سوالات مسابقه IYPT سال 2010

سلام

سوالات سال 2010 در ادامه آورده شده است

Electromagnetic cannon

1. Electromagnetic cannon

A solenoid can be used to fire a small ball. A capacitor is used to energize the solenoid coil. Build a device with a capacitor charged to a maximum 50 V. Investigate the relevant parameters and maximize the speed of the ball.

1. تفنگ الکترومغناطیسی

یک سیم پیچ می تواند برای شلیک یک گوی کوچک استفاده شود. برای افزایش انرژی سیم پیچ، از یک خازن استفاده می شود. یک دستگاه با خازن شارژ شده تا حداکثر 50 ولت بسازید. متغیرهای مربوطه را بررسی کنید و سرعت توپ را بیشینه نمایید.

Brilliant pattern

2. Brilliant pattern

Suspend a water drop at the lower end of a vertical pipe. Illuminate the drop using a laser pointer and observe the pattern created on a screen. Study and explain the structure of the pattern.

2. الگوی درخشان

یک قطره آب را از انتهای پایینی یک لوله ی عمودی معلق نگه دارید. با استفاده از یک پوینتر لیزری به قطره نور بتابانید و الگویی را که روی یک صفحه تشکیل می شود ملاحظه کنید. ساختار الگو را مطالعه کرده و توضیح دهید.

Steel balls

3. Steel balls

Colliding two large steel balls with a thin sheet of material (e.g. paper) in between may "burn" a hole in the sheet. Investigate this effect for various materials.

3. گوی استیلی

برخورد دو گوی استیلی بزرگ با یک ورق نازک از جنسی مثل کاغذ در بین [آن ها]، ممکن است باعث "سوزاندن" یک سوراخ در ورق شود. این اثر را برای مواد مختلف مورد بررسی قرار دهید.

Soap film

4. Soap film

Create a soap film in a circular wire loop. The soap film deforms when a charged body is placed next to it. Investigate how the shape of the soap film depends on the position and nature of the charge.

4. لایه ی آب-صابون

یک لایه آب-صابون روی یک حلقه سیمی ایجاد کنید. وقتی یک جسم باردار نزدیک لایه ی آب-صابون قرار داده شود، لایه تغییر شکل می دهد. بررسی کنید که شکل لایه ی آب-صابون چگونه به مکان و طبیعت بار وابستگی دارد.

Grid

5. Grid

A plastic grid covers the open end of a cylindrical vessel containing water. The grid is covered and the vessel is turned upside down. What is the maximal size of holes in the grid so that water does not flow out when the cover is removed?

5. توری

یک توری پلاستیکی انتهای باز یک مخزن استوانه ای را پوشانده است. توری [با یک تکه نایلون] پوشانده شده و [سپس] مخزن سر و ته شده است. بیشینه ی اندازه سوراخ های توری چقدر باشد تا وقتی پوشش برداشته می شود، آب بیرون نریزد.

Ice

6. Ice

A wire with weights attached to each end is placed across a block of ice. The wire may pass through the ice without cutting it. Investigate the phenomenon.

6. یخ

یک سیم که از دو طرف آن وزنه آویزان شده، روی یک تکه یخ قرار داده شده است. ممکن است سیم بدون آنکه یخ را برش دهد، از داخل آن عبور کند. این پدیده را بررسی کنید.

Two flasks

7.Two flasks

Two similar flasks (one is empty, one contains water) are each connected by flexible pipes to a lower water reservoir. The flasks are heated to 100°C and this temperature is held for some time. Heating is stopped and as the flasks cool down, water is drawn up the tubes. Investigate and describe in which tube the water goes up faster and in which the final height is greater. How does this effect depend on the time of heating?

7. دو ارلن

دو ارلن مشابه (یکی خالی و یکی حاوی آب) هر کدام از طریق شلنگ به یک مخزن آب [در ارتفاع] پایین تر وصل شده اند. ارلن ها تا دمای 100 درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند و برای زمانی [مشخص] در این دما نگه داشته می شوند. حرارت دهی متوقف شده و با خنک شدن ارلن ها، آب از شلنگ ها بالا می آید. بررسی و توصیف کنید، در کدام شلنگ آب سریع تر بالا می آید و در کدام یک ارتفاع نهایی [آب] بیشتر است. این اثر چگونه به زمان حرارت دهی وابسته است؟

Liquid light guide

8. Liquid light guide

A transparent vessel is filled with a liquid (e.g. water). A jet flows out of the vessel. A light source is placed so that a horizontal beam enters the liquid jet (see picture). Under what conditions does the jet operate like a light guide?

