Sens olimpiady fizycznej

[opol_anin]

myślałem do niedawna, że olimpiada fizyczna ma na celu wybranie najzdolniejszych uczniów mających "fizyczne" spojrzenie na świat. Ostatnia olimpiada w dniu 8 stycznia tego roku uświadomiła mi, że celem olimpiady fizycznej jest wyłonienie uczniów ślepych na doświadczenie i pozbawionych wyobraźni "fizycznej". Mają tylko bezmyślnie opanować przekształcanie teoretycznych wyobcowań teoretyków.
Dowód: na stronie podanej na końcu są zadania i rozwiązania z 8 stycznia. Zadanie pierwsze: kompletny chaos i brak wyobraźni i znajomości fizyki autora zadania i osoby zatwierdzającej to zadanie. Rurki z prądem krążącym dookoła to rzekomo selenoidy ( w rozwiązaniu). To coś niby ma chronić stację kosmiczną przed promieniowaniem kosmicznym? Nawet zakładając, że to są selenoidy to będą idealnie wciągać promieniowanie kosmiczne do środkowej rurki, gdzie rzekomo ma istnieć życie. Proponuje zbudowanie tego czegoś zgodnie z wytycznymi autora i niech w tym "odkurzaczu" promieniowania kosmicznego sobie istnieje.
Zadanie trzecie - dla doświadczalnika kompletnie niezrozumiałe. Dla ucznia coś co w nim zakoduje:
Można podgrzewać parę wodną do temperatury wrzenia i zachować ciśnienie takie jak na zewnątrz, para wodna może być traktowana jako gaz doskonały, mieszaninę wody i pary można dowolnie interpretować w zależności jaki wynik chcemy osiągnąć...

Proszę o dyskusję na temat jak w tytule postu.

[opol_anin]

zapomniałem linka do tych zadań:
www.kgof.edu.pl/archiwum/61/of61-2-1-R.pdf

Ad 3.

[kornel-1]

Trzecie zadanie jest najtrudniejsze. Brakuje objętości końcowej kolby albo przynajmniej parametrów materiałowych szkła, z którego została wykonana probówka.

W czasie ogrzewania probówki z wodą zachodzi, trudny do ilościowego określenie, proces:

probówka -> kolba

Końcowe ciśnienie, które rosnąc rozsadza probówkę i formuje* kolbę, będzie mniejsze niż podano w odpowiedzi, co z kolei będzie rzutować na wysokość, na którą wzniesie się korek.

Kornel
*/Do policzenia metodą elementów skończonych.
Zdaje się, że potrzebne jest jeszcze założenie, że cała energia kinetyczna wylatującej z naczynia pary wodnej została przekazana korkowi. Ale to pikuś.

[opol_anin]

zamiana słowa próbówka na kolbę to pewnie literówka. Ja nie potrafię sobie wyobrazić stanu początkowego tzn. jakim cudem coś takiego osiągnąć! Masz n/2 mola wody i n/2 mola pary wodnej w temperaturze wrzenia i ciśnienie wewnątrz próbówki takie samo jak na zewnątrz - i to ciśnienie w normalnych warunkach. Korek powinno wciągnąć bo coś waży a tarcia nie ma?
Skoro mamy mieszaninę wody i pary wodnej bez powietrza to na pewno nie jest to gaz i do tego doskonały. Skoro liczba moli gazy rośnie od n/2 do n to nie wydaje mi się zgodne z nauką i doświadczeniem stosowanie praw dla stałej liczby moli gazu doskonałego - a takie są stosowane w rozwiązaniu. Można owszem założyć przybliżenie adiabatyczne w dalszej "części" tego procesu ale mam dylemat poznawczy typu: przecież najpierw doprowadzałem ciepło więc to nie jest termos...
Można było np. dać taką treść zadania: Podgrzewamy próbówkę napełnioną helem ( n moli) i dodać tarcie korka. Pytania te same co w zadaniu tylko podgrzewamy do momentu kiedy korek ruszy... Ogólnie chodzi o to aby treść zadania była jednoznaczna i można byłoby sobie wyobrazić proces faktycznie "fizyczny".
W pierwszym zadaniu - nie potrafię sobie wyobrazić metalowej rurki w której prąd płynie tak jak na rysunku. Chyba, że rurka jest przecięta wzdłużnie lub znajduje się w "dziwnym" polu magnetycznym silnym i zmiennym (ale po co wtórne pole magnetyczne jak można wykorzystać pierwotne?). I co z ekranowaniem wewnętrznej rurki? Nie byłoby prościej" treść zadania dotycząca prawdziwych zwojnic i np. wiązki protonów skierowanych między rurki?!
Ten kosmos i sugestia istnienia silnych źródeł punktowych wysokoenergetycznych protonów dla ucznia szkoły średniej jest toksyczna. I te rurki...poproszone o taki a nie inny przebieg prądu. Prąd nie popłynie jednorodnie pop tej powierzchni nawet jakby rurkę przeciąć i podłączyć napięcie...

[kornel-1]

opol_anin napisał:

> zamiana słowa próbówka na kolbę to pewnie literówka.
E tam! Literówkę to ty zrobiłeś pisząc o solenoidzie a myśląc o księżycu. Tam musiało by być 8 literówek w 1 słowie. Chyba zdajesz sobie sprawę, że prawdopodobieństwo nagromadzenia tylu literówek w jednym słowie (a ich brak w reszcie tekstu) jest mało prawdopodobny?! To nie może być przypadek. Ponieważ korek nie wpadł do środka podczas ogrzewania, należy przyjąć, że końcowa część probówki nie uległa deformacji. Prawdopodobnie powstała więc kolba okrągłodenna (o nieznanej objętości).
> Ja nie potrafię sobie wyob
> razić stanu początkowego tzn. jakim cudem coś takiego osiągnąć! Masz n/2 mola w
> ody i n/2 mola pary wodnej w temperaturze wrzenia i ciśnienie wewnątrz próbówki
> takie samo jak na zewnątrz - i to ciśnienie w normalnych warunkach.

Ja sobie też wyobrażam, ale z innego powodu niż sądzisz.

Początkowa temp. wynosi 100 oC, w 10-centymetrowej probówce są 4 krople wody (0.18g) a nad nią para wodna. Nie jest powiedziane, że w układzie jest równowaga termodynamiczna. Dlaczego sądzisz, że najpierw zatkano probówkę a potem podgrzano?

Ja nie wyobrażam sobie pokonywania przez korek 10-centymetrowej drogi w probówce o długości 10 cm a dokładniej 10.032 cm. Korek musiałby dotykać wody.

Kornel

[kornel-1]

Powinno być:
Ja sobie też nie wyobrażam, ale z innego powodu niż sądzisz.
k.

[kornel-1]

Coś mnie zaćmiło ;-)
Probówka może mieć 20 cm długości, korek będzie wepchnięty na 10 cm wgłąb probówki. Od biedy, można wówczas pisać o "zatkanej szczelnym korkiem probówce".

k.

[opol_anin]

dzięki za tą długość korka - nie zwróciłem uwagi na to - faktycznie ciekawe!
Dlaczego sądzisz, że woda będzie w jednym miejscu? To temperatura wrzenia więc spore energie cząsteczek wody i pary oraz są one porównywalne. Właściwie w tej temperaturze przy warunkach normalnych (jak podano dla ciśnienia w zadaniu) nie ma ścisłego rozróżnienia woda-para.
To jest po prostu ,mieszanina wody z parą ( na pewno nie jest to gaz doskonały) o wzrastającym udziale pary w miarę dostarczania energii zewnętrznej. Twierdzę, że nie można tak tego rozwiązywać jak podano na stronie. To źle koduje uczestników olimpiady jako przyszłych fizyków.
To zadanie na pewno stworzył teoretyk i udziwnił aby rzekomo było "olimpijski". Ja mam wstręt tylko po takim zabiegu! Czyżby w olimpiadzie chodziło o utrwalanie takiego sposoby traktowania fizyki?

[pomruk]

Jeśli chodzi o zadanie pierwsze, według mnie jest wszystko w porządku! Rzeczywiscie walec w którym płynie prąd w pokazany sposób można traktować jako solenoid - liczy sie naprawdę tylko stosunek nateżenie prądu/jednostka długości. Jednorodne pole magnetyczne z pewnością będzie chronic wnętrze przed promieniowaniem przy odpowiednio dobranym natężeniu prądu - wpadający proton, o ile nie będzie wpadac równolegle do linii pola (osi walca) będzie zakreślał helisę, której osią będzie linia pola i która będzie styczna do zewnetrznego walca. Przy odpowiednim natężeniu prądu (a więc wartości indukcji pola) promień helisy będzie na tyle mały, że nie siegnie ona do wewnętrznego walca. Więc ochrona przed promieniowaniem jest zupełnie prawidłowa... Kompletnie nie rozumiem natomiast co masz na mysli mówiąc o "wciąganiu" promieni kosmicznych do wewnętrznego walca. Żaden taki mechanizm nie bedzie zachodził!

[opol_anin]

rurka jest metalowa aby prąd mógł płynąć w ogóle - jak osiągnięto taki równoległy jednorodny prąd na powierzchni metalowej rurki? Prądy płynące w tym samym kierunku i równolegle - wzajemne oddziaływanie. Metalowa rurka wewnętrzna nie powala na "niwelację" własnego pola wewnątrz a spokojnie niweluje zewnętrzne - w każdym razie na pewno będzie tam silne pole niezależnie od życzeń autora zadania. Pole na zewnątrz tego tworu będzie działać jak akcelerator protonów (cząstek naładowanych) i wszczeliwać je również do wewnętrznej rurki. Długo ludzie na tej stacji nie pożyją. To tylko parę "ciekawostek" i niejednoznaczności jakie się rzucają w oczy...

To tez z olimpiady fizycznej

[marek.kawecki]

Jaka powinna byc moc lasera, aby wysylane przez niego swiatlo moglo uniesc lusterko o masie 10 dkg.
Zakladamy,ze promien lasera jest skierowany pionowo, a swiatlo pada prostopadle na lusterko i odbija
sie od niego bez strat energii.


A jakis Osiol wyrzucil na Osla Lawke

forum.gazeta.pl/forum/w,396,132243365,132243365,Problem_z_fizyki.html

[pomruk]

Poprosiłeś o rozwiąznaie zadania, tu tego nie robimy, stąd powędrowało na "oślą".

