Zadania 2022 (pol)

1. Wymyśl sam
Wymyśl i zbuduj nieinwazyjne urządzenie, które wyznacza kierunek przepływu płynu wewnątrz nieprzezroczystej rury. Zoptymalizuj je tak, by pozwalało na pomiar możliwie małych przepływów.

2. Dysk Rayleigha
Dysk zawieszony pionowo na cienkiej nici i umieszczony w polu akustycznym może służyć do pomiaru natężenia dźwięku poprzez obrót wokół osi. Zbadaj dokładność pomiaru przeprowadzonego z pomocą takiego urządzenia.

3. Pierścień na pręcie
Podkładka pod śrubę umieszona na pionowym, stalowym pręcie może zacząć obracać się wokół niego zamiast ześlizgnąć w dół. Zbadaj ruch podkładki i określ, co decyduje o jej prędkości granicznej.

4. Niezatapialny dysk
Metalowy dysk z otworem na środku tonie w pojemniku wypełnionym wodą. Jednak gdy na środek dysku skieruje się pionowy strumień wody, dysk może się utrzymywać na powierzchni wody. Wyjaśnij to zjawisko i zbadaj istotne parametry.

5. Oscylator bimetaliczny
Prosty oscylator elektryczny można wykonać stosując stykowy wyłącznik bimetalowy. Zbadaj istotne parametry wpływające na częstotliwość drgań takiego oscylatora.

6. Wieża z piłek tenisowych
Zbuduj wieżę, z trzech piłek tenisowych na warstwę oraz jednej piłki na górze. Zbadaj ograniczenia konstrukcyjne i stabilność takiej wieży. Jak zmienia się sytuacja, gdy w każdej warstwie umieścisz więcej niż trzy piłki oraz odpowiednią liczbę piłek na górze wieży?

7. Trójścienna kość do gry
Zatrzymanie się rzuconej monety na boku jest rzadkim wydarzeniem. Jaka powinna być fizyczna i geometryczna charakterystyka cylindrycznej kostki, aby miała takie samo prawdopodobieństwo wylądowania na boku i na jednej ze swoich podstaw?

8. Linie ekwipotencjalne
Umieść dwie elektrody w wodzie, przyłóż do nich bezpieczne napięcie i użyj woltomierza, aby określić potencjał elektryczny w różnych miejscach. Zbadaj, jak wyznaczone linie ekwipotencjalne odbiegają od Twoich oczekiwań dla różnych warunków i cieczy.

9. Wodna spirala
Jeśli strumień cieczy zostanie wypuszczony przez mały otwór, to w pewnych warunkach skręca się tworząc spiralę. Wyjaśnij to zjawisko i zbadaj jakie warunki są potrzebne, żeby taka spirala powstała.

10. Wybuchające krople
Gdy kropla roztworu wodnego (np. wody i alkoholu) zostaje umieszczona na powierzchni hydrofobowej cieczy (np. oleju roślinnego) może rozpaść się na mniejsze kropelki. Zbadaj parametry, które wpływają na fragmentację i wielkość końcowych kropel.

11. Kulki na gumce
Połącz dwie metalowe kulki elastyczną gumką, następnie skręć gumkę i połóż kulki na stole. Kulki zaczną się kręcić w jednym, a później w drugim kierunku. Wyjaśnij to zjawisko i zbadaj, jak zachowanie takiego „wahadła” zależy od istotnych parametrów.

12. Zagadkowy ruch
Posyp wodę w misce małymi pływającymi drobinkami. Umieść silny magnes nad i w pobliżu powierzchni wody. Wyjaśnij zaobserwowane ruchy cząstek.

13. Turbina zasilana świeczką
Papierowa spirala zawieszona nad świecą zaczyna się obracać. Zoptymalizuj konfigurację takiego układu w celu osiągnięcia maksymalnego momentu siły.

14. Piłka na membranie
Po upuszczeniu metalowej kulki na gumową membranę, naciągniętą na plastikowy kubek, można usłyszeć dźwięk. Wyjaśnij pochodzenie tego dźwięku i zbadaj, jak jego charakterystyka zależy od istotnych parametrów.

15. Efekt Boycott’a
Jeśli cząstki są zawieszone w cieczy, o mniejszej gęstości niż ich własna, opadną na dno pojemnika. Przechylanie pojemnika, w którym znajduje się ciecz, może wpływać na szybkość ich osiadania. Wyjaśnij to zjawisko i zbadaj wpływ istotnych parametrów.

16. Ratowanie miodu
Kiedy kręcimy prętem, na którym znajduje się lepka ciecz (np. miód), w pewnych warunkach ciecz może przestać spływać z pręta. Zbadaj to zjawisko.

17. Niewidzialność
Stereogramy soczewkowe (ang. Lenticular lenses) mogą być używane do zmiany biegu światła i sprawiania, że obiekty „znikają”. Zbadaj, jak zmiana parametrów soczewki oraz geometrii obiektu wpływa na stopień widoczności obserwowanego obiektu.