А. И. Дедык, А. И. Мамыкин, О. В. Посредник

РЕГИОНАЛЬНАЯ ПРЕДМЕТНАЯ ОЛИМПИАДА СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА 2014 ГОДА ПО ФИЗИКЕ

Региональная олимпиада вузов Санкт-Петербурга по физике проводилась в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" 30 сентября 2014 года.

Олимпиада традиционно проводится для студентов 1 –3 курсов технических университетов города.

Информацию о проведении олимпиады можно найти на официальном сайте СПбГЭТУ "ЛЭТИ" http://www.eltech.ru.

Оргкомитет олимпиады находится по адресу:197376 С.-Петербург, ул. проф.Попова д. 5, кафедра физики (3-й корпус), тел. 346 29 82, Fax: (812) 234 96 56.

В олимпиаде по физике 2014 года приняли участие 14 вузов Санкт-Петербурга (15 команд), количество участников олимпиады составило 122 человека.

Оргкомитетом был утвержден следующий регламент проведения олимпиады: соревнования в командном и в личном зачетах и; результат командного зачета определяется по пяти лучшим результатам; число команд от каждого вуза – одна, кроме СПБПУ (1 – команда ФТФ, 1 – общетехнические факультеты); число участников в команде – 5; число задач в олимпиадном задании – 11; время, отводимое на выполнение задания – 4 часа.

1. Мамыкин Александр Иванович – председатель методической комиссии, профессор кафедры физики СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

2. Вяткин Вадим Михайлович – доцент кафедры физики СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

3. Посредник Олеся Валерьевна – доцент кафедры физики СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

4. Старовойтов Сергей Анатольевич – доцент кафедры физики СПбПУ;

5. Федюшин Владимир Борисович – доцент кафедры физики СПбГУТ.

1. Кузьмина Наталья Николаевна – доцент кафедры физики СПбГЭТУ "ЛЭТИ";

2. Шишкина Марина Николаевна – доцент кафедры физики СПбГЭТУ "ЛЭТИ".

Олимпиадные задания для физической олимпиады разрабатывались членами оргкомитета олимпиады. Банк олимпиадных задач формировался из заданий, предложенных преподавателями вузов – победителей предыдущей олимпиады (2013 г.). База данных олимпиадных заданий содержит ~ 50 вариантов. Темы заданий охватывают все основные разделы курса общей физики.

Пример олимпиадного задания 2014 года по физике

Планируемая продолжительность выполнения задания 4 часа.

1. На рисунке изображены два одинаковых однородных диска радиуса R. Первый подвешен шарнирно в точке О на легком стержне длиной R, жестко прикрепленном к диску. Второй подвешен в двух точках ОО на двух легких стержнях длиной 2R, шарнирно прикрепленных к диску в точках A и B. Определить отношение периодов малых колебаний дисков. Объяснить полученный результат.

2. Сплошной цилиндр, ось которого горизонтальна, движется без вращения по гладкой горизонтальной поверхности в направлении, перпендикулярном к оси цилиндра. В некоторый момент он достигает границы, где поверхность становится шероховатой и возникает постоянная (не зависящая от скорости) сила трения скольжения, а трение качения отсутствует. Каково будет движение цилиндра после перехода границы? Как распределится кинетическая энергия поступательного движения цилиндра?

3. Корыто прямоугольной формы выезжает по гладкой поверхности из-под навеса под дождь так, что его короткая сторона параллельна краю навеса. Скорость корыта в момент попадания в него первых капель V0.

1. Какой будет скорость корыта в момент появления его целиком из-под навеса?

2. Какой будет эта скорость, если корыто выезжает длинной стороной?

Считать, что на движение корыта оказывают влияние только капли попавшие в него. Количество дождевых капель, падающих на единицу площади за единицу времени постоянно и равно n. Масса каждой капли m. Длина короткой стороны корыта a, длинной стороны – b, масса пустого корыта М0.

4. *Малоизвестная, но совершенно правдивая история, случившаяся с бароном Мюнхгаузеном.

Однажды барон прокопал шахту от северного полюса до самого центра Земли. На всякий случай прихватил с собой пушку и ядро. Достигнув центра Земли, барон решил вернуться назад таким способом. Поджег запал, вскочил на ядро и вылетел на поверхность. Какова была скорость ядра с бароном в момент старта, если Мюнхгаузен смог теперь поведать эту историю? (Землю считать однородным шаром, силами сопротивления пренебречь, в эту историю искренне верить).

5. Два одинаковых шара имеют одну и ту же температуру, при этом один из шаров подвешен на нити, а второй лежит на горизонтальной поверхности. Обоим шарам передают одинаковое количество теплоты Q, причем нагрев происходит так быстро, что теплообмена с окружающей средой и другими телами не происходит. Одинаковы ли будут температуры шаров после нагрева? Ответ обоснуйте.

6. *Цикл состоит из изохоры, политропы с показателем 2 и адиабаты с показателем 1,5. Вычислить КПД цикла, если (Vmax/Vmin) = 2. (см. рис.)

7. Два одинаковых металлических шара находятся близко друг от друга. Если один шар зарядить зарядом q, то его потенциал станет равным φ1, а потенциал второго φ2. Какая энергия выделится в резисторе, если им замкнуть второй шар на землю?

8. Вокруг оси, перпендикулярной к однородному магнитному полю с индукцией В, вращается тонкая металлическая квадратная рамка (см. рис.). За время τ частота ее вращения уменьшается в n раз. Считая затухание малым, найти отношение удельной проводимости σ материала рамки к его плотности ρ. Силами трения пренебречь.