[marek.kawecki]

pomruk napisał:

> Poprosiłeś o rozwiąznaie zadania, tu tego nie robimy, stąd powędrowało na "oślą ".

Nie o rozwiazanie poprosilem,tylko przedstawilem problem.
A nie robicie bo nie wiecie jak sie za to zlapac nawet,ooo.::)

Ciekawsze by było tu pytanie ...

[absurdello]

Jaka powinna być "moc" lusterka by nie zniknęło w momencie włączenia tego lasera ? ;))

PS. Jak na razie nie istnieją bezstratne lusterka

[absurdello]

więc i sens zadania jest taki sobie ...

[marek.kawecki]

absurdello napisał:

> Jaka powinna być "moc" lusterka by nie zniknęło w momencie włączenia tego laser
> a ? ;))

A to juz w ogole nawet bym nie probowal.
Ale to mnie meczy,bo niby proste a nie wiadomo jak.No bo, co mialoby utrzymac to lusterko?
Swiatlo? Przeciez zeby cos utrzymac trzeba przylozyc sile a jaka sile ma swiatlo?Zadnej.
Wiem,ze swiatlo moze nagrzac cos ale przesunac? to jakies cuda.

[stefan4]

marek.kawecki:
> Swiatlo? Przeciez zeby cos utrzymac trzeba przylozyc sile a jaka sile ma
> swiatlo?Zadnej.

No coś Ty? Zobacz o fotonowym napędzie rakiet.

- Stefan

[marek.kawecki]

stefan4 napisał:

> No coś Ty? Zobacz o fotonowym
> napędzie rakiet.

O kurcze,straszne dzieki.Zapomnialem.ze swiatlo moze byc uwazane za fotony.
No tak ale one nie maja masy spoczynkwej.OK Niech maja ta co maja,wiec

E=hf a ped fotonu jest chyba p= E/c= hf/c
Uderzajac w lusterko zmieniaja ped na przeciwny wiec zmiana pedu dp=2hf/c
a po czasie jak sie zrozniczkuje to bede mial sile czyli

F = dp/dt = uuuuuuu....?????

teraz pisze w brudnopisie (prosze sie nie patrzec)

df/dt=D(1/T)dt to jest zero psia k...
hmmm....

Chyba mam...

[marek.kawecki]

No wiec,moc tego lasera musi zalezec od ilosci fotonow na sek.

P= dE/dt= hf*dn/dt, tam mielismy dp=n2hf/c stad F=2hf/c *dn/dt

Z tych dwoch mamy: P= hf*Fc/2hf=Fc/2
F=mg

Czyli moc P = mgc/2

Hurrra!!!!!!!!!!

m=0.1kg , g=10m/s^2,c = 3*10^8 m/s

czyli P= 1.5*10^8 W=150 MW

Lasr musi miec moc = 150 MW, (potezny chyba)

No to moge jechac na Olimpiade,Heheeeee...

[opol_anin]

wg. mnie będzie tak: mamy walce -rurki metalowe współosiowe i dwie pętle z prądem w środku walców czyli nie można tego traktować jak selenoidy.
w zad. 3: wyobrażam sobie osiągnięcie stanu początkowego tak: korek musi mieć dolne ograniczenie w ściankach próbówki i jakiś przewód aby nim wypompować powietrze; wszczykuję n moli pary wodnej i dokładnie mam wyliczoną tą ilość aby osiągnąć stan równości ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz próbówki. Musiałbym też metodą prób osiągnąć stan, że dokładnie połowa pary wodnej się skropli dla temperatury 99.85 stopni C (jak w zadaniu). czyli wrzenia realnie. Załóżmy, że jakimś szczęśliwym trafem to osiągnąłem. Będzie to jednak mieszanina wody i pary wodnej!

[kornel-1]

> w zad. 3: wyobrażam sobie osiągnięcie stanu początkowego tak:

Ojej.
W tego typu zadaniach (olimpiadach) nie jest istotne, czy w praktyce da się zrealizować (odtworzyć) doświadczenie czy pomysł. Ważne, by zadanie było spójne (niesprzeczne).
Dlatego możemy wyobrażać sobie nieważkie nici, do których doczepiona jest cegła ślizgająca się bez tarcia. Albo stację kosmiczną otoczoną przez gigantyczne solenoidy.
Jeśli już koniecznie dociekasz realizacji stanu początkowego w zadaniu 3, to wyobraź sobie wstrzyknięcie 0.18 g wody o temp. 100oC do zatkanej korkiem probówki zawierającej 0.18 g gazowej wody o temperaturze 100 oC i znajdującej się pod ciśnieniem 1 atm. Da się wstrzyknąć czy nie? Jeśli da - to masz stan początkowy.

Kornel

[opol_anin]

Zad.1. w zadaniu nie napisano, że walce to solenoidy i twierdzę, że rozwiązanie na stronie jest błędne. Zakłada właśnie solenoidy a wcale tak nie jest!
Zad.3 w próbówce jest mieszanina wody i pary wodnej, którą "przeprowadzono" w parę wodną - w rozwiązaniu zastosowano błędne założenia ignorując powyższe: potraktowano mieszaninę jako gaz doskonały bo tak było wygodnie, a co ni jest prawdą. Nie można zastosować równań gazu doskonałego do takiej mieszaniny - jeżeli taki proceder zakładał autor zadania to powinien to ująć w zadaniu jako wskazówka jak należy "teoretycznie" uprościć aby osiągnąć cel autora.
Ponieważ takowej wskazówki nie ma należy rozważać mieszaninę wody i pary wodnej...czyli nie zrobić zadania!

[kornel-1]

> Nie można zastosować równań gazu doskonałego do takiej mieszaniny

Nie rozumiem Twoich obiekcji. To zwyczajny układ dwufazowy. Równaniami stanu opisujesz tylko część gazową. A liczy się tylko stan początkowy i końcowy.
k.

[opol_anin]

A TO CIEKAWE?
Jaka ta fizyka prosta!

[pomruk]

No, niekoniecznie metalowa :) Z przewodnika albo lepiej nadprzewodnika, np. tlenkowego -wysokotemperaturowego :) Jak osiągnięto - nie wiem, ale zawsze możesz przybliżyć tą rurkę jednak solenoidem - na jedno wyjdzie! Reszty nie bardzo rozumiem. Dwa cylindry czy dwa solenoidy z tak zadanym prądem na pewno wytworzą pole w dużym przybliżeniu jednorodne! Pole na zewnatrz tego tworu nie bedzie "wstrzeliwać" protonów, tylko zmuszać je do ruchu po wycinku okręgu o promieniu dużo większym niż wewnątrz.
Jednorodne pole magnetyczne na pewno nie działa jako akcelerator cząstek naładowanych - nie zmienia ani ich energii ani wartości prędkości. Zmienia natomiast kierunek wektora prędkości, gdyż siła Lorentza jest zawsze prostopadła do wektora prędkości,mawięc chrakter siły dośrodkowej.

[opol_anin]

jeżeli nadprzewodnik to tym bardziej przepływ równoległy prądu spowoduje, że "skupienie" się prądu w części środkowej walca i raczej pętle z prądem niż cewkę. Jak wywołać taki przepływ nie odpowiedziałeś.
Na zewnątrz tych cewek (pętli) nie ma jednorodnego pola magnetycznego.

[pomruk]

Nie wiem nic na temat "skupiania się prądu", nie znam takiego zjawiska. W jaki sposób uzyskano przepływ NIE jest istotne dla zadania, podobnie jak nie jest istotna natura walca. Oni podali konkretny układ - pewien model, jeśli ci on nie odpowiada, możesz zawsze zastąpic go cewką/solenoidem, wyrażenia będą identyczne. Sens jego jest jasny - przy założonym, podanym przepływie prądu mamy rozpatrzyć takie zakrzywienie toru cząstek, by nie siegnęły wewnętrznego cylindra. Owszem, na zewnątrz nie ma pola jednorodnego, ale wartość wektora indukcji jest tam bardzo mała. Odchylenie będzie praktycznie ograniczone do obszaru o polu jednorodnym.
Można mieć wątpliwości co do dowolnego sformułowania zadania, które jest zawsze jakimś modelem. W mojej opinii skupiając sie na szczegółach tego rodzaju zarazem całkowicie zaniedbujesz istotę zadania - wpływ pola magnetycznego na tor cząstki naładowanej. i wyraźnie "nie masz intuicji" co do mechanizmu zjawiska.

[opol_anin]

wyobraź sobie dwa przewodniki z prądem równoległe, w których płynie prąd o tym samym natężeniu i w tym samym kierunku - teraz zbliż je do b prawie zera - będą na siebie oddziaływać? W tym modelu" takie coś właśnie zachodzi. więc prąd popłynie tak jak u "nakazuje" natura a nie kaprys teoretyka, czyli wytworzy się pętla z prądem. Będziemy mieli walce z pętlą w środku i dalej twierdzisz, że rozwiązanie jest poprawne? Czyli uczeń nie dość, że ma nie wyobrażać sobie co się tam dzieje to jeszcze musi "wpaść" na "jedyne" poprawne rozwiązanie zaakceptowane przez komitet olimpiady - i co tam czy jest z czymkolwiek zgodne.
Dlaczego do rozwiązań załącza się wytyczne i punktację tylko do jednego typu rozwiązań - takiego jaki zaakceptował komitet? Czyżby w fizyce nie było innych dróg prowadzących do rozwiązania tego samego o ile problem jest rzeczywisty, a nie wirtualny?
Problem, że jestem bardziej doświadczalnikiem i chyba mam "intuicję" jak naprawdę będzie wyglądał mechanizm tego "zjawiska".
To zadanie jest chore i źle koduje uczniów zainteresowanych fizyką jako całością i nagradza uczniów "myślących" jak teoretycy ignorujący fakty doświadczalne.
Solenoid ma z definicji zaniedbywalnie mały stosunek R/L - tutaj nawet to nie jest spełnione, chyba, że dla dwumetrowej średnicy stacji (coby mogli stać) długość walców jest rzędu 100 metrów - dla zewnętrznego jeszcze kilka razy większy.
Zewnętrzne pole magnetyczne będzie wmiatać protony nie tylko tam gdzie wygodniej cokolwiek policzyć ignorując wszystko co nie odpowiada teoretykowi...
I do tego to rozwiązanie jest na stronie w internecie - czyli olimpiada ma za zadanie zniwelować nauczanie fizyki? Mi byłoby wstyd coś takiego upublicznić! I zaczynam rozumieć dlaczego wydziały fizyki świecą pustkami - w końcu ilu może być teoretyków!

