Как заботать динамику?


Продолжаем цикл постов по подготовке к олимпиадам. Сегодня разберём динамику. Аналогично разделим всю тему на несколько блоков:

- Динамика без трения
- Динамика с трением
- Системы тел и тела протяжённой массы
- Динамика движения по окружности


Динамика является одной из главных тем механики, поскольку переходит во все остальные разделы физики. Поэтому разберём как можно подробнее процесс её изучения. В основе динамики лежат 3 закона Ньютона, очевидно их надо знать и уметь решать базовые школьные задачки


Динамика без трения

В первую очередь необходимо разобраться в движении со связями. Кинематические связи делим условно на 3 типа: нерастяжимость нитей, твёрдое тело и непрерывный контакт. Здесь лучше всего подойдёт задачник Замятнина или подборка Александрова(практически одно и то же). Твёрдое тело лучше оставить на самый конец, когда разберётесь с остальными темами. Надо научиться писать связи в системах разного уровня( гирлянды из блоков, шкафы и наклонные плоскости). Задачи в описанных выше источниках начинаются с совсем элементарных. Помимо связей стоит уделить внимание силе упругости и закону Гука. Задачи можно взять из любого классического задачника


Динамика с трением

Здесь начинаются неприятности, поскольку в основном рассматриваются силы сухого трения, а значит движение тела будет определяться внешними силами и коэффициентом трения. Систем огромное множество, начать лучше всего с движения по наклонной плоскости. После чего рекомендую взять листок «Сила трения» или, если время и чувствуете в себе силы, листок по трению Александрова. Они содержат набор задач, необходимый для того, чтобы чувствовать себя уверенно в любой задаче с трением


Системы тел и тела протяжённой массы

Динамика системы тел( системы материальных точек) основана на рассмотрении этой системы «со стороны». В первую очередь надо научиться объединять тела в системы для исключения ненужных для задачи внутренних сил. Прекрасно подойдёт раздел «Прямолинейное движение системы тел» задачника Турчиной (любой другой задачник описанный ранее так же подойдёт, просто тут большое количество разнообразных задач).
Следующим шагом будет освоение теоремы о движении центра масс и рассмотрение тел протяжённой массы. Идеально подойдут листки Яковлева «Канаты» и «Центр масс»


Динамика движения по окружности

Начать рекомендую с закона Всемирного тяготения. Поможет заботать основные формулы и фишки движения по окружности + периодически эти задачи попадаются на олимпиадах. После этого возвращаемся к динамике с трением и решаем задачи на движение по окружности с трением. Здесь надо осознать как решаются и обосновываются эти задачи с помощью инерции, без перехода в неинерциальные СО. Подойдёт любой из уже рассмотренных мною задачников

После чего возвращаемся к динамике твёрдого тела. Тут надо научиться искать касательное и нормальное ускорения, находить мгновенный центр скоростей, тк большинство задач решаются именно через рассмотрение вращения твёрдого тела вокруг этого центра. Ну и не забываем отработать другие способы описания твёрдого тела: постоянство формы, разложение на движение центра масс и относительно движения вокруг него. Рекомендую здесь взять Савченко, в нем наиболее полный набор необходимых задач, но есть задачи на уравнение вращательного движения. Если Савченко слишком сложно, можно взять Белолипецкого или «Динамика твёрдого тела»

Не забываем чекнуть прошлый пост про кинематику

Дорогие друзья, продолжаем составлять резюме некоторых олимпиад. В ближайшие выходные состоится очный отборочный этап олимпиады Росатом, поэтому уделим внимание именно этой олимпиаде.

Сама олимпиада существует очень долго - около 30 лет, за это время меняла название и структуру. Однако она остаётся одной из основных олимпиад, по которой поступают абитуриенты.

