Internationale Physikolympiade

macht jemand mit ? hat jemand aus dem Forum hier die aufgaben schon gelöst ;D

bin fast fertig...fehlt noch 1 Aufgabe....

Man die Aufgabe mit den Würmern ist ja heftig *fg* Wer sie will oder braucht ich tipp sie auch gerne mal ab ;D

würde mich freuen auf gleichgesinnte zu treffen, die auch an Physik interressiert sind *fg*


edit: man....meine aufzeichnungen...ein Chaos....so kann ich das nicht einschicken *fg*
überall stehen kleine fitzelchen...in jedem Schulheft an den kanten *fg* macht ihr das auch soo...zumidnes in Reli..mein ganzes Reliheft ist voller überlegungen ;D

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Physikinteressiert bin ich. Wäre nett wenn du mal die Aufgabe hier reinstellen könntest. Ich glaube kaum, dass ich mit meinem Physikwissen bis zur 10. Klassen Gymnasium schon viel davon verstehe, aber es ist einen Versucht wert. Bin grade am Physik pauken (mündliche Prüfung; Induktion und Wärmeleere).

Btw. Wie viel Liter Wasser sind 100cm³ Wasser ? ^^ Ich habe grade keinen Plan...

edit:// Wurde eig. auf 0.1l tippen, denn 1l sind doch 1000cm³ oder ?

mfg Alex

1 L wasser sind 1dm^3 wasser....

10cm = 1dm
10*10cm^2 = 1dm^2
10*10*10cm^3 = 1dm^3 = 1l


coool induktion ist geil...Wärmelehre ist besser *Fg* ich kann dir hier alle Definition auf English runterpauken ;D hab die alle in Irland auswendig lernen müssen ;D...
aber wärmelehre ist ja sooo geil ;D vorallem weil man nur eine formel wissen muss...und mit der kann man aaaaalles machen *Fg*



Also die Aufgaben:



Aufgabe 1: Würmer Meiner meinung nach die schwerste

Wom, Wim und Wam sind Würmer in einem Versuchslabor. Für ein Experiment befinden sie sich auf einer horizontalen Tischfläche. Zwischen ihnen besteht anfänglich jeweils ein Abstand von 0.5m. Wom kriecht nun stets in Richtung von Wim, Wim kriech in Richtung von Wam und Wam kriecht immer zu Wom. Alle Würmer haben die gleiche Kriechgeschwindigkeit von 3cm/min.

Wo und wann treffen sich die drei Würmer?
Wom, Wim und Wam können als sehr kleine Würmer angenommen werden

Aufgabe 2: Beleuchtungssystem

Zwei technische Angestellte ziehen in ein neues Büro udn dürfen es selbst planen. Sie sind sich uneinig, ob die zwei Glühbirnen (Widerstände R und 2 R) in ihrem gemeinsamen Büro in Reihe oder parallel geschaltet werden sollen. Option 1 ist, die Glühbirnen so zu schalten, dass die Glühbirne mit Widerstand R möglichst viel Licht abstrahlt. Option 2 ist, die Glühbirnen so zu schalten, dass insgesamt möglichst viel Licht abgestrahlt wird.

Können sich die beiden Angestellten einigen oder herrscht ein länger dauernder Bürostreit?

Nehmen Sie an, dass das von den Glühbirnen abgestrahltes Licht proportional zur umgewandelten elektrischen Leistung ist und, dass die Glühbirnen nährungsweise konstanten Widerstände besitzen.

Aufgabe 3: Luft - Wasser - Glas

Ein schmales, langes und an beiden Enden zunächste geöffnetes Glasröhrchen wird bis zur Hälfte seiner Länge vertikal in ein mit Wasser gefülltes Becherglas getaucht. Mit einem Finger wird das obere Ende des Glasrohres verschlossen und das gesamte Flasrohr aus dem Wasser gezogen. Sodann wird das Glasrohr langsam ohne die mit dem Finger verschlossene Öffnung freizugeben - um 180° um eine horizontale Achso gedreht.