[pomruk]

Będą na siebie oddziaływać ale co z tego? Czy sadzisz, ze w przypadku przepływu prądu w przewodniku przepływ następuje tylko środeczkiem przewodnika? Nie, nastepuje w całej jego masie. Dokładnie na tej samej zasadzie, na jakiej jeśli połączysz równolegle 11 oporników, natężenie rozdzieli sie po równo między każde z nich, a nie popłynie środkowym.
Jeśli w walcu zgromadziłbyś ładunki tak, by płynęły środkiem, powstałoby w środku tak silne pole E , ze natychmiast "rozegnałoby" elektrony.

[opol_anin]

> Czy sadzisz, ze w przypadku przepływu prądu w przewodniku przepływ następuje tylko
> środeczkiem przewodnika? Nie, następuje w całej jego masie.
Wyobraź sobie, że Twoje ostatnie zdanie okazuje się fałszywe.
Aby uratować jednorodny przepływ prądu w tych walcach w "kółko" należy założyć, że to prąd indukcyjny wywołany i "utrzymywany" w miejscu przez jakieś silne źródło pola magnetycznego. W treści zadania tego nie ma i wątpliwe jest użycie pola magnetycznego do wytworzenia wtórnie pola magnetycznego. W treści podano walce i jednorodny przepływ prądu w "kółko" co jest albo ignorancją autora albo wskazuje na reinterpretację, że chodzi o pętle z prądem. Aby cokolwiek zrobić z wysokoenergetycznymi protonami potrzeba silnego pola magnetycznego, które na zewnątrz będzie "wsysać" protony jak do odkurzacza. Teza, że tak nie będzie jest wątpliwa.
Uważam, że zadanie jest chore i wątpliwe poznawczo oraz szkodliwe, bo tylko wymęczyło biednych uczniów, którzy wbrew tendencji śmieli się zainteresować fizyką!
Zauważ, że z roku na rok przybywa takich zadań o coraz bardziej "wyrafinowanej" treści. Tak jakby ktoś się uparł na wyeliminowanie fizyki - i dziwi mnie to, że robią to sami fizycy!

[pomruk]

Niestety, po prostu sie mylisz - gęstosć prądu dla prądu stałego w przewodniku jest stała w całym jego przekroju. Natomiast prąd zmienny powoduje z kolei efekt przeciwny do spodziewanego przez Ciebie - tzw efekt naskórkowosci, w którym prąd woli płynąć "brzegami" niż środkiem.

[opol_anin]

jeszcze inaczej ( w zadaniu prąd płynie w "kółko"):
po co sie tak męczą i nawijają cewki zamiast stosować cienki walce?

[pomruk]

Ponieważ łatwiej i wygodniej jest przepuścić 10 amperów przez przewodnik tworzący 1000 zwojów niż 10 000 amperów przez szeroki przewodnik tworzący jeden zwój.

[opol_anin]

no i dałeś się naprowadzić: to dlaczego do "ochrony" tej stacji kosmicznej nie zastosowano tej metody!
Jeszcze inaczej: w zadaniu podano tylko, że L jest dużo większa od różnicy promieni walców - nic w założeniach nie ma o tym, iż L jest dużo większe od promieni - więc jakim prawem uczeń ma założyć, że to solenoid?
I jeszcze inaczej: co z samoindukcja w tym walcu?

[pomruk]

Po prostu dano takie zadanie, byś miał z nim większe trudnosci, co się udało :) Przeczytaj zadanie jeszcze raz :) - są tam wymiary! Nie rozumiem ponadto, czemu równość pola wytworzonego przez walec i solenoid ma zachodzić tylko dla określonych wymiarów? Dalej - jaka samoindukcja - przecież mowa o prądzie STAŁYM!!!! Oczywiscie, odgrywałaby ona rolę - ale przy włączeniu prądu, nie dla warunków zadania!

[opol_anin]

nie jestem uczniem, któremu nie udało się ... Widzę, że dla Ciebie nie istnieją w ogóle inne możliwości niż podane w zadaniu i rozwiązaniu.
O samoindukcji było abyś pomyślał o tym: to dwa magnesy jeden w drugim - układ metastabilny i wystarczy małe zaburzenie aby rurka ze stacja wypadła z drugiej np. silna wiązka wysokoenergetycznych protonów...
W zadaniu 3 ogrzewano krople wody od temperatury wrzenia aż do temperatury o 100 stopni wyższej aby je odparować! Ale to też jak widać jest normalne dla Ciebie...

[kornel-1]

> W zadaniu 3 ogrzewano krople wody od temperatury wrzenia aż do temperatury o 10
> 0 stopni wyższej aby je odparować! Ale to też jak widać jest normalne dla Ciebie...

Nieprawda. W zadaniu nie ma stwierdzenia sugerowanego przez ciebie, iż dopiero ogrzanie do 200 oC spowodowało odparowanie wody.
Jest natomiast stwierdzenie, iż ogrzaniu towarzyszyło odparowanie wody:
"Zawartość kolby podgrzano do temperatury T1, przy czym cała ciecz zamieniła się w parę"


Generalnie, zadania z tej olimpiady podobają mi się. Łączą po kilka zjawisk w sobie, więc ich rozwiązanie wymaga wiedzy nie tylko z wąskiego działu fizyki. Szczególnie cenne jest niekonwencjonalne zadanie 1, w którym uczeń samodzielnie musiał dojść do wniosku, iż do obliczenia pola magnetycznego między walcami można zastosować znany mu wzór na indukcję w solenoidzie.
Co do podstawowej funkcji olimpiady - wyłaniania najzdolniejszych uczniów, to zadania mogłyby być bardziej skomplikowane i nietypowe.

Kornel

[nauczycielwolny]

muszę się wtrącić jak widzę!
Zadanie 1. Kompletny bełkot teoretyka, bo prąd w rurach tak nie popłynie. Uważam, że owszem będą pętle ale nie w środku rur tylko bliżej przeciwległych końców końcach. Bystry uczeń spokojnie to wyliczy. Ten twór na pewno nie ochroni stacji kosmicznej. Upieranie się na jedyne "prawidłowe' rozwiązanie nieomylnego komitetu jest śmieszne. Natura nie musi się stosować do życzeń teoretyków.
Zadanie 3. Kompletny bełkot teoretyka, bo w temperaturze wrzenia woda i para mają podobne cechy i na pewno nie są to ściśle wydzielone (i oddzielone fazy). Poprawnym w takim samym stopniu jak przybliżenie w pierwszym wzorze podanego "rozwiązania" jest przyjęcie, że cała ta mieszanina jest gazem doskonałym i wzór będzie miał "n" zamiast "n/2". Oznacza to, że coś skopano z danymi. Może to zadanie zrobić od tyłu każdy doświadczalnik zajmujący się termodynamiką: od stanu po podgrzaniu do T1 do stanu Tx, poniżej której pojawia się woda do stanu n/2 mola wody i n/2 pary wodnej. Na pewno nie wyjdzie w ten sposób To jako temperatura wrzenia. To w końcu znana substancja woda i para wodna więc istnieją wzory doświadczalne opisujące co się dzieje z taka mieszaniną i na pewno nie są to równania gazu doskonałego (jak w ogóle można parę wodna traktować bezkarnie jako gaz doskonały...).
Reasumując: te dwa zadania to wypociny teoretyka kompletnie ignorującego fizykę doświadczaną. Komitet powinien to coś skonsultować z doświadczalnikami przed dopuszczeniem do masowego użytku...
Punktowanie ściśle według jednego zadanego wzorca rozwiązania jest nonsensem - w fizyce istnieje wiele rozwiązań i to jest właśnie piękne w fizyce. Powinno się także punktować za analizę problemu a nie bezmyślną żonglerkę wzorami i poronionymi przybliżeniami. Olimpiada powinna uwzględniać programy MEN - wychodzi na to, że wycięto z programów nauczania tak wiele i nikt w komitecie tego nawet nie zauważył. Rozmawiałem z wieloma nauczycielami olimpijczyków i mają właśnie zdanie podobne, że coś się uparło na wyeliminowanie ich pracy i fizyki ...
Piękną ideę olimpiady wypaczono i obecnie olimpiada zaczyna "zabijać" kandydatów na przyszłych fizyków co samo w sobie jest zatrważające!
Można było te problemy w zadaniach w/w przedstawić zgodnie z fizyką doświadczalną i tak aby osiągnąć efekt w sposób zgodny ze sztuką - i to powinien komitet przestrzegać z żelazną konsekwencją!

[kornel-1]

nauczycielwolny napisał:

> Zadanie 3. Kompletny bełkot teoretyka, bo w temperaturze wrzenia woda i para ma
> ją podobne cechy i na pewno nie są to ściśle wydzielone (i oddzielone fazy).

To może zacznijmy od spraw elementarnych: ta woda w temp. 100 oC i para wodna w tej samej temp i pod ciśn. norm..... różnią się gęstością czy nie?

k.
PS. Przypominam, że w zadaniu nie ma nic o ustalonej równowadze w T

[pomruk]

Ano właśnie. Jest to układ zdecydowanie dwufazowy, co zresztą łatwo sprawdzić na diagramie fazowym wody. Zanik różnic między fazą ciekłą a gazową następuje dopiero powyzej temperatury krytycznej, która dla wody wynosi 374 st C.

[kornel-1]

No, coś tam było jeszcze o regule faz Gibbsa...

;)

k.

[opol_anin]

spróbuję inaczej:
masz pętle z prądem nanizane na walec - pętle się przyciągają - w warunkach zadania tworzy się w środku walca "zgrupowanie" pętl.