Начнем с плюсов:
1) На сегодняшний день Росатом по физике имеет 1-ый уровень, а значит котируется в большинстве престижных ВУЗов
2) Состоит всего из 5 задач, из которых 3 задачи весьма посредственные. Их способен решить любой любитель физики, отрешавший один из углублённых задачников (большинство из них уже было упомянуто в прошлых постах)
3) Каждая задача оценивается в 2 балла, то есть максимум 10 баллов. Диплом третьей степени начинается с 6-7 баллов. А это значит, что достаточно решить 3-4 задачи, и диплом в кармане:)

Минусы:
1) Отсутствие явной структуры варианта. В отличие от ФТ олимпиады, где темы достаточно чётко определены, здесь задачи распределены по темам неравномерно. Практически отсутствует оптика и сложные эл. цепи. Зато очень много механики, электростатики и электромагнетизма.
2) Последняя задача уровня hard. Если попалась задача, аналогов которой никогда не решали, скорее всего, её решить и не получится.
3) Диплом 1-ой степени всегда определяется последней задачей (проходной в среднем от 8-9 баллов). Однако 5-ая задача редко бывает новой - это обычно достаточно известная среди бывалых олимпиадников задача.


Итог
Формально плюсы перевешивают, поэтому олимпиаде стоит уделить внимание. В связи с отсутствием какого-либо адекватного пособия по подготовке к олимпиаде, лучше всего взять за основу уже описанный алгоритм подготовки к физтеху. Чтобы учесть специфику олимпиады, уделяем особое внимание всем доступным пособиям от Муравьева С.Е. Он по сути определяет структуру олимпиады. Поэтому после прохождения подготовки к физтеху, смотрим пособия от него, а потом решаем варианты прошлых лет


Прошлый обзор олимпиады Физтех

Друзья, подоспел новый ролик!

Разбираем первые 2 задачи из предложенной ранее подборки и учимся применять закон Био-Савара-Лапласа🤤

Ну что, время электромагнетизма?

Продолжаем разбираться в тонкостях классической электродинамики. Сегодня рассмотрим различные цепи с катушками. Вашему вниманию предлагаю самые интересные задачи по этой теме.


Файлик с задачами в комментариях.

Многим из Вас уже пришли результаты школьного этапа по физике. Поэтому сегодня разберём как готовиться к муниципальному этапу.

1) Основной документ при подготовке к ВсОШ - это программа олимпиады. В ней все темы разбиты по месяцам и указано, какие темы могут быть включены в то или иное время. Решаем задачи в соотвествии с программой

2) Где взять задачи? Поскольку наша цель пройти на регион, лучше всего взять архив ВсОШ и прорешать варианты муниципального этапа прошлых лет в своём регионе. Большинство регионов представлено здесь

3) Для прохождения на регион стоит также отрешать региональные этапы последних лет, их можно найти тут

4) Теорию лучше всего брать из учебников Бутикова

Программа ВсОШ и учебники в комментариях

Товарищи, предлагаю рассмотреть следующую задачу:

Юрий Лоза решил для доказательства того, что Земля плоская, попробовать рассчитать параметры своей модели. Для этого он предположил, что ее можно рассматривать как бесконечную плоскость. Далее он решил рассчитать поверхностную плотность массы, необходимую для создания ускорения свободного падения 9.81 м/с^2. Однако полученные результаты получились неоднозначными.


Вам предстоит помочь Юрию и оценить соответствующую поверхностную плотность.


Подсказка: надо адаптировать теорему Гаусса для гравитационного поля

Друзья, подоспел новый ролик!

Разбираем оставшиеся задачи из предложенной ранее подборки по магнетизму.

Часть 1

Как заботать законы сохранения?


Продолжаем цикл постов по подготовке к олимпиадам. Сегодня разбираем законы сохранения. Для удобства разобьем тему на части:

Закон сохранения импульса
Консервативные системы. Потенциальная энергия
Неконсервативные системы
Соударения


Сегодняшняя тема фактически является продолжением динамики, только вместо записи законов Ньютона используются следствия из этих законов. Теоремы и законы рассматриваемые здесь просто учитывают особенности систем и позволяют упростить решение задач, не решая уравнений движения.


Закон сохранения импульса

Пожалуй, самая простая часть. Сам по себе закон максимально понятен, но надо научиться его применять в различных ситуациях, даже когда система в общем то не замкнута, а существует одна или несколько осей на которую равнодействующая сил равна нулю или использовать предельный переход для бесконечно близких моментов времени. В качестве задачника можно взять любой из уже упомянутых ранее или прикрепленных здесь. Традиционно тема хорошо освещена в любом приличном издании.