Bestimmen Sie die Länge der im Glasohr eingeschlossenen Luftsäule.

Das Glasrohr sei 1m lang und der äußere Luftdruck betrage 105kPa

Aufgabe 4: Kreidestück

Ein kleines Stück Kreide liegt auf einer anfänglich ruhenden horizontalen Tischfläche. Der Reibungskoeffizient zwischen Kreide und Tischfläche ist "mü" (Griechisches mü). Plötzlich beginnt die Tischfläche sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von v_0 zu bewegen. Nach einer Zeit T stoppt diese Bewegung genauso abrupt wie sie eingesetzt hat.

Bestimmen Sie die Länge des Kreidestrichs auf dem Tisch.

Sie können annehmen, dass der Abrieb des Kreidestücks vernachlässigbar klein ist

die aufgaben und alle regelungen sind zu finden auf:
http://www.ipho.de


ACHTUNG: bitte gebt keine Lösungen an ;D man soll keine anderen Leute zu hilfe nehmen...ich wollte nur mal fragen wer da mitmacht *fg*
Wenn ihr es rechnen wollt...bitte macht das zuhause auf einem Blatt papier und gebt nur ein Statement ab..keine Lösungen oder teillösungen..ich würde mich auch freuen, wenn die Mods,wenn lösungen erscheinen, die zensieren würden ;D
(gut ich bin auch schon fast fertig..bin noch am abtippen, damit es eine shcöne form hat)

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Ich glaube ich mache das mal nach meiner Prüfung.
Joa Wärmelehre ist echt ganz cool. Allerdings muss man schon so einiges Auswendig lernen wie beispielsweise die Anomalie des Wassers, Definitionen von spezifische Wärmekapazität, Innere Energie Verdampfungswärme, Funktionsweise des Kühlschranks etc. Aber im großen und ganzen beschränkt es sich auf Formeln, mit denen man beispielsweise Mischtemperaturen oder so ausrechnet.
Bisschen Angst macht mir die Tatsache, dass unser Lehrer meinte, dass es eine Transferaufgabe gibt.
Das Einzige was mir dazu einfällt ist evtl. die Auswirkungen von der Hitze eine Schweißgerätes (Induktion) auf ein Metall (Wärmelehre) oder eine Induktionsherd. Beide Themen haben wir im Unterricht aber noch nicht besprochen.
Mal sehen was es wird. Lerne grade die Funktionsweise von Elektromotor und Generator ( im Grund das gleiche, nur umgekehrte Funktionsweise ) und Transformator.

mfg Alex

btw: user-158ke für die Erklärung zu den Volumenverhältnissen.

gut...ich hab die deutschen Begriffe mal gelernt, sagen mir jetzt aber nichts ;D müsste ich alles nochmal lernen ;D

aber sonst...wir hatten in unserem Sommertest eine aufgabe wo es um einen läufer ging der innere Energie produziert und so und so viel Schweiß evaporiert und so...war ganz interressant *fg*

aber vieeel Besser als Wärmelehre ist Mechanik *fg* das ist mein Dreamtopic...
wobei Radioacitvity ist auch nicht schlecht da hat man seeehr viel seeeehr genau zu rechnen *fg* auf die kleinsten NAchkommastellen *Fg* war auch super...

nächstes Jahr bei euch in der 11. kommen dann motions (bewegunslehre? heisst das so)
wo es um beschleunigungund so geht ;D auch ein nettes Thema...ein bisschen Denken, aber das geht schon *fg*


edit: kein Thema...ich beantworte gerne mal physik frage ;D kannst mir auch mal ne pm schreiben, wenn nicht weiter kommst, oder fragen hast *fg*

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Original von user-271
edit: kein Thema...ich beantworte gerne mal physik frage ;D kannst mir auch mal ne pm schreiben, wenn nicht weiter kommst, oder fragen hast *fg*

Das ist Super.

