کیت ۲۰۲۷
مسائل چهلمین دوره مسابقه بینالمللی فیزیک جوانان (IYPT 2027)
می توان با ایجاد سوراخهایی با قطر و فاصله منظه علاوه بر کاهش شدت نور خوزشید، مشکل نزدیکبینی چشم را برطرف کرد. با چینش بهینه با قطر مناسب سوراخها یک عینک آفتابی بسازید که عیب نزدیکبینی را هم برطرف کند
آهنگهای داده روی CD یا Blu-ray مانند شبکههای پراش بازتابشی عمل میکنند. با استفاده از این دیسکها یک طیفنگار بسازید و قدرت تفکیک را بیشینه کنید.
یک کره توخالی حاوی یک توپ سنگین و سیال لزج، هنگام غلتیدن روی سطح شیبدار حرکتی نامنظم و شگفتانگیز کُند دارد. این پدیده توضیح داده و بررسی میشود.
منابع پیشنهادی
- 🔗 Rolling Motion & Rotational Dynamics — HyperPhysics (GSU)
- 🔗 MIT 8.01 Classical Mechanics — Rolling, Torque, Angular Momentum (OCW)
- 🔗 Lagrangian Mechanics — Physics LibreTexts
- 🔗 Coupled Oscillators & Normal Modes — MIT 8.03SC Lecture Notes
- 🔗 OpenStax University Physics — Rolling Motion (Section 11.1)
- 🔗 Goldstein Classical Mechanics — Rigid Body Dynamics (Chapter 5)
- ▶ MSC Explains: Snail Ball — Physics of the Phenomenon
- ▶ Snail Ball — Underwhelming Science (Experiment)
- ▶ Snail Ball Rolling Demo
- ▶ Raw Egg vs Hard Boiled Egg — Rolling Test
- 🔗 IYPT 2027 — Official Problem Set
برخی خازنهای سرامیکی هنگام اعمال ولتاژ متناوب صدا تولید میکنند. ویژگیهای صدا و وابستگی آنها به ولتاژ، فرکانس و نوع خازن بررسی میشود.
یک آونگ Yشکل (باودیچ) بسازید و بررسی کنید الگوهای لیساژو که توسط وزنه رسم میشوند چگونه به طول ریسمان، جرم و شرایط اولیه بستگی دارند.
غشای لاستیکی توسط بلندگو ارتعاش میکند؛ آینهای روی آن لیزر را به صفحه دوری بازمیتاباند و الگوهای هندسی پیچیده ایجاد میشود. رابطه پارامترهای تحریک با الگوها بررسی میشود.
قیف سنگینی با ساقه رو به پایین در آب رها میشود؛ نوسانات عمودی میراشونده داشته و تدریجاً فرو میرود. شرایط واژگونشدن قیف بررسی میشود.
یک دیسک دایرهای بین دو چرخ گیر کرده و مانند آونگ آزاد به نوسان است. یکی از چرخها توسط موتور میچرخد و نیروی رو به بالا ایجاد میکند. حرکت دیسک بررسی میشود.
قرار دادن یک شکاف جلوی عدسی دوربین باعث ایجاد اعوجاج ناهمسانگرد غیرمعمول در نواحی خارجازفوکوس (بوکه) میشود. وابستگی این اثر به پارامترها بررسی میشود.
آهنربای میلهای کوچکی در کف ظرف پر از مایع توسط همزن مغناطیسی به چرخش درمیآید. بالای سرعت معینی، کانالی از هوا از سطح مایع تا آهنربا تشکیل میشود.
بستهنبودن کامل در، حتی با فاصله بسیار کوچک، میتواند عایقبندی صوتی اتاق را بهطور چشمگیری کاهش دهد. تأثیر شکل و اندازه شکاف بر انتقال صدا بررسی میشود.
در شرایط خاصی، کشیدن گچ روی تختهسیاه بهجای خط پیوسته، دنبالهای منظم از نقاط جدا ایجاد میکند. پارامترهای فیزیکی حاکم بر این پدیده چسبندگی-لغزش بررسی میشود.
