Euler’s Pendulum

8. Euler’s Pendulum 

Take a thick plate of non-magnetic ma­terial and fix a neodymium magnet on top of it. Suspend a magnetic rod (which can be assembled from cylindrical neo­dy­mium magnets) underneath it. Deflect the rod so that it touches the plate only with highest edge and release it. Study the motion of such a pendulum under various conditions.

۸. آونگ اویلر

یک صفحه ضخیم از مواد غیرمغناطیسی برداشته و یک آهنربای نئودمیومی را روی آن بچسبانید. یک میله مغناطیسی (که می تواند از آهنرباهای استوانه ای نئودمیومی ساخته شود) زیر آن آویزان کنید. میله را منحرف کنید تا فقط با لبه بالایی اش صفحه را لمس کند و آن را رها کنید. حرکت چنین آونگی را در شرایط مختلف مطالعه کنید.

Oscillating Screw

9. Oscillating Screw 

When placed on its side on a ramp and released, a screw may experience growing oscillations as it travels down the ramp. Investigate how the motion of the screw, as well as the growth of these oscillations depend on the relevant parameters.

۹. پیچ نوسانی

هنگامی که یک پیچ به پهلو روی سطح شیب دار قرار گرفته و رها شود، ممکن است در حین حرکت به سمت پایینِ سطح شیب دار، نوسانات فزاینده ای را تجربه کند. بررسی کنید که حرکت پیچ و همچنین رشد این نوسانات چگونه به متغیرهای مربوطه بستگی دارد.

Upstream Flow

10. Upstream Flow 

Sprinkle light particles on a water surface. Then allow a water stream to be incident on the surface from a small height. Under certain conditions, the particles may begin to move up the stream. Investigate and explain this phenomenon.

۱۰. جریان بالادست

ذراتی سبک را روی سطح آب بپاشید. سپس اجازه دهید یک جریان آب از ارتفاع کم به سطح [آب] بریزد. تحت شرایطی خاص، ذرات ممکن است شروع به حرکت به سمت بالای جریان بکنند. این پدیده را بررسی کرده و توضیح دهید.

Ball on Ferrite Rod

11. Ball on Ferrite Rod 

A ferrite rod is placed at the bottom end of a vertical tube. Apply an ac voltage, of a frequency of the same order as the natural frequency of the rod, to a fine wire coil wrapped around its lower end. When a ball is placed on top of the rod, it will start to bounce. Explain and investigate this phenomenon.

۱۱.توپ روی میله فریتی

یک میله فریتی داخل انتهای پایینی یک لوله عمودی قرار گرفته است. یک ولتاژ متناوب، با فرکانسی همانند فرکانس طبیعی میله، به سیم پیچ ظریفی که دور انتهای پایینی آن [لوله] پیچیده شده است، اعمال می شود. هنگامی که یک ساچمه روی میله قرار بگیرد، شروع به جهیدن می کند. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید.

Rice Kettlebells

12. Rice Kettlebells 

Take a vessel and pour some granular material into it, for example, rice. If you dip e.g. a spoon into it, then at a certain depth of immersion, you can lift the vessel and contents by holding the spoon. Explain this phenomenon and explore the relevant parameters of the system.

۱۲. دَمبل برنجی

ظرفی بردارید و مقداری مواد دانه ای -مثلا برنج- در آن بریزید. اگر مثلا یک قاشق را در آن فرو کنید، در عمق مشخصی از فرو رفتن، می توانید ظرف و محتویات آن را توسط قاشق بلند کنید. این پدیده را توضیح داده و متغیرهای مربوط به این سیستم را بررسی کنید.

Ponyo’s Heat Tube

13. Ponyo’s Heat Tube 

A glass tube with a sealed top is filled with water and mounted vertically. The bottom end of the tube is immersed in a beaker of water and a short segment of the tube is heated. Investigate and explain the periodic motion of the water and any vapour bubbles observed.

۱۳. لوله حرارتی پونیو

یک لوله شیشه ای که سر آن آب بندی شده، با آب پر شده و به صورت عمودی نگه داشته می شود. انتهای پایین لوله در یک بشر آب غوطه ور می شود و به قسمت کوچکی از لوله گرما داده می شود. حرکت تناوبی آب و هرگونه حباب بخار مشاهده شده را بررسی کرده و توضیح دهید.

Jet Refraction

14. Jet Refraction 

A vertical jet can be refracted when passing through an in­cli­ned sieve with a fine mesh. Propose a law for such re­fraction and investigate relevant parameters.

۱۴. انکسار جت

یک جت عمودی هنگام عبور از یک غربال شیبدار با توری ظریف می تواند شکسته شود. یک قانون برای چنین انکساری پیشنهاد داده و متغیرهای مربوطه را بررسی کنید.

Pancake Rotation

15. Pancake Rotation 

Place a few balls in a round container. If you move the container around a vertical axis, the balls can move co-directionally with the movement of the container, or they can move in the opposite direction. Explain this phenomenon and investigate how the direction of movement depends on re­le­vant parameters.

۱۵. چرخش پنکیک

چند توپ را در یک ظرف گرد قرار دهید. اگر ظرف را حول یک محور عمودی حرکت دهید، توپ ها ممکن است هم جهت با چرخش ظرف یا در جهت مخالف حرکت کنند. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید که چگونه جهت حرکت [توپ ها] به متغیرهای مربوطه بستگی دارد.

Thermoacoustic Engine

16. Thermoacoustic Engine 

A piston placed in the open end of a horizontal test tube which has its other end partially filled with steel wool may oscillate when the closed end is heated up. Investigate the phe­no­menon and determine the efficiency of this engine.

۱۶. موتور صوتی-حرارتی

پیستونی در انتهای باز یک لوله آزمایش افقی که انتهای دیگر آن تا حدی با سیم ظرفشویی پر شده، قرار گرفته است. پیستون ممکن است با گرم شدن انتهای بسته [ی لوله]، نوسان کند. این پدیده را بررسی کرده و بازدهی این موتور را تعیین نمایید.

Arrester Bed

17. Arrester Bed 

A sand-filled lane results in the dissipation of the kinetic energy of a moving vehicle. What length is necessary for such an arrester bed to entirely stop a passively moving object (e.g. a ball)? What parameters does the length depend on?

۱۷. بستر گیرانداز

یک مسیر پر از شن و ماسه منجر به اتلاف انرژی جنبشی یک خودروی در حال حرکت می شود. چه طولی برای چنین بستر گیراندازی لازم است تا یک جسم متحرک منفعل (مثلاً یک توپ) را کاملاً متوقف کند؟ این طول به چه متغیرهایی بستگی دارد؟

سوالات مسابقه IYPT سال 2022

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. 

Invent Yourself

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.

Rayleigh Disk

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.

Ring on the Rod

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.

Unsinkable Disk

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.

Bimetallic Oscillator

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.

Tennis Ball Tower

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؟

Three-Sided Dice

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؟