Joa Bewegungslehre hatten wir schon. Hat mir nicht sonderlich gefallen, war auch "nur" ne 2+ inner Arbeit. Induktion und Wärmelehre macht Spaß ( 1^^ ). Was mir zur Zeit aber auch noch nicht gefällt ist Kernphysik mit Kernumwandlung etc. Da werde ich auch am Wochenende evtl. nochmal auf deine Angebot zurückgekommen. Wir haben die letzten 8 Stunden in Physik Filme geguckt und schreiben darüber ne Arbeit . Habe natürlich nicht aufgepasst. ^^

mfg Alex

Ahh, da freut sich mein Herz!

Aber #1 ist doch nicht schwer...

Es handelt sich um parabolische Bahnen. Diese beschreibst du mit einer Funktion, integrierst,
berechnest die Kurvenlänge und damit die benötigte Zeit.

Naja, ich hab Physik LK und auch den Zettel mit den Aufgaben bekommen. Hab ich mich aber nicht sonderlich mit beschäftigt...

Wir machen grade Wärmelehre und hatten in der 11 vornehmlich Würfe und andere Mechanikgrundlagen. user-158n kamen Kondensatoren etc. Inner 12 dann hauptsächlich Schwingungen (elektrische und mechanische) und nu halt Wärmelehre. Was inner 13 dran kommt hab ich mir auch irgendwo schon notiert...

Naja, ich bin auf nem Gymnasium in NRW. Und ihr?

Gymnasium in Nordniedersachsen (Oldenburg).
Ich denke wir haben in der 11. erstmal Atomphysik und dann Mechanik, und dann gehts mit dem alten kram wieder los.

mfg Alex

ja schon....aber die sagen es ist möglich ohne integration ;D und die möglichkeit bin ich am suchen *Fg*

ich bin in Bayern...12 klasse Physik lk


wenn die erste runde vorbei ist...dann stell ich mal meine Lösungen online

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> ja schon....aber die sagen es ist möglich ohne integration ;D und die möglichkeit bin ich am suchen *Fg*
Eine Kurvenlänge kann man ohne Integralrechnung berechnen? Das ist mir neu! (Allerdings stecken
wir in der Schule noch bei der Differnentialrechnung fest..)

> ich bin in Bayern...12 klasse Physik lk
Ich nächstes Jahr auch..

Ma eben nebenbei: Ist Milahu ein Freak ? Er schreibt mal eben so runter, wie man das rechnen soll und so. Bekommt man das noch in der 11. Klasse (das von dem er Sprache (parabolische ...)) oder habe ich ne Bildungslücke. Ich habe ungefähr 1 Wort von dem verstanden und das ist "Funktion". Du bist doch 11. Klasse Milahu , oder ?

mfg Alex

du kannst anehmen, dass es sich um eine Kreisbogen handelt...wenn du nun den Radius kennst und den Winkel von den beiden strecken (ende des bogens zum mittelpunkt), dann kannst du mit der formel: [tex]b = \frac{\alpha}{180} * \pi * r[/tex] die Länge des Bogenstückes berechnen ;D und somit...jaaaa hab die lösung *fg*


edit: eine parabolische funktion ist aber ein funktion die horizontal sowie vertikal einem wert annähert und diesen Fall hast du, soweit ich sehe nicht....

andere Sache...Integration in der 11. ???? soo spät ?? quatsch *fg* ich hab mir das alleine beigebracht..das macht man bei uns 12 - 13 klasse
differentierung ok...aber integration...ok..wenn du das sagst ich war ja letztes Jahr ehh net da *fg*