[nauczycielwolny]

1. za dużo teoretyków w składzie komitetu głównego olimpiady.
2. uczeń myślący faktycznie powinien wypisać swoje uwagi i nie liczyć tych zadań - udowodniłby, że fizyka nie jest mu obca!
3. zad. 1 to w żadnym wypadku nie jest solenoid - bo nie można chociażby pominąć dużej wartości stosunku R/L. Protony raczej mogą równomiernie bombardować te walce i np. proton wysokoenergetyczny może spokojnie prostopadle do walców przebić "cienkie" walce i wniknąć do stacji. Kompletnie bezmyślna konstrukcja!
4. Zad. 3. uczeń szkoły średniej (student fizyki) nie potrafi wyliczyć czegokolwiek jeżeli liczba moli "pseudugazu" się zmienia. Sposób uprawiania fizyki zaprezentowany w "rozwiązaniu" woła o pomstę do Boga!
5. uczeń "olewający" sens fizyczny i bez wyobraźni doświadczalnej jak widać spokojnie zaliczy ten etap i może w nagrodę "wykazać" się w części doświadczalnej. Łącząc to z pkt. 1 widocznie sensem olimpiady jest wyłonienie następnych teoretyków a "wycięcie" doświadczalników. Któryś z wielkich teoretyków fizyki powiedział, że jeżeli doświadczenie przeczy teorii to tym gorzej dla doświadczenia!
Wniosek" trzeba zmienić definicję fizyki na naukę kompletnie "olewającą" doświadczenie!

[bimota]

A zad. 2 ? Brak oporu toczenia i slizgania... Jesli ani sie nie stacza, ani nie slizga, to co... ?

[opol_anin]

akurat napisano, żeby zaniedbać co nie oznacza, że się toczy (stacza) - do tego zadania nie mam zastrzeżeń.
Zad.3. Autor zadania ustalił To w oparciu o tablę gęstości pary wodnej tak aby mu pasowało przybliżenie do gazu doskonałego. I co tam, że tylko dla tej temperatury pasuje?!
Z tej samej tabeli wynika, że dla dla T1 powinno być ciśnienie 15,4 razy większe od p0 (około 6 razy większe niż wynika z zadania). Z ciśnienia wynikającego z "rozwiązania" powinno T1 być około 391,1 stopnia K. Czyli za małe ciśnienie na taką temperaturę jak podano!
Interpretacja tego jest prosta - to nie jest para wodna znana fizykom doświadczalnikom. To skandal, że takie zadanie przeszło przez sito komitetu i takie rozwiązanie!
Komitet powinien:
1. się wytłumaczyć dlaczego dwa na trzy zadania są tak sknocone
2. naprawić błąd tak aby uczniowie na tym nie stracili

[opol_anin]

miało być tak:
"akurat napisano, żeby zaniedbać co nie oznacza, że się NIE toczy (stacza) - do tego
zadania nie mam zastrzeżeń."

[bimota]

A ha, to pewnie chodzi o to, ze jest tarcie slizgowe, a nie ma tocznego (co jest chyba niemozliwe). No ale jesli walec zahaczy sie o krawedz to i tak zadne tarcie toczne nie wystepuje, wiec po co o tym pisac ?

JEsli jest jak piszesz, to masz racje - nie powinno byc takich absurdow.

[facet123]

Jak dla mnie są to zupełnie prawidłowe zadania o trudności olimpiadowej (chyba nawet trudniejsze niż za moich czasów).
Jak w przypadku każdego egzaminu trzeba mieć pewną umiejętność odczytywania "o co egzaminatorowi chodzi", czyli jasne jest, że otoczka fabularna jest ZUPEŁNIE nieistotna - nie o techniczną realizowalnośc tutaj chodzi tylko pojęcia fizyczne.
Co do pozostałych pytań to fakt, że często przy zadaniach o takim stopniu trudności zaczynasz się zastanawiać czy trzeba uwzględniać coś co bardzo skompliowało by rozwiązanie, lub wręcz uniemożliwiło (jakiś rodzaj tarcia, jakiś warunek początkowy). Zwykle można wtedy zadać pytanie i zwykle prowadzący wyjaśnia że należy te dodakowy czynniki pominąć.

Zadania są na tyle trudne, że przeciętny uczeń który opanował szkolne, szablonowe zadania, nie będzie umiał rozwiązać tych z olimpiady - jest do tego potrzebny polot, więc to nie prawda, że olimpiada promuje bezkrytyczne podejście.

[nauczycielwolny]

jaki polot trzeba mieć, aby zamiast napisać zadanie dla gazu doskonałego np. helu zrobić to dla pary wodnej ignorując np to:
wipos.p.lodz.pl/baza/04-02.html
A jak uczeń zechce sprawdzić doświadczalnie ufny w mądrość fizyczną fizyków-autorów zadania olimpijskiego, bo przecież fizyka opisuje fakty doświadczalne to kogo obciążyć za nieszczęście?
Tak trudno sformułować zadanie zgodne z naturą? Fizyka zajmuje się światem realnie doświadczanym!
Kogo poszukuje i nagradza olimpiada FIZYCZNA?

[kornel-1]

Hel nie jest gazem doskonałym.

Weryfikacja doświadczalna każdego zadania dotyczącego gazów wykaże różnice między uzyskanym wynikiem a teoretyczną wartością przewidzianą dla gazu doskonałego.

Jeśli masz cokolwiek wspólnego z fizyką, to wiesz, że gaz doskonały nie istnieje.

Rozwiązanie każdego zadania można skomplikować poprzez rozważanie bardzo dużej liczby czynników i efektów wpływających na wynik. Ładnie opisał to Makowiecki w książce Pomyśl, zanim odpowiesz.

Zadaniem szkoły jest uświadomienie uczniowi, że świat fizyczny (realny) jest bardziej skomplikowany niż proste wzory i opisy zjawisk podawane na lekcji. W zakresie gazów uczeń uzyskuje wiedzę o różnicy między danym gazem a gazem doskonałym. Uczeń zainteresowany fizyką ("olimpijczyk") zapoznaje się z równaniem dla gazu rzeczywistego.

Zadaniem ucznia (też naukowca i technologa) jest wskazanie, które z efektów i dodatkowych procesów można zaniedbać i pominąć, a które trzeba uwzględnić przy rozwiązywaniu problemu. Przy rozwiązywaniu zadań uczeń może wskazać na potencjalne różnice w wyniku rzeczywistym.

Zadaniem autora zadań jest przygotowanie spójnego (niesprzecznego) zadania, podanie założeń upraszczających (na przykład poprzez wskazanie warunków). Zadanie musi mieć sens fizyczny, niekoniecznie musi być realizowalne.

Kornel

[nauczycielwolny]

aleś pojechał!
Mój drogi, wczuj się w rolę ucznia pasjonata fizyki siedzącego na tej olimpiadzie:
Zad. 3. pamiętasz, że podana temperatura to temperatura wrzenia i skoro ciśnienie wewnątrz próbówki jest takie samo jak na zewnątrz to zakładasz podstęp olimpijski - pewnie chodzi o ciecz przegrzaną. Co też zaczynasz pisać... Na olimpiadzie można mieć podręczniki i 100 kartkowy notatnik - powiedzmy, że masz tam wykres tabelę woda-para wodna... robisz to dalej...
Myślisz że skoro nie napisano "ciecz, której parę należy traktować jako gaz doskonały" , a wyraźnie podano woda i para wodna to...
Zauważ, że rozwiązanie niby prawidłowe dotyczy dwóch kroków: z tego stanu początkowego w sposób dowolny bierzemy V ignorując ciecz, po czym korzystamy z równania z T1 i poprzednio obliczoną V.. Zadanie można w takim razie tak liczyć zakładając np. około 5/8 n mola wody i 3/8 n mola wody i takie samo p a To 200 stopni C - otrzymasz ten sam wynik pomimo faktu, że to i T1 jest takie samo! Zadanie jest ewidentnie niefizyczne! Znam za dobrze teoretyków fizyki i to mocno utytułowanych, aby się nie dziwić, że mogą zrobić jeszcze gorsze treści zadań. Komitet powinien takie rzeczy wychwycić, tak aby nie robić zdolnym uczniom krzywdy.
Zadanie. 1. Niby dlaczego rurki z prądem mają się zachowywać tak jak w rozwiązaniu. Opisałem już w tym wątku jak się będą wg. mnie zachowywać.
Rozumiem, że trudno się przyznać do błędu... ale problem jest i wstyd po prostu dalej udawać, że jest OK.

[kornel-1]

> Rozumiem, że trudno się przyznać do błędu... ale problem jest i wstyd po prostu
> dalej udawać, że jest OK.

Po prostu nie rozumiesz 3 zadania.

k.

[facet123]

> A jak uczeń zechce sprawdzić doświadczalnie ufny w mądrość fizyczną fizyków-aut
> orów zadania olimpijskiego, bo przecież fizyka opisuje fakty doświadczalne to k
> ogo obciążyć za nieszczęście?

W przypadku zadań na olimpiadzie jasne jest, że są to zadanie teoretyczne i nie ma sensu (a nawet nie należy) próbować ich sprawdzać doświadczalnie. Zresztą zadanie 1. chyba nie pozostawia wątpliwości, że jest fizycznie nierealizowalne. W zadaniu 2 (staczenie walca ze stołu) akurat wynik eksperymentu byłby zbliżony do tego co wynika z obliczeń, a w zadaniu 3 (z wystrzeliwującym korkiem) wynik byłby zupełnie nie przystający do obliczeń z powodu założeń o doskonałości gazu, tarciu korka o ścianki kolby, jednostajnie przyśpieszonym ruchu korka w szyjce (od prędkości zależy tarcie, realna zależnośc może być dość skomplilowana) itd.

> Tak trudno sformułować zadanie zgodne z naturą? Fizyka zajmuje się światem real
> nie doświadczanym!

Wbrew pozorom bardzo trudno. W praktyce gdyby zadania zawsze miały być weryfikowalne eksperymentalnie, to wykluczało by to kilka dziedzin fizyki: prędkości relatywistyczne, cokolwiek co angażuje tarcie (zaleznośc tarcia od predkości itp bywa zbyt skąplikowana) i wiele innych.
Idea za zadaniami takimi jak przytoczyłeś polega na sprawdzeniu dogłębnego zrozumienia pojęć i praw fizyki i radzenia sobie z analizą zjawisk angażujących różne prawa. Ktoś kto rozumie te pojęcia należycie to stanowi materiał na dobrego fizyka który będzie wstanie znajdować wyjaśnienia bardziej skomplkowanych (realnych, eksperymentalnych) zjawisk w oparciu o rozumiane przez siebie prawa. Ale to już często jest poziom akademickiej pracy naukowej trwającej latami, a nie zadań które należy rozwiązać w kilka godzin.