آونگ با میله استوانهای بالای یک کانال آب جاری قرار میگیرد. وقتی میله تا حدی غوطهور است، جریان میتواند آونگ را عمود بر راستای جریان به نوسان وادار کند.
منابع پیشنهادی
- 🔗 Vortex Dynamics — HyperPhysics (GSU)
- 🔗 Pendulum Dynamics — MIT OCW 8.01
- ▶ Pendulum Waves — Harvard Natural Sciences Demo
- 🔗 Fluid Vortex — PhET Simulation
- 📖 Williamson, C.H.K. & Govardhan, R. (2004). Vortex-induced vibrations. Annu. Rev. Fluid Mech. 36, 413–455.
- 📖 Sarpkaya, T. (2004). A critical review of the intrinsic nature of vortex-induced vibrations. J. Fluids Struct. 19(4), 389–447
- 📖 Blevins, R.D. Flow-Induced Vibration
- 📖 Sumer, B.M. & Fredsøe, J. Hydrodynamics Around Cylindrical Structures
- 📖 «Experiments on vortex-induced vibration of a vertical cylindrical structure: effect of low aspect ratio
- 📖 Large-amplitude flow-induced vibration of cylindrical pendulums» — J. Fluids Struct. (2018
- 📖 «A review on vortex-induced vibrations in confined flows» — Ocean Engineering (2023).
- 📖 Gonçalves, R.T. & Fujarra, A.L.C. (2014). Experimental study on VIV of floating circular cylinders with low aspect ratio. ASME OMAE.
- 📖 Facchinetti, de Langre & Biolley (2004). Coupled wake oscillator models for VIV
- 📖 «Piezoelectric energy extraction from a cylinder undergoing VIV using internal resonance»
سیال غیرنیوتونی رقیقشوندهباکشش (مانند سوسپانسیون آب و نشاسته ذرت) بهصورت عمودی ارتعاش مییابد. در شرایط معین، ساختارهایی شبیه کرم از سطح میرویند.
منابع پیشنهادی
- 🔗 Non-Newtonian Fluids — HyperPhysics (GSU)
- 🔗 Rheology — Wikipedia
- ▶ Walking on Oobleck (Non-Newtonian) — SmarterEveryDay
- 🔗 Viscosity & Flow — MIT OCW Fluid Mechanics
- 📖 Merkt, F.S., Deegan, R.D., Goldman, D.I., Rericha, E.C. & Swinney, H.L. (2004). Persistent holes in a fluid. Phys. Rev. Lett. 92, 184501.
- 📖 Deegan, R.D. (2010). Stress hysteresis as the cause of persistent holes in particulate suspensions. Phys. Rev. E 81, 036319.
- 📖 Peterson, J.D. ، A study of dense suspensions climbing against gravity
- 📖 Wyart, M. & Cates, M.E. (2014). Discontinuous shear thickening without inertia in dense non-Brownian suspensions. PRL 112, 098302.
- 📖 von Kann, S., Snoeijer, J.H. & van der Meer, D. (2014). Phase diagram of vertically vibrated dense suspensions. Phys. Fluids 26, 113302.
- 📖 Brown, E. & Jaeger, H.M., Shear thickening in concentrated suspensions: phenomenology, mechanisms, and relations to jamming. Rep. Prog. Phys. (2014).
- 📖 MDPI
افزودن نمک و الکل به یخ سرعت خنکسازی نوشیدنی را افزایش میدهد. تأثیر پارامترها بر کمینه دمای قابل دستیابی و بیشینه نرخ خنکشدن بررسی میشود.
آهنرباهای نئودیمیوم با جهتهای متناوب روی دیسک دوار نصب شدهاند؛ توپ فولادی روی صفحه نامغناطیسی بالا ممکن است در جهت دوران یا خلاف آن حرکت کند.
یک کتاب بهصورت افقی روی زمین قرار دارد و جلد نیمهباز آزادانه رها میشود. حرکت جلد کتاب در حین افتادن بررسی و تحلیل میشود.