9. Однородное магнитное поле с осевой симметрией изменяется по гармоническому закону с амплитудой Во и малой частотой ν. Найдите напряженность электрического поля как функцию времени и расстояния от оси симметрии.

10. На каком расстоянии L от Солнца поверхность спутника нагреется до температуры кипения воды? Спутник имеет форму сферы с радиусом r и окрашен в черный цвет. Солнце представляет собой шар с радиусом R = 7∙105 км, излучающий подобно черному телу с температурой Т0 = 6000 К.

С какой максимальной относительной погрешностью должен быть нарезан период дифракционной решетки для того, чтобы последняя имела максимально возможную разрешающую способность на длине волны λ = 600 нм? Общее число штрихов решетки N = 105, длина нарезанной части решетки не превышает l = 10 см.
Число участников региональной олимпиады по физике

Место проведения олимпиады	197376 Санкт-Петербург, ул. профессора Попова д. 5, кафедра физики (3-й корпус), ауд. 3107
Дата проведения олимпиады	30 сентября 2014 г.
Число вузов, участвовавших в олимпиаде	14
Общее число студентов, участвовавших в олимпиаде	122

Победители в командном зачете региональной олимпиады по физике

Место в командном зачете	Наименование вуза и команды	Суммарный балл команды	Примечание
I	СПбПУ (ФТФ)	302
II	СПбГЭТУ "ЛЭТИ"	185
III	СПбГУТ	163

Победители в личном зачете региональной олимпиады по физике

Место в личном зачете	Фамилия, имя, отчествоучастника	Наименование вуза	Суммарный балл участника
1	Егоров Антон Александрович	СПбПУ (ФТФ)	96
2	Моклев Вячеслав Владимирович	Университет ИТМО	82
2	МаксимишинДмитрий Сергеевич	СПбПУ	77
3	Серов Юрий Михайлович	СПбПУ (ФТФ)	56
3	Овчинников Юрий Дмитриевич	ВКА	53
3	Быков Кирилл Алексеевич	СПбГЭТУ "ЛЭТИ"	51

Проблемы, возникавшие при организации и проведении олимпиады, предложения по улучшению организации и проведения олимпиады.

Проблем не возникло.

Адрес сайта, где размещен отчет о проведении региональной олимпиады студентов вузов Санкт-Петербурга 2014 года по физике: http://www.eltech.ru/ru/universitet/novosti-i-obyavleniya/rezultaty-olimpiady-po-fizike1.
2 Анализ результатов региональной олимпиады

Методика оценки решений и подведения итогов олимпиады

Методика оценки решений и подведение итогов олимпиады в командном и в личном первенстве была разработана нами в 1998 году и применялась при оценке решений задач межвузовской олимпиады.

1) По каждой задаче проставлялись баллы по пятибалльной системе (К_i=1...5, где i = 11- числу задач в задании).

2. 
   Подсчитывалось число участников решавших каждую задачу (n).
   
3. 
   Вычислялся в баллах весовой коэффициент для каждой задачи путем деления некоторого выбранного постоянного коэффициента на число n (Z_i= 100/n).
   
4. 
   Определялось число баллов, набранное каждым студентом по каждой задаче (B_i = Z_i*K_i).
   
5. 
   Суммировалось общее число баллов, набранное каждым участником по всем задачам (B_i).
   

Итоги в командном первенстве подводились по сумме баллов пяти лучших работ в команде.

При составлении олимпиадного задания методическая комиссия руководствовалась принципом избыточности задания, что позволяет нивелировать акценты, обусловленные спецификой вуза-участника, и обеспечить примерно равные условия для всех участников олимпиады, независимо от особенностей учебного плана. Кроме всего, такой подход обеспечивает своего рода гандикап для студентов младших курсов в соревновании со старшекурсниками.

Анализ результатов команд, занявших первые места в олимпиаде, показывает также, что наибольших успехов добивается команда, участники которой показывают примерно равные результаты по набранным баллам вузы, которые представляют эти команды, демонстрируют стабильные результаты в течение нескольких лет, на наш взгляд – это результат удачной мотивировки студентов на изучение дисциплин естественно-научного цикла.
Результаты командного зачета

Место в командном зачете	Наименование вуза, участвовавшего в олимпиаде	Суммарный балл в командном зачете	Кол-во участников – членов команды	Кол-во участников личного зачета (не члены команды)
1	СПбПУ (ФТФ)	302	5	3
2	СПбГЭТУ "ЛЭТИ"	185	5	22
3	СПбГУТ	163	5	1
4	Университет ИТМО	159	5	4
5	ВКА	114	5	2
6	ВАС	80	5	9
7	СПбПУ (общ.тех.ф.)	68	5	–
8	СПбГУ	29	5	–
9	НМСУ "Горный"	18	5	3
10	СПбГУКиТ	16	5	2
11	БГТУ "ВОЕНМЕХ"	15	5	1
12	СПбГТИ (ТУ)	11	5	2
13	РГГМУ	6	5	1
	РГПУ	39	–	4
	ПГУПС	2	–	3

Результаты студентов ПГУПС ( 2 баллов) и РГПУ ( 39 баллов) вошли только в личный зачет, т.к. команды были не в полном составе (3 и 4 соответственно). Результаты студентов вошли только в личный зачет.