2021. évi verseny feladatai (magyarul)

Megjelentek a 2021. évi verseny feladatai, a hivatalos verzió angolul elérhető a nemzetközi verseny hivatalos oldalán: itt.

A fordítás pdf formátumban: IYPT problémák 2020

A megoldáshoz segítséget jelenthet a folyamatosan bővülő online “Reference kit“.

A feladatok nem hivatalos magyar fordítása:

1. Találd fel magad!

Tervezz egy olyan csónakot, amely csak a belső részei mechanikus és periodikus mozgása miatt halad előre, és amely merev hajótestén keresztül csak a környezettel (levegővel, vízzel) lép kölcsönhatásba. Optimalizáld a csónak paramétereit a maximális sebesség érdekében!

2. Köröző mágnesek.

A hengeres elem két végére rögzítsünk különböző átmérőjű gombmágneseket. Alumínium fóliára helyezve a tárgy körözni kezd. Vizsgáld meg, hogy a mozgás hogyan függ a releváns paraméterektől!

3. Közelségérzékelő

Egy egyszerű passzív induktív érzékelő képes felismerni a mágneses mezőjén keresztül haladó ferromágneses tárgyakat. Készíts egy ilyen passzív érzékelőt, és vizsgáld meg a jellemzőit, mint például az érzékelési tartományt!

4. Szélsebesség

Kapcsolj tekercset elektromos áramkörbe, hogy abban áram folyjon. Ha a tekercs körül hideg levegő áramlik, a tekercs hőmérséklete csökken. Vizsgáld meg, hogyan függ a hőmérséklet-csökkenés a szél sebességétől. Vizsgáld a szélsebesség mérési módszer pontosságát!

5. Szinkronizált gyertyák

Ha több gyertya ég egymás közelében, oszcillációs lángok figyelhetők meg.  Két ilyen oszcilláló láng befolyásolhatja egymást, azonos vagy ellentétes fázisú szinkronizációt eredményezve (a gyertyák távolságától függően). Magyarázd és vizsgáld meg a jelenséget!

6. Visszafordíthatatlan Cartesius-búvár.

Helyezzünk egy egyszerű Cartesius-búvárt (ami például egy fordított kémcső, részben vízzel megtöltve) vízzel töltött hosszú függőleges csőbe. A csőben lévő nyomást növelve a Cartesius-búvár süllyedni kezd. Amikor elér egy bizonyos mélységet, soha nem tér vissza a felszínre, még akkor sem, ha a nyomást visszaállítják a kezdeti értékre. Vizsgáld meg ezt a jelenséget, és mutasd be, hogyan függ a releváns paraméterektől!

7. Gyöngydinamika

Egy kis belső vájattal ellátott kör alakú karikát függőleges irányú átmérője körül forgatunk. Helyezzünk a karika belső vájatába kis gömb alakú tárgyat (pl. gyöngyöt) úgy, hogy az a vájatban szabadon gördülhessen. Vizsgáld meg a gyöngy dinamikáját befolyásoló releváns paramétereket.

8. Biztosítékok

Egy rövid huzal akár elektromos biztosítékként is működhet. Határozd meg, hogy a különféle paraméterek hogyan befolyásolják a biztosíték „kioldásának” idejét!

9. Fénybajusz

Ha egy lézersugár kis szögben lép be szappanfóliába, a film belsejében gyorsan változó, vékony, elágazó fénysávok láthatók. Magyarázd és vizsgáld meg a jelenséget!

10. Driftelő gyűrűk

Ha egy élére állított gyűrűt parabolatálban elengedünk, érdekes pályák és mozgásminták alakulhatnak ki. Vizsgáld meg a jelenséget!

11. Gitárhúr

Fejtsünk ki acél gitárhúrra periodikus erőt elektromágnes segítségével. Vizsgáld meg a gitárhúr mozgását a rezonancia frekvenciája körül!

12. Wilberforce-inga.

A Wilberforce-inga egy függőlegesen felfüggesztett spirálrugóból és egy azon lógó tömegből áll. A tömeg a rugón felfelé és lefelé egyaránt mozoghat, és függőleges tengelye körül foroghat. Vizsgáld meg egy ilyen inga viselkedését, és mutasd be, hogyan függ a mozgása a releváns paraméterektől!

13. Szivacs

A szivacsok bizonyos paramétereik által meghatározott sebességgel és mennyiségben szívják fel a vizet. Vizsgáld meg, mitől és hogyan függ a szivacsok hatékonysága nedves felületek szárításában.

14. Dinamikus víziszony

Amikor egy folyadékcsepp vízszintesen mozgó felületre csapódik, a csepp a felület sebességétől függően esetleg visszaverődhet. Vizsgáld meg a mozgó felület és folyadékcsepp közötti kölcsönhatást!

15. Visszapattanó pirula

Egy kemény felületre ejtett gömb alakú labda soha nem pattan vissza a kezdeti magasságig, még akkor sem, ha kezdetben pörök. Azonban egy tabletta vagy pirula alakú tárgy (pl. egy TicTac szem) visszapattanáskor akár meg is haladhatja a kezdeti magasságot. Vizsgáld meg ezt a jelenséget!

16. Ultrahangos szivattyú

Egy ultrahangos mosóba merített cső úgy működik, mint egy szivattyú, amely jelentős magasságba képes feljuttatni a vizet. Magyarázd és vizsgáld meg a jelenséget!

17. Kézi helikopter

Egyszerű kézi helikopter készíthető, ha egy függőleges bot egyik végéhez rotorlapátokat rögzítünk. A helikopter felfelé mozog, amikor a botot elég nagy sebességgel megcsavarják, majd elengedik. Vizsgáld meg, hogy a releváns paraméterek hogyan befolyásolják a felszállást és a maximális magasságot!

Jó felkészülést kívánunk!