Консервативные системы. Потенциальная энергия

Эта и следующая части сильно связаны. Основой здесь являются теоремы об изменении кинетической и потенциальной энергий. Из них будет следовать и закон сохранения энергии, и закон изменения энергии. Остановимся на законе сохранения энергии. Применяем его для ЯВНО консервативных систем, а не когда работа сторонних сил в сумме компенсируется. Лучше всего взять листки Яковлева( консервативные системы, сферы, мертвая петля, маятник) и отработать связки ЗСЭ+кинематика, ЗСЭ+динамика и ЗСЭ+ЗСИ. Также можно решать задачи из приложенной подборки, т.к. тут могут встречаться и системы протяженной массы, да и вообще имеет смысл глубже понять что такое потенциальная энергия. В серьезных задачах приходится порой вводить новую энергию


Неконсервативные системы

Начать лучше всего с подсчета работы. Надо разобраться как считается работа в различных случаях, в том числе с помощью интеграла (или графически). Неконсервативные системы берутся законом изменения энергии, а в нем как раз надо считать работы всяких диссипативных сил. Конечно здесь в большинстве своем системы с трением. Сначала учимся считать работу и применять закон изменения энергии на приложенной подборке, а потом можно обратиться и к листку Яковлева


Соударения

Разбираем сначала центральные удары. Абсолютно упругие и неупругие удары хорошо представлены в листках Яковлева(упругие и неупругие). Надо уметь описывать упругие удары с помощью связки ЗСИ+ЗСЭ, а так же через систему отсчета центра масс. С нецентральными чуть сложнее, тут задач немного, но они иллюстрируют общий подход. Особого смысла уходить в векторные диаграммы нет, но если очень хочется есть хорошие листки от Пенкина М.А. для первокуров.


Прошлый пост про динамику

Продолжаем составлять резюме олимпиад. Сегодня, согласно вчерашнему опросу, делаем обзор на олимпиаду Ломоносов. Тем более завтра, 5 ноября, стартует отборочный этап по физике.


Структура олимпиады

Вариант состоит из 4 задач и 4 теоретических вопросов. Каждая задача оценивается в 15 баллов, а теоретический вопрос в 10 баллов. С задачами здесь все круто, их тематика и порядок следования не меняется:
1. Механика
2. Молекулярная физика и термодинамика
3. Электромагнетизм
4. Оптика

По сложности задачи уступают физтеху, поэтому можно спокойно готовиться по алгоритму, написанному для него. Надо учитывать, что стилистика задач немного отличается. Здесь редко используются олимпиадные финты, присущие физтеху. Скорее, задачи направлены на проверку знаний базовых приемов при решении олимпиадных задач (тут не будет интегралов, производных и т.д.). Но при этом сами условия более физические, практически отсутствуют задачи в общем виде, ценится численный ответ(об этом ещё будет дальше). Собственно со стилисткой задач можно ознакомиться здесь, а также в прикреплённой книжке Якуты и пособии к ДВИ(задачи попроще, но стиль один).


Постойте… теоретические вопросы?

Да, Ломоносов одна из немногих олимпиад, где надо не только решить задачу, но и ответить на вопрос. Эти вопросы всего лишь отделения тех или иных физических величин, законов и определений. Звучит просто, но поскольку проводит олимпиаду МГУ, будут оценивать довольно строго. Теорию к олимпиаде лучше всего взять в пособии ВМК школе, в нем наиболее точно даны требуемые формулировки. Помимо этого, необходимо научиться писать полный связный ответ на теор. вопрос. Это означает, что если фигурирует константа в ответе, то надо обязательно записать численное значение. А если Вы ссылаетесь в определении на другое понятие, например, в законе электромагнитной индукции написали поток, то необходимо дать определение потока(достаточно формулы и рисунка). Лучше всего посмотреть варианты прошлых лет и постараться написать на них связный логичный ответ. Если возникнут проблемы, welcome ко мне ЛС.


Как обстоят дела с границами?