Co do eksperymentalnej strony olimpiady fizycznej to za moich czasów jedno z zadań polegało na wykonaniu eksperymentu (każdy miał zorganizowane stanowsko) - celem zadania było zmierzenie jakiejś wielkości której nie sposób zmierzyć wprost. Trzeba było wymyślić eksperyment w operciu o dostarczone rekwizyty, dokonać pomiarów i podać wynik (realny, z rachumnkiem błędu). W swoim czasie załapałem się na bardzo ciekawe zadania jak:
- mierzenie natężenia ziemnskiego pola magnetycznego przy pomocy przewodnika z prądem i igły kompasu
- mierzenie długości światła lasera w oparciu o interferencje przy odbiciu od płyty CD
To była czysta praktyka i niezła radość dla uczestników i w ten sposób olimpiada powinna wywiązywać się z części eksperymentalnej.

[nauczycielwolny]

zadałem sobie trud i sprawdziłem ostatnich ponad 20 olimpiad:
- zadanie teoretyczne stopnia II są zgodne z fizyka i nie budzą takich kontrowersji jak tegoroczne
- było parę dziwnych zadań, ale nie można było tak bezpośrednio podważać
- większość zadań (prawie wszystkie) była weryfikowalna doświadczalnie
- większość zadań dawała możliwości rozwiązania na wiele sposobów
Pytanie: co się stało w tym roku, że te dwa zadania są tak różne od tych z poprzednich lat?
Zauważyłem tendencję narastającą wyalienowania zadań teoretycznych (ale w granicach rozsądku).
Pytanie: co się stało w tym roku, że te dwa zadania są tak różne od tych z poprzednich lat?

[facet123]

Może układała je inna osoba?

[nauczycielwolny]

co przeszkadzało:
Zad. 1. napisać "na rurach nawinięto przewodnik"
Zad. 2. napisać " n/2 cieczy i n/2 pary tej cieczy"
i wszystko byłoby OK.

[nauczycielwolny]

poprawka:
"Zad. 2. napisać " n/2 mola cieczy i n/2 mola pary tej cieczy"

[facet123]

nauczycielwolny napisał:

> poprawka:
> "Zad. 2. napisać " n/2 mola cieczy i n/2 mola pary tej cieczy"


Aha, ok :)

[facet123]

> Zad. 1. napisać "na rurach nawinięto przewodnik"

Ok, to faktycznie rozwiało by wątpliwość, którą sam miałem

> Zad. 2. napisać " n/2 cieczy i n/2 pary tej cieczy"

Zaraz padło by pytanie z sali "co znaczy n/2 cieczy? W jakiej jednostce? masowo, molowo, czy objętościowo?"

[fizyknauczyciel]

zadania są niejednoznaczne:
1. rury kojarzą się jak rury z przewodnika i niby dlaczego traktować je jako solenoid.Ja bym rozważał pętle. W przestrzeni kosmicznej z każdej strony może nadlecieć wiązka protonów, więc sugestia, że chodzi o ochronę stacji jest chybiona.
3. kompletnie bez sensu wybrano stan przejścia fazy ciekłej w gazową dla wody - 100 st. C i normalne ciśnienie. W tym stanie można otrzymać dowolne rozwiązanie, bo można dla tych samych warunków przyjąć od 0 do n każdą z faz. To nie jest stan stabilny chyba, że przyjąć że jest sama para, ale wówczas w pierwszym równaniu powinno być n.
Jeszcze takich niejednoznaczności nie było w historii olimpiady na drugim etapie, aż w dwóch zadaniach na trzy. I te wytyczne ściśle za jednoznaczne rozwiązania. Coś się zepsuło w jak dotąd dobrze działającej olimpiadzie! Szkoda uczniów, którzy nie ze swej winy zostaną "wycięci". Mój apel do uczniów o nie sprawdzanie zadania 3 doświadczalnie, bo dojdzie do tragedii!
Mam drugi apel do nauczycieli: zróbmy coś aby uczniowie nie stracili na tym, że ktoś w komitecie olimpiady przysnął w tym roku. Proponuję pisać maile do komitetu głównego, że powinni to jakoś wyprostować. Liczne maile nauczycieli i uczniów powinny odnieść skutek.

[kornel-1]

fizyknauczyciel napisał:

> 3. kompletnie bez sensu wybrano stan przejścia fazy ciekłej w gazową dla wody -
> 100 st. C i normalne ciśnienie. W tym stanie można otrzymać dowolne rozwiązani
> e, bo można dla tych samych warunków przyjąć od 0 do n każdą z faz. To nie jest
> stan stabilny chyba, że przyjąć że jest sama para, ale wówczas w pierwszym rów
> naniu powinno być n.

Wystarczy, że na olimpiadzie pojawi się jakieś niesztampowe zadanie i już nauczyciele jęczą i płaczą. A przecież olimpiada jest dla najlepszych uczniów interesujących się danym przedmiotem zaś rola nauczyciela nie powinna sprowadzać się do rozwiązywania z nimi typowych problemów, lecz także na kształtowaniu umiejętności wykorzystywania wiedzy w sposób niekonwencjonalny. 30 lat temu na olimpiadzie chemicznej pojawiały się zadania wykraczające zdecydowanie poza szkolny materiał: ale zdolni uczniowie mogli rozwiązać te zadania na podstawie tej wiedzy, która była im dostarczona. Olimpiada (przygotowanie do niej) ma uczyć (moim zdaniem) czegoś więcej niż podstawa programowa i standardy wymagań egzaminacyjnych.

Ale to po części zależy od nauczycieli (sic).

Wracając do zadania 3.
Dla rozwiązania zadania nie ma znaczenia, czy układ dwufazowy jest w równowadze czy nie. Problem jest przedstawiony klarownie: w probówce znajduje się jednakowe ilości wody i pary wodnej pod ciśn. normalnym i w danej objętości. Po ogrzaniu w probówce ciśnienie rośnie w wyniku rozszerzania się gazu (pary wodnej) i odparowania reszty wody.
Energia wewnętrzna układu w T jest jednoznacznie zdefiniowana przez ilości wody ciekłej i gazowej (jednakowe), ich temperatury (jednakowe) i ciśnienia (jednakowe). Gdyby początkowo była inna proporcja fazy ciekłej i gazowej (np. 1/3n i 2/3n) to energia początkowa byłaby inna. W efekcie inny byłby wynik dla Q=deltaEc+deltaEg.
Ciśnienie p1 w temp T1=200 oC nie zależy od tego, czy woda (T0) znajdowała się pierwotnie na dnie probówki czy została wstrzyknięta w temperaturze T1 (i odparowana) czy w temperaturze pośredniej T0...T1 (wstrzykiwana woda ma T0). Ciśnienie początkowe p0 - końcowe p1. Mącenie na temat gazu doskonałego jest niepotrzebne. W T1 istnieje tylko para wodna pochodząca formalnie z odparowania danej ilości wody. Ciśnienie p=p(n,V,T) jest jednoznacznie zdefiniowane przez całkowitą ilość wody gazowej, jej temperaturę i objętość naczynia.

Kornel

[opol_anin]

bronisz bezkrytycznie straconej pozycji!
Zad. 1
nawet traktując te rury jako solenoidy to należy zauważyć, że wzór pierwszy w rozwiązaniu dotyczy pustego solenoidu. W zadaniu jest rura w rurze, więc nie jest to pusty solenoid. Powinien się pojawić czynnik we wzorze pierwszym np. S2/(S2-S1), gdzie S1,S2 odpowiednio przekroje rur. Energia pola wewnętrznej rury przypada na mniejsze pole przekroju niż większej i po prostu wypchnie pole większej do obszaru między rurami.
Zad. 2
bez dostarczania energii z zewnątrz stan początkowy po dowolnym zaburzeniu np. stuknięciu w próbówkę przy swobodnym korku (bez "przytrzymywania") zwiększyłaby się dwukrotnie. Należy tak traktować ten stan i z niego liczyć np. ile wynosiłoby parametry gdyby ścisnąć znowu do połowy V...
Reasumując:
zadania są niejednoznaczne i skutkują różnymi rozwiązaniami. Komitet Główny Olimpiady Fizycznej powinien np. zamiast tych dwóch zadań zaliczać wyniki z części teoretycznej I stopnia, aby sprawiedliwie zakwalifikować do części doświadczalnej. I powinien skończyć z nagradzaniem tylko za jedno z możliwych rozwiązań oraz dać jakąś wytyczną co do nagradzania za analizę problemu...
Chyba dotychczas chodziło w olimpiadzie o wybranie w sposób możliwie bezstronny i sprawiedliwy najlepszych uczniów?

[kornel-1]

opol_anin napisał:

> bronisz bezkrytycznie straconej pozycji!

bla bla

> Zad. 1
> nawet traktując te rury jako solenoidy to należy zauważyć, [...]

Zauważyłeś, że ja z tobą nie dyskutuję na temat pierwszego zadania? Zwróciłem ci jedynie uwagę, że nieprawidłowo mówisz "selenoid". To zdarza się wielu uczniom.

> Zad. 2
> bez dostarczania energii z zewnątrz stan początkowy po dowolnym zaburzeniu np.
> stuknięciu w próbówkę przy swobodnym korku (bez "przytrzymywania") zwiększyłaby
> się dwukrotnie. Należy tak traktować ten stan i z niego liczyć np. ile wynosił
> oby parametry gdyby ścisnąć znowu do połowy V...

Czasem trzeba się stuknąć. Dowolnie.
Korek jest przytrzymywany - podano explicite w zadaniu. Przestań kombinować. W zadaniu jest opisany stan początkowy (układ dwufazowy) i końcowy (układ jednofazowy). Praktyczną realizację stanu początkowego podałem w jednym z poprzednich postów.
Zadanie zawiera nieścisłości i niedopowiedzenia:
- zamieniono probówkę w kolbę
- określenie "zatkano korkiem" sugeruje inną pozycję korka niż w rzeczywistości. Moim zdaniem lepsze byłoby określenie "wepchnięto korek na głębokość l (i przytrzymywano go do momentu, aż probówka zostanie ogrzana do T1)".
- nie podano założenia, że cała praca nCV (T1 − T2) − Slp0 jest przekazywana korkowi

> Reasumując:
> zadania są niejednoznaczne i skutkują różnymi rozwiązaniami.

