Tali Berosilasi
Tali berat seragam dengan panjang L digantung vertikal dari langit-langit. Tali dapat berosilasi di sekitar posisi setimbangnya dengan frekuensi alami yang berbeda, yang akan dilambangkan dengan \( f_i \) (\( i \) = 1, 2, . . .) dalam urutan menaik. Gambar di bawah ini menyajikan bentuk tali dalam tiga getaran alami pertama, seperti yang diperoleh melalui simulasi komputer. Perhatikan bahwa skala horizontal dan vertikal pada gambar tidak sama. Anda dapat berasumsi bahwa perpindahan lateral tali yang sebenarnya jauh lebih kecil daripada panjangnya (perkiraan amplitudo kecil).
- Kembangkan model yang disederhanakan, yang akan memungkinkan Anda memperkirakan frekuensi \( f_1 \) dari getaran pertama (fundamental) tali. Oleh karena itu, hitung kira-kira \( f_1 \) untuk tali dengan panjang L = 1,0 m. Asumsikan bahwa g = 9,8 m/s².
- Ambil bacaan yang diperlukan dari gambar untuk memperkirakan rasio frekuensi \( f_1 \) : \( f_2 \) : \( f_3 \).
Disk Dalam Gas
Perhatikan cakram pipih tipis bermassa \( M \) dan luas permukaan \( S \) pada suhu \( T_1 \) yang awalnya diam dalam keadaan tanpa bobot dalam gas dengan massa jenis \( \rho \) pada suhu \( T_0 \) (\( T_1 \) = 1000\( T_0 \)). Salah satu permukaan cakram ditutupi dengan lapisan isolasi termal, permukaan lainnya memiliki kontak termal yang sangat baik dengan gas di sekitarnya: molekul gas bermassa \( m \) memperoleh suhu cakram selama satu kali tumbukan dengan permukaan.
Perkirakan percepatan awal \( a_0 \) dan kecepatan maksimal \( v_{max} \) cakram selama gerakan berikutnya. Asumsikan kapasitas panas cakram berada pada orde \( N k_B \), di mana \( T \) adalah jumlah atom di dalamnya, dan \( k_B \) adalah konstanta Boltzmann, dan massa molar gas dan material cakram berada pada orde yang sama. Panjang lintasan bebas rata-rata molekul jauh lebih besar daripada ukuran cakram. Abaikan efek tepi yang terjadi di tepi cakram.
Jaring Superkonduktor
Perhatikan jaring yang terbuat dari lembaran superkonduktor datar dengan mengebor kisi-kisi lubang kecil yang rapat ke dalamnya. Awalnya, lembaran tersebut berada dalam keadaan non-superkonduktor, dan dipol magnetik dengan momen dipol m berada pada jarak \( a \) dari jaring yang mengarah tegak lurus ke arah jaring. Sekarang, jaring didinginkan sehingga menjadi superkonduktor. Selanjutnya, dipol dipindahkan tegak lurus ke permukaan jaring sehingga jarak barunya dari jaring adalah \( b \). Temukan gaya antara jaring dan dipol. Pitch kisi lubang jauh lebih kecil daripada \( a \) dan \( b \), dan ukuran linier lembaran jauh lebih besar daripada \( a \) dan \( b \).
Olimpiade: 1st European Physics Olympiad
Tahun: Tartu, Estonia, May 20 – May 24 2017
Tipe Soal: Theory problems
Komentar
Posting Komentar