که به صورت عمودی توسط یک نخ نازک آویزان شده در یک میدان صوتی قرار گرفته است. این دستگاه می تواند برای اندازه گیری شدت صدا با چرخش حول محور نخ استفاده شود. دقت چنین وسیله ای را مورد بررسی قرار دهید.

3. Ring on the Rod

A washer on a vertical steel rod may start spinning instead of simply sliding down. Study the motion of the washer and investigate what determines the terminal velocity.

۳. حلقه روی میله

یک واشر روی یک میله فولادی عمودی ممکن است به جای آنکه به سادگی به سمت پایین سر بخورد، شروع به چرخیدن کند. حرکت واشر را مطالعه کنید و  چیزی که تعیین کننده ی سرعت انتهایی است را بررسی کنید.

4. Unsinkable Disk

A metal disk with a hole at its centre sinks in a container filled with water. When a vertical water jet hits the centre of the disc, it may float on the water surface. Explain this phenomenon and investigate the relevant parameters.

۴. دیسک غرق نشدنی

یک دیسک فلزی با سوراخی در مرکز آن در ظرفی پر از آب فرو می‌رود. هنگامی که یک جت آب عمودی به مرکز دیسک برخورد می کند، ممکن است [دیسک] روی سطح آب شناور شود. این پدیده را توضیح داده و متغیرهای مربوطه را بررسی نمایید.

5. Bimetallic Oscillator

A simple electric oscillator can be made using a bimetallic contact-breaker. Investigate the relevant parameters that affect the frequency of such an oscillator.

۵. نوسان ساز دو فلزی

یک نوسان ساز الکتریکی ساده را می توان با استفاده از یک قطع کن کوئل دو فلزی ساخت. متغیرهای مربوطه که بر فرکانس چنین اسیلاتوری تأثیر می گذارد را بررسی کنید.

6. Tennis Ball Tower 

Build a tower by stacking tennis balls using three balls per layer and a single ball on top. Investigate the structural limits and the stability of such a tower. How does the situation change when more than three balls per each layer and a suitable number of balls on the top layer are used?

۶. برج توپ تنیس

با روی هم قرار دادن توپ های تنیس با استفاده از سه توپ در هر لایه و یک توپ در بالای آن، یک برج بسازید. محدودیت های سازه ای و پایداری چنین برجی را بررسی کنید. وقتی بیش از سه توپ در هر لایه و تعداد مناسبی توپ در لایه بالایی استفاده می شود، وضعیت چگونه تغییر می کند؟

7. Three-Sided Dice 

To land a coin on its side is often associated with the idea of a rare occurrence. What should be the physical and geometrical characteristics of a cylindrical dice so that it has the same probability to land on its side and one of its faces?

۷. تاس سه طرفه

اینکه یک سکه از کناره اش روی زمین قرار بگیرد، اغلب با ایده ی یک اتفاق نادر ارتباط داده می شود. یک تاس استوانه‌ای باید چه ویژگی‌های فیزیکی و هندسی داشته باشد تا احتمال فرود آمدن روی کناره و یکی از وجوه آن یکسان باشد؟

8. Equipotential Lines

Place two electrodes into water, supply a safe voltage and use a voltmeter to determine electric potential at various locations. Investigate how the measured equipotential lines deviate from your expectations for different conditions and liquids.

۸. خطوط هم پتانسیل

دو الکترود را در آب قرار دهید، یک ولتاژ ایمن را تامین کرده و از یک ولت سنج برای تعیین پتانسیل الکتریکی در مکان های مختلف استفاده کنید. بررسی کنید که چگونه خطوط هم پتانسیل اندازه گیری شده برای شرایط و مایعات مختلف با انتظارات شما تفاوت دارند.

9. Water Spiral

If a stream of liquid is launched through a small hole, then under certain conditions it twists into a spiral. Explain this phenomenon and investigate the conditions under which the spiral will twist.

۹. مارپیچ آب

اگر جریانی از مایع از طریق یک سوراخ کوچک پرتاب شود، در شرایط خاصی به یک مارپیچ تبدیل می شود. این پدیده را توضیح دهید و شرایطی را بررسی کنید که در آن مارپیچ می پیچد.