AAAAAAAAAAAAAAAAA :) Tu twój ból!!!!

Podaj swoje rozwiązanie, podyskutujemy ;-)

Kornel

[opol_anin]

do "kornel-1":
myślenie to nie kombinowanie. Trafiasz w sens problemu w zad. 3 analogicznie jak w sugerowani, że jestem uczniem biorącym udział w tej olimpiadzie ( w sumie szkoda, że to nieprawda...).
To co znajduje się w próbówce w stanie pierwotnym nazywa si para mokra i jest mieszaniną pary nasyconej i wody:
"to mieszanina pary nasyconej i cieczy nasyconej. Ma temperaturę równą temperaturze parowania cieczy przy danym ciśnieniu, czyli temperaturze nasycenia".
Uczeń to wie (i ciekawe, że to jest w programach nauczania...),a bystry uczeń wiedząc to nie może pójść drogą jaką poszedł autor"jedynie poprawnego" rozwiązania. Jeżeli kgof nie zrobi nic z TAKĄ wpadką to zacznę się zastanawiać, czy jest jakiś poza naukowy powód "kwalifikowania" niektórych uczestników?
Apel do innych nauczycieli, którzy otrzymali jakiś odpowiedzi od kgof dotyczące tych "pomyłek" o zamieszczenie informacji o tym na forum. Sam wysłałem do nich pismo i na razie cisza - może wyślę to także drogą lektroniczną?

[opol_anin]

kornel-1 napisał:

>
> Podaj swoje rozwiązanie, podyskutujemy ;-)
>
napisze tak jakbym tłumaczył uczniowi z ostatniej ławkiTo to temperatura, w której pod normalnym ciśnieniem woda zrywa stare zobowiązania i uzyskuje wyzwoloną formę. Co się będzie działo zanim osiągnie stan T1? Nie zmieniając temperatury To i cała woda przejdzie w stan "wyzwolony" i stanie się parą, a skoro ograniczyliśmy objętość to wzrośnie ciśnienie. Ile razy skoro połowa wody przejdzie w par wzrośnie ciśnienie? Masz rację dwa razy. Mamy więc stan To, ciśnienie dwa razy większe od normalnego i objętość V (niezmieniającą się). Zróbmy założenie niezgodne z prawdą doświadczalną ( tak niezobowiązująco) że ta para to gaz doskonały. Z równania gazu doskonałego obliczmy V. Tak to wzór pierwszy w rozwiązaniu bez dwójki na dole

[nauczycielwolny]

ostatnie zdanie powinno być " z dwójką na dole" czyli wzór pierwszy bez przybliżenia - tylko szkoda, że to nieprawda. Niefortunnie dobrano warunki początkowe i stąd takie hocki-klocki.
Można było nie silić się na wodę i parę wodna tylko napisać "ciecz i jej para".
Skoro później należy to traktować jako adiabatę to i wcześniej można, bo np. ogrzać można też szybko... I w tym całym galimatiasie ma się połapać uczeń szkoły średniej.

Resume

[fizyknauczyciel]

"0pol_anin":
"Zad. 1
nawet traktując te rury jako solenoidy to należy zauważyć, że wzór pierwszy w rozwiązaniu dotyczy pustego solenoidu. W zadaniu jest rura w rurze, więc nie jest to pusty solenoid. Powinien się pojawić czynnik we wzorze pierwszym np. S2/(S2-S1), gdzie S1,S2 odpowiednio przekroje rur. Energia pola wewnętrznej rury przypada na mniejsze pole przekroju niż większej i po prostu wypchnie pole większej do obszaru między rurami."
...
Zad 3.
"To to temperatura, w której pod normalnym ciśnieniem woda zrywa stare zobowiązania i uzyskuje wyzwoloną formę. Co się będzie działo zanim osiągnie stan T1? Nie zmieniając temperatury To i cała woda przejdzie w stan "wyzwolony" i stanie się parą, a skoro ograniczyliśmy objętość to wzrośnie ciśnienie. Ile razy skoro połowa wody przejdzie w par wzrośnie ciśnienie? Masz rację dwa razy. Mamy więc stan To, ciśnienie dwa razy większe od normalnego i objętość V (niezmieniającą się). Zróbmy założenie niezgodne z prawdą doświadczalną ( tak niezobowiązująco) że ta para to gaz doskonały. Z równania gazu doskonałego obliczmy V. Tak to wzór pierwszy w rozwiązaniu bez dwójki na dole "
Resume: kgof ???

[fizyknauczyciel]

i jeszcze jedno:
jaki solenoid? jeżeli już to dwa solenoidy i różnej powierzchni przekroju i różnym strumieniu pola, a to oznacza silne pole magnetyczne w wewnętrznej rurze ze stacją. Nie potrzeba promieniowania kosmicznego aby nikt nie wyszedł z tego żywy. Jestem zaszokowany, że to zadanie przeszło weryfikację. A olimpiada choruje w tym roku także z powodu tego, że zadania części wstępnej zeszłoroczne ( z etapu który przepadł) w tym roku znowu w niezmienionej postaci się pojawiły niezgodnie z regulaminem olimpiady. Uczniowie, którzy rok temu je znali i mogli mieć gotowe jakby nie było mili lepsze warunki startu (więcej czasu na następne zadania).
A teraz ten humbug dwu-zadaniowy i faktycznie ścisłe punktowanie jedynego rozwiązania tak jakby w fizyce nie było innych dróg rozwiązań... To bardziej zaczyna przypominać loterię niż olimpiadę.

[fizyknauczyciel]

fizyknauczyciel napisał:

> i jeszcze jedno:
> jaki solenoid? jeżeli już to dwa solenoidy i różnej powierzchni przekroju i róż
> nym strumieniu pola, a to oznacza silne pole magnetyczne w wewnętrznej rurze ze
> stacją. Nie potrzeba promieniowania kosmicznego aby nikt nie wyszedł z tego ży
> wy. Jestem zaszokowany, że to zadanie przeszło weryfikację. A olimpiada choruje
> w tym roku także z powodu tego, że zadania części wstępnej zeszłoroczne ( z et
> apu który przepadł) w tym roku znowu w niezmienionej postaci się pojawiły niezg
> odnie z regulaminem olimpiady. Uczniowie, którzy rok temu je znali i mogli mieć
> gotowe jakby nie było mili lepsze warunki startu (więcej czasu na następne zad
> ania).
> A teraz ten humbug dwu-zadaniowy i faktycznie ścisłe punktowanie jedynego rozwi
> ązania tak jakby w fizyce nie było innych dróg rozwiązań... To bardziej zaczyna
> przypominać loterię niż olimpiadę.
gwoli uściślenia: solenoid jest przybliżeniem z pominięciem R - tutaj nie wydaje się, że tak jest. i Chodzi o to, że dwa "solenoidy" o tak różnych R umieszczone jeden w drugim nie spowodują niwelacji pola w wewnętrznej chociażby przez fakt, że tylko część pola większego "solenoidU" przejdzie przez mniejszy "solenoid".

[pomruk]

Dlaczego "nikt nie wyszedłby z tego żywy"? Stacja znajduje się w polu magnetycznym, owszem, ale wystarczy wykonać jej ścianki z materiału ferromagnetycznego - choćby ze stali, by pole wewnątrz niej spadło bardzo - przy podwójnych ściankach praktycznie do zera. Sposoby ekranowania stałego pola magnetycznego są doskonale znane.

[pomruk]

I jeszcze jedno - pole magnetyczne o indukcji rzędu tesli nie jest chyba tak bardzo "śmiercioniośne" - przynajmniej nie zabija "na miejscu" :) Pola o indukcji ponad 1 tesli stosuje się w medycynie do obrazowania (zeugmatografia, MRI). Żaby lewitowały w polu 10 tesli bez wyraźnej szkody :) Oczywiście, nie oznacza to, że zalecam takie pole w stacji, ale jak napisałem powyżej, łatwo je ekranować.

Odpowiedź kgof i moja odpowiedź

[fizyknauczyciel]

kgof nie stać na inne argumenty tylko z tego forum? Żenada!
"Szanowny Panie Przewodniczący,
pozwolę sobie na uwagi poniżej. W żadnym wypadku nie czuję sie usatysfakcjonowany i dalej nie wiem dlaczego w tym roku jest inaczej niż do tej pory.
Z poważaniem

Szanowny Panie,

Komitet Główny Olimpiady Fizycznej z uwagą przeanalizowal Pański
list. Dziękujemy za zgłoszone uwagi, ale nie możemy się z nimi
zgodzić. Poniżej zamieszczamy szczegółowe odpowiedzi. Mam nadzieje,
że nasze wyjaśnienia usatysfakcjonują Pana. Zachecamy Pana i
Pańskich uczniów do dalszego zainteresowania fizyką i uczestnictwa
w Olimpiadzie Fizycznej.

Z powazaniem
Piotr Kossacki



Sent: Monday, January 09, 2012 9:59 AM
To: [e-mail]
Subject: protest przeciwko wczorajszemu etapowi olimpiady!



Szanowny Przewodniczący,

zadanie 1 i 3 jest afizyczne i niezgodne z doświadczalnym opisem świata.

Niektóre uwagi do zadań:

Zadanie 1: proszę mi wyjaśnić jak w rurce płynie prąd (wirowy?)

ta rurka (rura) może: a) być zwojami drutu - solenoidem - którego końce
podłączone są do źródła prądu,

a takim razie powinno to być napisane w treści zadania, ale nie jest i nawet w tym wytłumaczeniu jest sprzeczność między tą interpretacją (chyba a) i interpretacją poniżej b. Jak sprzeczność: jeżeli a) to mamy solenoid; jeżeli b) to mamy oddziaływanie między pętlami skutkującą dwoma pętlami na przeciwległych końcach rur, bo pętle będą się odpychać i mają stopień swobody aby się przemieszczać skutecznie. Interpretacja b) daje inne rozwiązanie niż a) - zadanie jest więc niejednoznaczne!


b) być przecięta wzdłuż tworzącej, a w przecięciu może być umieszczona
bateria wywołująca przepływ prądu
c) prad mógł zostać wyindukowany przez przez dodatkowy obwód zewnetrzny

to ten obwód też wpływa na wiązkę protonów i powinien być uwzględniony w rozwiązaniu. Interpretacja c) daje więc trzecie różne rozwiązanie, co znowu potwierdza niejednoznaczność zadania.