Все довольно приятно. Задачи не должны вызывать трудностей при должной подготовке, собственно диплом 3-й степени начинается с 75-80 баллов, а диплом 1-й степени с 88-90 баллов. Соответственно, успех на Ломоносове зависит от того, насколько хорошо вы заботаете теорию. Это совсем не сложно, прикрепленные пособия и небольшое усилие над собой в написании подробных ответов подарит вам заветные 100 баллов



Подведём итоги

Если ВУЗ Вашей мечты даёт льготы за олимпиаду Ломоносов, то Вам очень повезло. Ботаем согласно алгоритму физтеха, поглядывая на варианты прошлых лет. Теорию учим по ВМКшной книжке и учимся писать нормальные ответы. После чего вас ждёт успех)


Прошлый разбор олимпиады Росатом

P.S. В ближайшем будущем ожидайте разбор отборочного этапа, а так же перед самой Олимпиадой курс по написанию ответов на теор. вопросы

Друзья, подоспел разбор отборочного этапа Ломоносова

https://www.youtube.com/watch?v=HjcfMx-z4FI

Задачи в комментариях

А вот и разбор первых задач из подборки по LC-цепям


https://www.youtube.com/watch?v=cRUtLjd5E6w


Файл с условиями отредактирован

Как заботать статику?


Продолжаем цикл постов по подготовке к олимпиадам. На очереди статика - это небольшой, но очень важный раздел. Как обычно, разобьём его на части:

Равновесие без вращения
Равновесие с возможностью вращения
Устойчивость равновесия и центр масс
Гидростатика
Метод виртуальных перемещений


Статика является частным случаем динамики, при котором тело или система тел находятся в состоянии равновесия. Начнём с самого простого случая.


Равновесие без вращения

После того, как освоена динамика, тут не должно быть проблем, так как уравнения те же, только ускорение нулевое. Надо только научиться решать задачи с помощью векторных треугольников и научиться сводить задачи к ним. Это облегчает решение многих задач. Соответсвующий раздел «Равновесие в отсутствии вращения» очень хорошо представлен в задачнике Турчиной. После него можно обратиться к подборке Александрова или листку Яковлева.


Равновесие с возможностью вращения

Другое название-равновесие твёрдого тела. Разбираем на простейших задачах уравнение моментов. Далее учимся писать условия равновесия для сложных систем. Начать можно с Турчиной или Черноуцана, а потом взять подборку Александрова или Савченко. Тут главное научиться правильно расписывать силы: направление и точку приложения


Устойчивость равновесия и центр масс

Достаточно редкая тема для задачи, но знать надо. Второй закон Ньютона и уравнение моментов образуют лишь необходимое условие равновесия. Для проверки устойчивости необходимо выводить систему из равновесия и смотреть как она себя поведёт. Задачи можно взять у Яковлева или в подборке Александрова. Что касается центра масс надо уметь считать его по определению. При наличии времени можно освоить различные приколы, вроде теоремы Папа-Гульдина.


Гидростатика

Из базовых задач сюда относятся сообщающиеся сосуды и задачами на силу Архимеда. Любой задачник типа Турчиной или Белолипецкого поможет вам. Сюда так же относим задачи не совсем статики - задачи, в которых сосуды с жидкостью двигаются ускоренно. По мне здесь проще всего вводить эффективное ускорение свободного падения, пересаживаясь таким образом в нИСО. Это поможет с легкостью справится с любой задачей, а так же не запутаться с направлением горизонтальной силы Архимеда. Отработать советую на листках Яковлева( трубки и Архимед).


Метод виртуальных перемещений

Выделяем отдельно, поскольку метод формально из теормеха. Теории по методу очень мало, только статьи Кванта( 1 и 2 ) и пара видео на ютубе. Читаем статьи кванта, смотрим примеры здесь и решаем листок. С помощью МВП задачи решаются очень быстро и красиво, поэтому уделяем особое внимание


Прошлый пост про законы сохранения

Друзья, обсуждаем физтех! В этом году всего 5 задач, все они достаточно простые.