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Also bislang hatte wir bis jetzt (Ende 10. Klasse) noch nichts mit Integration oder so. Aber ihr Bayern seid uns mit eurem Schulsystem ja sowieso vorraus

mfg Alex

ja integration kommt erst später...kommt echt erst in der Ks
Differentierung macht man dann in der 11 klasse ist auch wichtig...mit beidem kann man viele schöne Sachen berechnen und vereinfachen ;D

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Ahh sry, ist natürlich eine elliptische Kurve mit a = 0.25 und b = [tex]\frac{1}{4\sqrt{3}}[/tex].
Bräuchte man nur noch die Kurvenlänge.. hmm.. nuja

> Integration in der 11. ?
Nein, nur Differenzialrechnung. Integrieren kommt in der 12. und 13. Klasse dran

> Ist Milahu ein Freak ?
Ich bin kein Frak. Nur Autodidakt.

Dann weiß ich ja worauf ich mich freue wenn ich den naturwissenschaftlichen Zweig wähle. Leider kann ich mir meine Kurse nicht wirklich frei zusammenstellen, da Religion bis zum Abitur verpflichtend ist und auch Musik und Kunst mehr belegt werden muss als normal.

Evtl. gibs gleich mal ne Aufgabe zum Thema Wärmelehre hier gepostet. Scheine grade eine Problem zu haben

mfg Alex

edit:// Das "Freak" war nicht negativ gemeint. Ich finde es user-128rkenswert was du für dein Alter schon drauf hast.

geil...das löst sich super auf...das ist ja wunderschön die aufgabe *fg*

das findest du user-128rkenswert...ihc kenn einen in irland, der war bei mir in der klasse und hat gleichzeitig noch 3 Jahr am college gemacht *fg* also den Stoff gelernt....der war komisch drauf...war aber geil sich mit ihm über sachen zu unterhalten und beweise zu führen...

wie zum beispiel den Beweis für die Mitternachtsformel *fg* haben wir mal während einem Physik experiment gemacht

es war sehr lustig mit ihm

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Ellipsen sind unangenehm. Besonders deren Umfang, hier etwa 1.26m.
Für die Bahnlänge ergibt sich also Umfang/4 = 0.315m, was eine Kriechdauer von 10.5min bedeutet.

Al3x0r, Freak verstehe ich auch mehr als Auszeichnung

Hast du ein Auslandsjahr dort gemacht oder wie ?

Naja habe nen Problem mit einer Aufgabe.
Stehe irgendwie aufm Schlauch.

Zum Erhitzen von Milch werden 20 g Wasserdampf von 100°C in ein Glas mit 200 g Milch geleitet. Wie heiß wird etwa die Milch, wenn sie anfangs eine Temperatur von 15°C besaß?

gegeben: m(Milch)=0,2kg; c(Milch) = 3,9 KJ/Kg*K; Theta=15K;
m(H2O)=0.02kg; c(H2O) = 4,18 KJ/Kg*K; Theta=100K;

W(H2O) = W(Milch)

(Der Betrag der abgegebenen Energie entspricht dem Betrag der aufgenommenen.)

Theta(M) = Mischtemperatur

D.H.: 0,2kg * 3,9 KJ/Kg*K *(Theta(M)-15K) = 0,02kg * 4,18 KJ/Kg*K * (100°C-Theta(M))

Soweit so gut. Irgendwie spielt aber noch die Tatsache mit ein, dass es sich im Wasserdampf handelt und beim umwandeln von Wasserdampf (100°C) zu Wasser (100°C) auch nochmal 2256KJ frei werden.

Wie muss ich das nun rechnen ?

Habe grade keinen schimmer.

Danke mfg Alexander

bau es auf:
energie aufgenommen - Energie abgegeben

dann setzt du die formeln ein und schaust was hast du...dann löst du nach dem aus, was dir fehlt


@milahu...
bist du dir sicher, dass es sich um eine ellipse handelt...bin mir da nicht sooo sicher...von der bewegung her kommt es eher an einen Kreis hin, auch von der idee her..ich rechne mal und kuck auf was ich komme *fg*
aber imo schaut es auch nach so 6-10min aus ;D 6 war mein erstes Ergebniss aber da hatte ich einen blöden kleinen Fehler reingebaut *fg* was ich nicht bedacht hatte *fg*

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Falls jemand grade Zeit hat kann er die Aufgabe ja mal einmal rechnen , ich komme auf 78,92°C.