(lub np. metodą a) lub b) ), a ponieważ w przestrzeni kosmicznej jest
bardzo zimno, rura może być w stanie nadprzewodzącym gwarantującym
przepływ prądu przez długi czas, bez martwienia sie o zasilanie.


i ta rurka
ma indukcyjność powodującą odchylenie wysokoenergetycznych protonów?

odchylenie protonów jest spowodowane przez pole magnetyczne (wytwarzane
przez prąd płynący w rurach). Określenie jak duże musiałoby być to pole
było treścią zadania.
jak powyżej podaliście trzy różne interpretacje dające różne odpowiedzi na to pytanie. Z tej samej treści zadania wynikają trzy różne możliwości wyników. Tymczasem tylko uczeń, który będzie rozważał interpretację a) dostanie punkty! i to pomimo faktu, że zna się znakomicie na fizyce i potrafi analizować wnikliwie problem.


Zagadnienie, czy zbudowanie tego typu osłony jest
technicznie wykonalne, jest innym problemem. Rozwiązanie tego zadania może
pozwolic odpowiedzieć na to pytanie.


Od
kiedy to promieniowanie kosmiczne jest kierunkowe?

Te protony, o których mowa w treści zadania, dolatuja do rozważanej
stacji kosmicznej z odległej supernowej widocznej ze stacji pod dobrze
ustalonym kątem.


Co z pozostałymi
protonami? Wasze rozwiązanie obejmuje tylko protonu, które już wpadły
między
rurki.

Aby uderzyć w wewnetrzną rurę i dostac się do stacji, proton musi
przelecieć między rurami (z powodu dużego wydłużenia zaniedbujemy
to co dzieje się na końcach)

Promieniowanie kosmiczne nie jest kierunkowe, więc ta osłona ma chronić tylko przed emisją z jednego kierunku - jak wiemy wybuch supernowej szybko zanika i nie zdążymy nawet zbudować tej osłony zanim emisja zaniknie. Ponadto wybuchy supernowych o tak silnych wiązkach są rzadkie, więc znowu pada pytani o celowość tego przedsięwzięcia. Gdyby w zadaniu napisano o stacji badającej wybuchy supernowej to można byłoby to zrozumieć, ale osłona nie chroni przed promieniowaniem kosmicznym (co wynika z treści zadania) z innych kierunków. Jak do tej pory w trści zadania powinno być coś wskazującego na interpretację a) i celowość stacji jako badającej silne kierunkowe wiązki protonów.



Czyli jakieś kosmiczne działo elektronowe wszczykuje protony pomiędzy
rurki?

Protony padaja na zewnętrzną powierzchnię wiekszej rury i zgodnie z
treścią zdadania przenikaja przez nią.

jak wyżej czyli każdy proton z innego kierunku spokojnie przeniknie do stacji!



W którym miejscu wewnętrznej rurki jest stacja kosmiczna?...

Stacja wypełnia wnętrze (tzn. obszar r<R1) mniejszej rury.

chodziło i o umieszczenie liniowe w związku z interpretacją b)



Zadanie 3. co to za super próbówka, która najpierw wytrzymuje
ekstremalne
warunki

Temperatura 200st C. i cisnienie ok. 2 atm. są do zniesienia przez
odpowiednie materiały. Ekstremalne warunki laboratoryjne to na przyklad,
warunki w których wytwarzane są kryształy GaN (temperatura 1600K i
ciśnienie 0.9GPa).

Napisano w zadaniu, że to woda i para wodna. Uczeń mógł w podręcznikach lub notatkach mieć do dyspozycji tabelę zależności ciśnienia i temperatury dla pary wodnej. Uczeń też powinien pamiętać, że podana temperatura To to temperatura przejścia wody w parę (wrzenia) w warunkach normalnych (a takie podano w zadaniu). Bystry uczeń skojarzy, że w próbówce powinna być tylko para wodna, ale skoro jest to woda i to połowa wagowo to oznacza stan wody przegrzanej. Pomyśli, że dlatego zamiast słowa ciecz podano woda. Wie, że wystarczy drobne uderzenie w próbówkę, aby gwałtownie odparowała woda i zwiększyło się ciśnienie (skoro V nie może). I tutaj po uczniu... jeżeli ma tabelę to dobije go, że dla T1 powinno być około 6 razy więcej ciśnienia niż wynika z zadania.
Dlaczego po prostu ni napisano w zadaniu o cieczy i jej parze, która spełnia w przybliżeniu warunki gazu doskonałego. Wtedy zadanie byłoby jednoznaczne. O wodzie akurat uczniowie wiedzą sporo i z lekcji fizyki jak i chemii, a nawet z życia np. trudno sobie wyobrazić podgrzanie do 200 stopni C wody w kotle centralnego ogrzewania. Uczniowie też wiedzą sporo o maszynach parowych... Zadanie dla bystrego ucznia jest nie do przejścia, jeżeli w treści jest woda i para wodna.



i pozwala na wymianę ciepła z otoczeniem a potem nie pozwala?

Mamy to do czynienia z dwoma róznymi procesami. Podgrzewanie probówki
może przebiegac dowolnie wolno, zatem nawet przy niewiekim
przewodnictwie cieplym materiału probówki jesteśmy wstanie doprowadzić
układ do temperatury T1. Wystrzeliwanie korka przebiaga dużo szybciej i
staraty ciepła moga być małe. Na wszelki wypadek można przed puszczeniem
korka opatulić probówkę zmniejszając te straty.


Wasze
rozwiązanie ignoruje połowę moli pary wodnej lub zakłada domyślnie, że
objętość wody w rurce jest pomijalna.

rozwiązanie uwzględnia uwagę z treści zadania, że gęstość wody jest
znacznie większa niż gęstość pary.
dla jakiej temperatury? Jeżeli to stan metastabilny czyli ciecz przegrzana co wynika z tabeli to nie można liczyć w ten sposób V, dopiero po wstrżąśnięciu próbówki ustali się równowaga ale dla innych liczbowo To i Po...Nie da się ze stanu przegrzanego cokolwiek wyliczyć!

Objętość wody jest ok. 1000 razy
mniejsza niż objętość pary, zatem jest to dopuszczalne
przybliżenie.

o ile są wyraźnie oddzielone fazy - wrzenie wyklucza to i raczej wskazuje na mieszaninę wody i pary wodnej. W zadaniu nie podano, żeby taką mieszaninę też traktować jako gaz doskonały!
Uczeń odrobinę wyuczony wie, że fizyka
opisuje stan rzeczywisty i takich rozwiązań będzie poszukiwał! proszę mi
wytłumaczyć jak uzyskano stan początkowy podany w zadaniu.

Zrobiono małą dziurkę w korku i gotowano wodę w probówce do momentu, aż
czuła waga wskazała że pozostała w niej właściwa ilośc H20.
przez dziurkę cały czas uciekała para więc ważono wodę i zmniejszającą się ilość pary. Powyżej opisałem, że stan wody przegrzanej można uzys

[fizyknauczyciel]

"Albo: począkowo probówka była nieco dłuższa i jej
objętość wynosiła 2V_0. Gotowano wodę w probówce do momentu, aż
pozostała w niej sama para. Wtedy szybko przyłożono korek do otwartego
końca probówki a następnie powoli wsuwano korek dbając o to, żeby
temperatura wynosiła 100 st. C. Gdy objętość wnętrza probówki zmalała do
V_0 w probówce była dokładnie połowa pary i połowa wody. Następnie
ucieto nadmiarowy kawałek probówki...

jak powyżej będzie to dalej stan cieczy przegrzanej... Nie trzeba ucinać nadmiaru bo korek ma długą drogę w niej do przebycia. Stan przegrany nie stosuje się do równania gazu doskonałego - po prostu różne są przegrzania.



Uzyskanie tego
stanu początkowego wcale nie oznacza, że można dowolnie pomijać objętość
zajmowana przez wodę.

Jak już pisałem to przybliżenie daje błąd ok 0,1 %
i było o nim jawnie napisane w treści zadania.


Wasze rozwiązanie
sugeruje coś odwrotnego.Takie
zaokrąglenie jak w pierwszym wzorze skutkuje bardzo prostym wzorem i
kompletnie inne daje rozwiązania.

Ścisłe rozwiązanie też jest dopuszczalne. O ile nie jest błędne.


I to przytrzymywanie korka...

rzeczywiście, doświadczenie z otwieraniem
butelek od szampana sugeruje, że przytrzymywanie palcem może być trudne.
Ale można użyć bardziej wyspecjalizowanych narzędzi.

nawet w Waszych warunkach to ciśnienie jest 2,5 razy większe od normalnego - wyższe niż w oponach mojego samochodu i korek jest 10 cm od górnej krawędzi - ekwilibrystyka! mam nadzieję, że uczniowie nie zechcą tego sprawdzać doświadczalnie, bo uwierzą po treści tego zadania w bezpieczeństwo. W rzeczywistości dla 200 st. C to ciśnienie wynosi 15 wartości ciśnienia normalnego ( i to nie przelewki).



Czy mamy nauczać,że fizyka teoretyczna i doświadczalna to dwie
wykluczające
się nauki?

Zadanie pokazuje prosty model teoretyczny rzeczywistej sytuacji.

Nieprawda z wodą i parą w treści. Gdyby w treści była wymieniona ogólni "jakaś ciecz" to się bym zgodził. problem, że tak nie zrobiono!


Oczywiście dane są nieco arbitralne, ale nie są absurdalne.
Pokazuje również, że w rozważanej sytuacji nawet bardzo mała ilość wody
powoduje zauważalny efekt.

