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

۵۰ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «سیالات گرانروی و همرفت» ثبت شده است

15. Wet Scroll

Gently place a piece of tracing paper on the surface of water. It rapidly curls into a scroll and then slowly uncurls. Explain and investigate this phenomenon.

۱۵. طومار مرطوب

اگر یک تکه کاغذ کالک را به آرامی روی سطح آب قرار دهید، به سرعت لوله می‌شود و سپس به آهستگی باز می‌شود. این پدیده را توضیح داده و بررسی کنید.

16. Cushion Catapult

Place an object on a large air cushion and drop several other objects in such a way that the first object is catapulted away. Investigate how the exit velocity depends on relevant parameters.

۱۶. منجنیق بالشتکی

یک شی را روی یک بالشتک بزرگ بادی قرار دهید و چند جسم دیگر را به گونه‌ای رها کنید که شی اولی، پرتاب شود. بررسی کنید که چگونه سرعت خروج، به متغیرهای مربوطه بستگی دارد.

1. Fractal Fingers

The effect of fractal fingering can be observed if a droplet of an ink-alcohol mixture is deposited onto diluted acrylic paint. How are the geometry and dynamics of the fingers influenced by relevant parameters?

۱. انگشتان فراکتال

اگر قطره ای از مخلوط جوهر و الکل بر روی رنگ اکریلیک رقیق شده قرار گیرد، اثر انگشت فراکتال قابل مشاهده است. هندسه و دینامیک انگشتان چگونه تحت تأثیر پارامترهای مربوطه قرار می گیرند؟

Close up on a fractal fingering pattern.

7. Faraday Waves 

A droplet of less viscous liquid floating in a bath of a more viscous liquid develops surprising wave-like patterns when the entire system is set into vertical oscillation. Investigate this phenomenon and the parameters relevant to the production of stable patterns.

۷. امواج فارادی

یک قطره مایع با گرانروی کمتر که در یک حمام مایع با گرانروی بیشتر شناور است، زمانی که کل سیستم در نوسان عمودی قرار گیرد، الگوهای موج مانند شگفت انگیزی ایجاد می کند. این پدیده و متغیرهای مرتبط با تولید الگوهای پایدار را برررسی کنید.

Figure 5

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.

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.

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.

PDF) Flow "reflexion" and " refraction" on perforated wall

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.

Thermo Acoustic Engine

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.

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.

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.

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.

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.

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.