Ich habe erstmal die Mischtemperatur von 100°C heißen Dampf und Milch gerechnet und dann die daraus resultierende Temperatur mit den 100°C Wasser verrechnet.

mfg Alex

> bist du dir sicher, dass es sich um eine ellipse handelt...bin mir da nicht sooo sicher...von der bewegung her kommt es eher an einen Kreis hin, auch von der idee her..ich rechne mal und kuck auf was ich komme *fg*

Bombensicher.
Für einen Kreis müssten die Halbachsen gleich lang sein, bei mir sieht's aber so aus:

ich bin auf die Idee gekommen...dass es am schwerpunkt anders einläuft...ich schaus mir nochmal an und poste meine lösung *fg* so was ich gerechnet hab komm ich auf 15.11min

aber ich schaus mir nochmal an *fg*

edit: aaaaallssoooo:
ich hab nochmal alles durchdacht...die idee mit der Ellipse ist schon gut *fg*
ich bin trotzdem noch der meinung dass es sich um einen Kreissegment handelt...zwar um ein winziges aber gut...ich hab hier auch eine zeichnung...nur ist die noch nicht masstabsgetreu ich hab hier keinen Zirkel...das erschwert das ganze ein bisschen *fg* ich such jetzt nen Zirkel und zeichne es nochmal neu und dann setze ich meine Zeichnung online...weil ich denke es handelt sich um ein kreissegment wo das ende des Kreisbogens (das im schwerpunkt aufhört) Senkrecht auf der nächsten Seitenhalbierenden Steht...beweisen kann ich es noch nicht aber ich werde es noch *fg*

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Sodele. Hab nun doch noch etwas Zeit gefunden, die Wurmkriecherei zu simulieren.
Bei den Bahnen scheint es sich um Spiralen zu handeln, da die Krümmung ja konstant zunimmt..

// Verfluchte Dateiendungen beim Hochladen.. -.-

Ist es nun wirklich eine Spirale? Mich würde auch interessieren mit welchem Prgm. du die Wurmkriecherei simuliert hast??

also es war von anfang an klar, dass es eine spirale ist...aber es ist keine Ellipse wie angenommen kann es auch nicht sein...du kannst ja mal die strecke berechnenen , wenn der wurm bei einer geschwindigkeit von 3cm/min 11.11min braucht. Ich bin mir sicher, dass es 11.11min sind...s = 33.33cm //weil s = v*t

kannst ja mal meine Lösung durchlesen: http://moonsword.info/nonsense/ipho.pdf

Die Simulation ist übrigens in python gemacht...er hat doch den Quellcode oben drüber angehängt

Also ich gehe davon aus...und so sieht mir das auch aus, dass es sich um eine logarythmische schraube handelt....weil es zieht sich zu sehr zu am ende

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Nuit, ich zweifle (leider) an der Richtigkeit deiner Lösung.

Du zerlegst die Kriechbewegung in eine Schrumpf- und eine Drehbewegung. Dabei nimmst du an,
dass die beiden resultierenden Bewegungen konstante Geschwindigkeit aufweisen. Und hier liegt
meiner Meinung nach der Fehler.

Betrachtet man die Würmer zu Beginn der Kriecherei, so ist die Schrumpfgeschwindigkeit so gut
wie Null, die Drehgeschwindigkeit hingegen hat hier ihr Maximum.

Gegen Ende der Kriech-Mania sind die Kriechvektoren gegen den Mittelpunkt gerichtet -- Die
Schrumpfgeschwindigkeit erreicht nun ihr Maximum, während die Drehgeschwindigkeit gegen Null
geht.