10. Droplet Explosion

When a drop of a water mixture (e.g. water-alcohol) is deposited on the surface of a hydrophobic liquid (e.g. vegetable oil), the resulting drop may sometimes fragment into smaller droplets. Investigate the parameters that affect the fragmentation and the size of the final droplets.

۱۰. انفجار قطره

هنگامی که قطره ای از مخلوط آب (مثلاً آب-الکل) روی سطح یک مایع آبگریز (مثلاً روغن نباتی) قرار می گیرد، قطره حاصل ممکن است گاهی اوقات به قطرات کوچکتر تقسیم شود. متغیرهای موثر بر تکه تکه شدن و اندازه قطرات نهایی را بررسی کنید.

11. Balls on an Elastic Band

Connect two metal balls with an elastic band, then twist the elastic band and put the balls on a table. The balls will begin to spin in one direction, then in the other. Explain this phenomenon and investigate how the behaviour of such a “pendulum” depends on the relevant parameters.

11. توپ روی نوار الاستیکی

دو توپ فلزی را با یک کش لاستیکی به هم وصل کنید، سپس کش لاستیکی را بچرخانید و توپ ها را روی میز قرار دهید. توپ ها شروع به چرخش در یک جهت و سپس در جهت دیگر خواهند کرد. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید که چگونه رفتار چنین "آونگی" به متغیرهای مربوطه بستگی دارد.

12. Strange Motion

Sprinkle small floating particles on the surface of water in a bowl. Bring a strong magnet above and near to the water surface. Explain any observed motion of the particles.

۱۲. حرکت عجیب

ذرات کوچک شناور شونده را روی سطح آبِ داخل یک کاسه بپاشید. یک آهنربای قوی را در بالا و نزدیک سطح آب بگیرید. هر حرکتی که در ذرات مشاهده می کنید را توضیح دهید.

13. Candle Powered Turbine

A paper spiral suspended above a candle starts to rotate. Optimise the setup for maximum torque.

۱۳. توربین شمعی

یک مارپیچ کاغذی که بالای یک شمع آویزان شده است، شروع به چرخش می کند. چیدمان را برای حداکثر گشتاور بهینه کنید.

14. Ball on Membrane

When dropping a metal ball on a rubber membrane stretched over a plastic cup, a sound can be heard. Explain the origin of this sound and explore how its characteristics depend on relevant parameters.

۱۴. توپ روی غشاء

وقتی یک توپ فلزی بر روی یک غشای لاستیکی که روی یک فنجان پلاستیکی کشیده شده است، انداخته شود، صدایی شنیده می شود. منشا این صدا را توضیح دهید و بررسی کنید که ویژگی های آن چگونه به متغیرهای مربوطه بستگی دارد.


15. Boycott Effect

If particles are suspended in a liquid that has a lower density than the particles, the particles will settle to the bottom of the container. The rate of settling can be affected by tilting the container that holds the liquid. Explain this phenomenon and investigate the effect of relevant parameters.

۱۵. اثر بویکات

اگر ذرات در مایعی معلق باشند که چگالی کمتری نسبت به ذرات دارد، ذرات در کف ظرف ته نشین می شوند. سرعت ته نشینی را می توان با کج کردن ظرفی که مایع را در خود نگه می دارد تحت تأثیر قرار داد. این پدیده را توضیح داده و تأثیر متغیرهای مربوطه را مورد بررسی قرار دهید.

16. Saving Honey

When rotating a rod coated with a viscous liquid (e.g. honey), under certain conditions the liquid will stop draining. Investigate this phenomenon.

۱۶. نجات عسل

هنگام چرخاندن یک میله پوشش داده شده با مایع گرانرو (مثلا عسل)، تحت شرایط خاصی، ریزش مایع متوقف می شود. این پدیده را بررسی کنید.

17. Invisibility

Lenticular lenses can be used to distort light and make objects disappear. Investigate how changing the properties of the lens and the geometry of the object affect the extent to which the object can be detected.

۱۷. نامرئی بودن

از عدسی های آرایه ای می توان برای منحرف کردن نور و ناپدید کردن اشیا استفاده کرد. بررسی کنید که چگونه تغییر خواص عدسی و هندسه جسم بر میزان تشخیص شیء تأثیر می گذارد.