8. موجبر مایع

یک مخزن شفاف از مایعی (مثلا آب) پر شده است. [جریان مایع] از [روزنه ی] مخزن به بیرون فوران می کند. یک منبع نوری به گونه ای قرار داده شده که یک پرتوی افقی وارد فواره مایع شود (شکل را ببینید). فواره تحت چه شرایطی مانند یک موجبر عمل می کند؟

Sticky water

9. Sticky water

When a horizontal cylinder is placed in a vertical stream of water, the stream can follow the cylinder's circumference along the bottom and continue up the other side before it detaches. Explain this phenomenon and investigate the relevant parameters.

9. آب چسبناک

وقتی یک استوانه افقی در جریان عمودی آب قرار گیرد، جریان می تواند محیط استوانه را تا پایین طی کرده و قبل از جدا شدن به بالا آمدن از سمت دیگر ادامه دهد. این پدیده را توضیح داده و متغیرهای مربوطه را بررسی نمایید.

Calm

10. Calm

When wind blows across a water surface, waves can be observed. If the water is covered by an oil layer, the waves on the water surface will diminish. Investigate the phenomenon.

10. سکون

وقتی باد به سطح آب وزیده شود، امواج قابل رویت خواهند بود. اگر آب با لایه ای از روغن پوشانده شده باشد، امواج روی سطح آب قروکش می کنند. این پدیده را بررسی کنید.

Sand

11. Sand

Dry sand is rather 'soft' to walk on when compared to damp sand. However sand containing a significant amount of water becomes soft again. Investigate the parameters that affect the softness of sand.

11. شن

شن خشک در مقایسه با شن مرطوب برای پیاده روی نسبتاً "نرم" است. با این حال شنی که حاوی مقدار قابل توجهی آب باشد، دوباره نرم می شود. متغیرهایی که روی نرمی شن اثرگذار هستند را بررسی نمایید.

Wet towels

12. Wet towels

When a wet towel is flicked, it may create a cracking sound like a whip. Investigate the effect. Why does a wet towel crack louder than a dry one?

12. حوله خیس

وقتی یک حوله خیس تکان داده می شود، ممکن است مانند یک شلاق صدای ترق بدهد. این پدیده را بررسی کنید. چرا صدای حوله خیس بیشتر از حوله خشک است؟

Shrieking rod

13. Shrieking rod

A metal rod is held between two fingers and hit. Investigate how the sound produced depends on the position of holding and hitting the rod?

13. میله ی جیغ زن

یک میله فلزی بین دو انگشت نگه داشته شده و [به آن] ضربه وارد می شود. بررسی کنید که صدای تولید شده چگونه به مکان نگه داشتن و ضربه زدن به میله بستگی دارد؟

Magnetic spring

14. Magnetic spring

Two magnets are arranged on top of each other such that one of them is fixed and the other one can move vertically. Investigate oscillations of the magnet.

14. فنر مغناطیسی

دو آهنربا روی همدیگر قرار گرفته اند به گونه ای که یکی از آن ها ثابت است و دیگری می تواند به صورت عمودی حرکت کند. نوسانات آهنربا را بررسی کنید.

Paper anemometer

15. Paper anemometer

When thin strips of paper are placed in an air flow, a noise may be heard. Investigate how the velocity of the air flow can be deduced from this noise?

15. بادسنج کاغذی

وقتی نوارهای باریک کاغذ در [مسیر] جریان هوا قرار گیرند، ممکن است صدای نویزی شنیده شود. بررسی کنید که چکونه می توان از این نویز متوجه سرعت جریان هوا شد؟  

Rotating spring

16. Rotating spring

A helical spring is rotated about one of its ends around a vertical axis. Investigate the expansion of the spring with and without an additional mass attached to its free end.

16. فنر چرخان

یک فنر مارپیچ به دور یکی از سرهایش حول یک محور عمودی چرخانده شده است. [میزان] بازشدگی فنر را با و بدون اتصال یک وزنه اضافی به سر آزاد بررسی کنید.

Kelvin's dropper

17. Kelvin's dropper

Construct Kelvin's dropper. Measure the highest voltage it can produce. Investigate its dependence on relevant parameters.

17. قطره چکان کلوین

یک قطره چکان کلوین بسازید. بیشترین مقدار ولتاژی که می تواند تولید کند را اندازه بگیرید. وابستگی آن را به متغیرهای مربوطه بررسی کنید.