Gut zu beobachten ist dies übrigens in meinem Wurmplot -- die Drehgeschwindigkeit müsste hier
gegen Schluss sogar negative Werte annehmen.. :-\

Was allerdings durchaus richtig aussieht, ist das Ergebnis 11.11, vielleicht ist der Fehler ja sogar
unbedeutend für das Ergebnis.. schön wär's jedenfalls

nein du liegst falsch...und nun bin ich mir definitiv sicher dass ich richtig lieg:

pass auf, es ist recht einfach, mein Beweis....die 3cm/min sind ja die Bahngeschwindigkeit, wir wissen dass diese konstant ist. Diese Bahngeschwindigkeit ist ja immer eine Tangente zu der Bahn (logisch)
Ebenso Tangenten, die im gleichen Punkt verlaufen, sind die 3 Seiten des Dreiecks.
nachdem die immer gleich ist...können auch nur die Schrumpfgeschwindigkeit und die Rotationsgeschwindigkeit konstant sein...nachdem die einen fest zugewiesenen platz haben...der platz steht ja fest...da gibsch nichts zu rütteln...d.h. der Wert den die haben...muss ebenso konstant sein...

ausser du schaffst es ein Dreieck zu formen, wo die anfangspunkte und die Richtung der Vektoren vorgegeben ist, und unterschiedliche Werte haben...

ein hoffnungsvoller versuch meine Gedanken zu erklären

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Argh, kloar. Hab ganz vergessen, dass die Dreiecksseiten jeweils von zwei Würmern definiert
werden, nicht von einem.. von daher sollten dann Schrumpf- und Drehgeschwindigkeit konstant
bleiben.. nice.

aber du hast mich ins Schwitzen gebracht *fg* ich musste auch erst nachdenken und hab auch schon angefangen zu zweifeln

was würde mein Vater jetzt sagen:
noch fragen *breites grinsen*

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Ich denke auch, dass 11+1/9 min richtig ist...schöner Lösungsweg.
Aus mathematischen Interesse versuche ich gerade das Ganze mit Polarkoordinaten zu rechen. Wie könnte man begründen, dass es sich um eine logarithmische Spriale dabei handelt? Man muss mit der Gleichseitigkeit des Dreiecks argumentieren, oder?

Nochmal ne Frage zu dem "Wurmplotter" .. mir war schon klar, dass du den Quelltext angehängt hattest..ich wollte insbesondere wissen, mit welcher Version von Python du das ganze dargestellt hast. Hab versucht, dass mal nachzuvollziehen..(sprich str.+c, str. v )..klappt nich...leider...meine Version kann schon mit dem Modul Image nix anfangen ..

Woran liegts??

mhhh...schwer zu beweisen...mein mathelehrer meint sogar, dass es sich um was zwischendrin handelt...also nichtmal eine logarithmische spirale ist...weil bei der kommt es doch noch sehr auf anziehungskraft der Würmer an und die Geschwindigkeit...wenn man die Geschwindigkeit undendlich erhöht, so müssen die Würmer um den Schwerpunkt des gleichseitigen Dreiecks kreisen (meine Vermutung).

http://de.wikipedia.org/wiki/Logarithmische_Spirale

vielleicht kannst du damit was anfange...ich hab mich mit spiralen nie beschäftigt

http://de.wikipedia.org/wiki/Radiodrome
kommt auch sehr nah hin ;D

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Hey....das schickt mich jetzt ... etwas zischendrin?Wie soll man sich das vorstellen Hat euer Mathelehrer nen Plan bei sowas?

Na ich warte ja noch auf die Antwort von user-255...auch wegen dem Wurmplotter

Original von Nowizki111
meine Version kann schon mit dem Modul Image nix anfangen ..

Woran liegts??

Nicht an der Python Version, sondern an der fehlenden PIL.