Обсудить как всегда можно в чате по физике или в боталке

UPD: В 5ой задаче считайте по формуле выведенной, видимо авторы не заметили проблему с массами

Поступашки открывают набор на настоящий советский курс по механике. Хочешь затащить физтех/росатом/пвг или одну из других массовых олимпиад? Не знаешь с чего начать и где набрать необходимые скиллы для решения сложных задач? Тогда тебе к нам

Тебя ждёт 8 часов семинаров в небольших группах до 15 человек (видеозаписи сохраняются). Занятия будут проходить по воскресеньям в 11:00

Программа занятий:

Динамика со связями
Законы сохранения
Динамика твердого тела
Механические колебания


Цена 3000р за весь курс, при покупке на одного человека
При покупке с другом цена 2500р для каждого

UPD: набор продлён до 26 ноября. Первое занятие состоится 27 ноября

Для записи писать @menshe_treh

Друзья, ловим новый ролик!

https://youtu.be/vXAux9QnnIA

Разбираем оставшиеся задачи из подборки по LC-цепям.

Подоспела подборочка по механическим колебаниям.

Предлагаю Вашему вниманию несколько наиболее интересных задач по колебаниям.

P.S. Разбор задач будет на следующей неделе

Друзья, обсуждаем физтех! Время второй попытки, в этот раз везде есть решения:)

Обсудить как всегда можно в чате по физике или в боталке

Да, и не забываем, что продолжается набор на наш курс по механике 😎😎😎

Продолжаем составлять резюме олимпиад. Совсем скоро, 9-12 декабря, состоится 3-й и последний отборочный этап олимпиады «Шаг в будущее». Поэтому сегодня разбираем её.


Структура олимпиады

Стоит отметить, что ШВБ по физике имеет второй уровень. Вариант состоит из 6 задач и ситуационной задачи, о которой поговорим отдельно. Строгого распределения задач по темам нет, более того, олимпиада проводится не в один день, а на некоторых площадках в конце марта. Это значит, что в олимпиаде Вас могут встретить задачи на интерференцию, дифракцию, давление света и т.д. Уровень задач зависит от варианта, но задачи не столь идейные, сколько технические. То есть для их решения достаточно знать стандартные приемы для олимпиадных задач и уметь их применять. Иногда в задаче могут простую идею спрятать за сложным техническим описанием. Надо не пугаться картинок и сложных слов, а пытаться докопаться до зашифрованной сути. Кроме того, многие задачи и идеи повторяются из года в год (отдельные задачи могут быть с отборочного или заключительного этапов прошлых годов).


Ситуационная задача

Что это такое и с чем употреблять? Ситуационная задача – это почти качественная задача, в которой необходимо разобраться в предлагаемой модели или приборе. После чего надо описать это дело формулами и посчитать некий результат. Звучит довольно серьезно, но нужно понимать, что задача составлена для школьников, и ничего сверхъестественного от Вас не требуется. Тут нет интегралов, производных и диффуров. Все задачи описываются стандартными школьными методами, главное понять физику того, что происходит.


Как дела с материалами?

Для подготовки к олимпиаде советую взять за основу задачник Белолипецкого, а также порешать задачи из Бендрикова. Стоит понимать, что для успешного написания олимпиады требуется неплохая база из решённых задач, поэтому не вижу смысла готовится только к ШВБ, стоит брать классические задачники и набивать руку. Чтобы затащить ШВБ, надо где-то за месяц до олимпиады посмотреть все доступные варианты прошлых лет, сделать это можно здесь


Что с границами?

Пороговые баллы публикуются только в личном кабинете. В сумме на 7 задач приходится 100 баллов, а призёр начинается с 60-70 баллов. Особое внимание советую уделить ситуационной задаче - она стоит целых 20 баллов.

Подведём итоги

1)Олимпиада нужна в основном абитуриентам бауманки. Также олимпиаду принимают и другие ВУЗы. К ним относятся МФТИ, ВШЭ,МГУ, СПбГУ и др.
2)В олимпиаде достаточно много задач, но они технические, а не идейные
3)Идеи дублируются, поэтому взять диплом не так сложно. Надо просто наработать опыт решения олимпиадных задач

Подоспел разбор подборки по механическим колебаниям

https://youtu.be/vc4r9JM0ZKU

Напоминаю, что уже в это воскресенье стартует наш интенсив по механике. Присоединяйся, если хочешь научиться с легкостью решать такие задачи

Подоспел разбор третьей волны олимпиады Физтех-онлайн



Да, и не забываем, что сегодня у Вас есть последняя возможность на наш курс по механике 😎😎😎