Na koniec znam treści zadań olimpijskich właściwie od początku olimpiady i proszę o odpowiedź:
dlaczego pierwszy raz w historii olimpiady dwa zadania z trzech stopnia II są tak niejednoznaczne i tak niefizyczne?
Co powoduje taką skokową zmianę?
Proszę o rozszerzenie chociaż wytycznych tak, aby uczeń mający wątpliwości i solidnie analizując problem związany z niejednoznacznością zadań miał za to jakieś punkty. Powinien nie być karany za wnikliwość.
Według mnie najsprawiedliwsze byłoby proste stwierdzenie typu:
w związku z niejednoznacznością zadania 1 i 3, aby uczestnicy mieli jednakowe szanse będziemy brać pod uwagę także zadania teoretyczne z części I oraz rozszerzamy wytyczne (jak powyżej)...
Na pewno uniknęlibyśmy wówczas pominięcia uczestników, którzy jako dobrzy doświadczalnicy spokojnie dostana się do finału, w którym będą bardzo jednoznaczne ( tak jak w latach ubiegłych) zadania...
Wierzę w takie rozwiązanie, bo jest sprawiedliwe i zgodne z duchem olimpiady!




Jaki jest sens olimpiady z takimi zadaniami?

Jeżeli nie otrzymam konkretnej odpowiedzi to zaprzestanę namawiać
uczniów do
udziału w takiej farsie i w ogóle rozważania studiowania fizyki!

Co mam powiedzieć swoim uczniom? Co mam powiedzieć synowi, którego
namówiłem do udziału w olimpiadzie? On mi uwierzył, że warto się uczyć
fizyki!"

[fizyknauczyciel]

a tutaj to co odebrałem z kgof i zapytałem parę dni temu czy mogę to ogłosić na forum, ale odpowiedzi się nie doczekałem - bez moich danych osobowych:
"Szanowny Panie,

Komitet Główny Olimpiady Fizycznej z uwagą przeanalizowal Pański
list. Dziękujemy za zgłoszone uwagi, ale nie możemy się z nimi
zgodzić. Poniżej zamieszczamy szczegółowe odpowiedzi. Mam nadzieje,
że nasze wyjaśnienia usatysfakcjonują Pana. Zachecamy Pana i
Pańskich uczniów do dalszego zainteresowania fizyką i uczestnictwa
w Olimpiadzie Fizycznej.

Z powazaniem
Piotr Kossacki


> >
> > Sent: Monday, January 09, 2012 9:59 AM
> > To: [e-mail]
> > Subject: protest przeciwko wczorajszemu etapowi olimpiady!
> >
> >
> >
> > Szanowny Przewodniczący,
> >
> > zadanie 1 i 3 jest afizyczne i niezgodne z doświadczalnym opisem świata.
> >
> > Niektóre uwagi do zadań:
> >
> > Zadanie 1: proszę mi wyjaśnić jak w rurce płynie prąd (wirowy?)

ta rurka (rura) może: a) być zwojami drutu - solenoidem - którego końce
podłączone są do źródła prądu,
b) być przecięta wzdłuż tworzącej, a w przecięciu może być umieszczona
bateria wywołująca przepływ prądu
c) prad mógł zostać wyindukowany przez przez dodatkowy obwód zewnetrzny
(lub np. metodą a) lub b) ), a ponieważ w przestrzeni kosmicznej jest
bardzo zimno, rura może być w stanie nadprzewodzącym gwarantującym
przepływ prądu przez długi czas, bez martwienia sie o zasilanie.

> > i ta rurka
> > ma indukcyjność powodującą odchylenie wysokoenergetycznych protonów?

odchylenie protonów jest spowodowane przez pole magnetyczne (wytwarzane
przez prąd płynący w rurach). Określenie jak duże musiałoby być to pole
było treścią zadania. Zagadnienie, czy zbudowanie tego typu osłony jest
technicznie wykonalne, jest innym problemem. Rozwiązanie tego zadania może
pozwolic odpowiedzieć na to pytanie.

> > Od
> > kiedy to promieniowanie kosmiczne jest kierunkowe?

Te protony, o których mowa w treści zadania, dolatuja do rozważanej
stacji kosmicznej z odległej supernowej widocznej ze stacji pod dobrze
ustalonym kątem.

> > Co z pozostałymi
> > protonami? Wasze rozwiązanie obejmuje tylko protonu, które już wpadły
> > między
> > rurki.

Aby uderzyć w wewnetrzną rurę i dostac się do stacji, proton musi
przelecieć między rurami (z powodu dużego wydłużenia zaniedbujemy
to co dzieje się na końcach)

> > Czyli jakieś kosmiczne działo elektronowe wszczykuje protony pomiędzy
> > rurki?

Protony padaja na zewnętrzną powierzchnię wiekszej rury i zgodnie z
treścią zdadania przenikaja przez nią.

> > W którym miejscu wewnętrznej rurki jest stacja kosmiczna?...

Stacja wypełnia wnętrze (tzn. obszar r<R1) mniejszej rury.

> > Zadanie 3. co to za super próbówka, która najpierw wytrzymuje
> > ekstremalne
> > warunki

Temperatura 200st C. i cisnienie ok. 2 atm. są do zniesienia przez
odpowiednie materiały. Ekstremalne warunki laboratoryjne to na przyklad,
warunki w których wytwarzane są kryształy GaN (temperatura 1600K i
ciśnienie 0.9GPa).

> > i pozwala na wymianę ciepła z otoczeniem a potem nie pozwala?

Mamy to do czynienia z dwoma róznymi procesami. Podgrzewanie probówki
może przebiegac dowolnie wolno, zatem nawet przy niewiekim
przewodnictwie cieplym materiału probówki jesteśmy wstanie doprowadzić
układ do temperatury T1. Wystrzeliwanie korka przebiaga dużo szybciej i
staraty ciepła moga być małe. Na wszelki wypadek można przed puszczeniem
korka opatulić probówkę zmniejszając te straty.

> > Wasze
> > rozwiązanie ignoruje połowę moli pary wodnej lub zakłada domyślnie, że
> > objętość wody w rurce jest pomijalna.

rozwiązanie uwzględnia uwagę z treści zadania, że gęstość wody jest
znacznie większa niż gęstość pary. Objętość wody jest ok. 1000 razy
mniejsza niż objętość pary, zatem jest to dopuszczalne
przybliżenie.

> > Uczeń odrobinę wyuczony wie, że fizyka
> > opisuje stan rzeczywisty i takich rozwiązań będzie poszukiwał! proszę mi
> > wytłumaczyć jak uzyskano stan początkowy podany w zadaniu.

Zrobiono małą dziurkę w korku i gotowano wodę w probówce do momentu, aż
czuła waga wskazała że pozostała w niej właściwa ilośc H20. Wtedy
zatkano dziurke. Albo: począkowo probówka była nieco dłuższa i jej
objętość wynosiła 2V_0. Gotowano wodę w probówce do momentu, aż
pozostała w niej sama para. Wtedy szybko przyłożono korek do otwartego
końca probówki a następnie powoli wsuwano korek dbając o to, żeby
temperatura wynosiła 100 st. C. Gdy objętość wnętrza probówki zmalała do
V_0 w probówce była dokładnie połowa pary i połowa wody. Następnie
ucieto nadmiarowy kawałek probówki...

> > Uzyskanie tego
> > stanu początkowego wcale nie oznacza, że można dowolnie pomijać objętość
> > zajmowana przez wodę.

Jak już pisałem to przybliżenie daje błąd ok 0,1 %
i było o nim jawnie napisane w treści zadania.

> > Wasze rozwiązanie
> > sugeruje coś odwrotnego.Takie
> > zaokrąglenie jak w pierwszym wzorze skutkuje bardzo prostym wzorem i
> > kompletnie inne daje rozwiązania.

Ścisłe rozwiązanie też jest dopuszczalne. O ile nie jest błędne.

> > I to przytrzymywanie korka...

rzeczywiście, doświadczenie z otwieraniem
butelek od szampana sugeruje, że przytrzymywanie palcem może być trudne.
Ale można użyć bardziej wyspecjalizowanych narzędzi.



> > Czy mamy nauczać,że fizyka teoretyczna i doświadczalna to dwie
> > wykluczające
> > się nauki?

Zadanie pokazuje prosty model teoretyczny rzeczywistej sytuacji.
Oczywiście dane są nieco arbitralne, ale nie są absurdalne.
Pokazuje również, że w rozważanej sytuacji nawet bardzo mała ilość wody
powoduje zauważalny efekt.

> > Jaki jest sens olimpiady z takimi zadaniami?
> >
> > Jeżeli nie otrzymam konkretnej odpowiedzi to zaprzestanę namawiać
> > uczniów do
> > udziału w takiej farsie i w ogóle rozważania studiowania fizyki!
> >
> > Co mam powiedzieć swoim uczniom? Co mam powiedzieć synowi, którego
> > namówiłem do udziału w olimpiadzie? On mi uwierzył, że warto się uczyć
> > fizyki!
> >
> >
> >"
Zaiste już mnie nie dziwi, że "fachowe" kgof dopuszcza do olimpiady "fachowe" zadania!
nauczyciel fizyki, który już nie będzie namawiał uczniów do udziału w olimpiadzie fizycznej!

Miszmasz

[kornel-1]

Ja rozumiem emocje związane z tematem, ale twoich postów nie da się czytać. To groch z kapustą.

Przepisz oddzielnie swoje zastrzeżenia wyrażone w e-mailu do kgof, osobno odpowiedź kgof i osobno twoją replikę.

Albo nie przepisuj.
W końcu na forum wyjaśniliśmy wszystko :)

Kornel

[fizyknauczyciel]

kornel-u
może Ty jesteś z innej bajki i dlatego napiszę tylko: Twoja odpowiedź "Miszmasz" jest odpowiedzią na post, w którym jest bez mich danych osobowych cały e-mail jaki otrzymałem od Przewodniczącego kgof.
To Ci w zupełności wystarczy no bo przecież cytuję "> W końcu na forum wyjaśniliśmy wszystko :)".
Ja po prostu swoje myślę zrobiłem, aby "naprostować" to co zepsuło kgof.
I tyle...
Więcej moich postów raczej nie będzie!
Szkoda mi tylko, że nie będę już mógł być fanem olimpiady fizycznej, ale postaram się nadal jak najlepiej nauczać fizyki. A do olimpiady w tej wersji nie mam zamiaru przykładać rąk - po prostu wydaje mi się to właściwe stanowisko wobec moich uczniów.

[nauczycielwolny]

Komitet Główny Olimpiady Fizycznej daje argumenty z tego forum! No to faktycznie się pogubili.
Ciężka sprawa się przyznać do "wpadki"?!