41. Internationale Physikolympiade - Kroatien 2010

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Mittlerweile schon fast Tradition: der Hinweis auf den Beginn des neuen Auswahlverfahrens zur Internationalen Physikolympiade (IPhO). Gastgeber der 41. Olympiade wird Kroatien sein, der Austragungsort 2010 ist Zagreb.

Der erste Schritt in Richtung Mannschaft ist wie gehabt das selbstständige Lösen der Aufgaben der ersten Runde [pdf, 800 kB]. Weitere Informationen zum Wettbewerb und dem Auswahlverfahren findet man auf www.ipho.de, ebenso wie - soweit bekannt - die Abgabetermine für die einzelnen Bundesländern.

Bei Fragen zur IPhO kann man sich an seine/n Landesbeauftragte/n wenden. Auch soll hier im Forum der ein oder andere (ehemalige) Teilnehmer unterwegs sein. ;-)

Denen die noch teilnehmen dürfen: Mitmachen lohnt sich – auch wenn es vielleicht nicht zur Mannschaft reicht. Nur Mut (vor allem den jüngeren Teilnehmern, welche ja auch in der ersten Runden einen Bonus bekommen), viel Erfolg und vor allem viel Spaß. :)

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Ich finde bloß komisch, dass man für die erste Runde so viele Monate zum Bearbeiten der Aufgaben Zeit hat und für die zweite Runde nur einen Monat.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Ich denke mal in der ersten Runde geht es auch noch darum, möglichst viele interessierte Schüler/innen zu erreichen. Das ist gar nicht so einfach. Die Aufgaben selbst sind ja mehr als Einstieg zu betrachten, und brauchen eher nicht so viel Zeit wie man von Beginn an hat. Aber so haben eben vielleicht auch diejenigen noch Chancen, die erst etwas später davon erfahren.

In der zweiten Runde kennt man ja die Teilnehmer und kann ihnen relativ direkt die Aufgaben zukommen lassen. Neben dem spürbar höheren Niveau spielt dann aber definitiv auch die begrenzte Zeit eine große Rolle. Das ist als zusätzliche Schwierigkeit sicher auch nicht unbeabsichtigt.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Die Abgabefristen für die erste Runde müssten ja nun alle abgelaufen sein: wer hat denn alles etwas abgegeben? Was sagt bei euch das Bauchgefühl? Und wer hat vielleicht sogar schon eine Rückmeldung?

Zepto · Anmeldungsdatum: 03.10.2007 Beiträge: 323

Hallo
laut Dr. Petersens Newsletter sind ja nun ca. 305 Leute in der 2. Runde.
Ist auch irgendwer aus dem Forum hier weiter?
Ich kann euch nur sagen: Der Monat ist schneller rum, als man glaubt. Also lest euch die Aufgaben gleich mal durch, sodass sie euch immer durch den Kopf gehen (in Bus, Bahn, auf dem Klo, oder im Kunst-/Religionsunterricht Augenzwinkern

). Mitmachen lohnt sich!
Ach und wegen den aufgaben solltet ihr nicht geschockt sein. Die sind absichtlich viel schwerer, als die der 1. Runde. Am Ende sollen ja auch wirklich die besten 50 weiter und nicht knapp 100 Leute volle Punktzahl haben. Big Laugh

Ich habe gerade keinen im Kopf, der in runde 2 volle Punktzahl hatte... generell kann man sagen, dass 60-70% sehr wahrscheinlich genügen um weiterzukommen. Ich muss mal am Wochenende zu Hause nachgucken, was noch für Daten aus den letzen jahren da sind.
Ansonsten viel Spaß allen die weiter sind und an alle ausgeschiedenen: Macht nix! Dabei sein ist alles! smile

Gruß
Zepto

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Also, zur Zeit sind ja auf der Homepage der Internationalen Physikolympiade die Lösungen der ersten Runde zur Einsicht bereit stehend. Ich hab mir diese mal Schritt für Schritt durch den Kopf gehen lassen und muss sagen, dass ich doch so einige Lösungsansätze zu den Aufgaben gehabt hätte. Trotzdem waren meine Endergebnisse falsch.
Meiner Meinung nach, ist es wirklich hoch anzurechnen, wenn ein Schüler oder eine Schülerin diese Aufgaben lösen kann, obwohl sie noch nicht in der Oberstufe sind.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Ja, die Mehrheit derjenigen die sich für die zweite Runde qualifizieren kommt aus der Oberstufe. Aber es sind durchaus auch Teilnehmer der Unterstufe (und auch da nicht nur der 10. Klasse) vertreten.

Aber es ist natürlich trotzdem absolut kein Beinbruch, beim ersten Versuch noch nicht in die zweite Runde zu kommen. Manchmal liegen einem die Aufgaben nicht so, oder der Typ der Aufgaben ist noch ungewohnt. Doch wenn man sich zuvor bereits einmal daran oder an ähnlichen Aufgaben versucht hat, fällt es beim nächsten Mal sicherlich auch leichter. Prost

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

Hallo,

ist in diesem Forum eigentlich schon jemand in die 3. Runde gekommen? oder gar in die 4.? Nur so aus Neugier... Big Laugh

Liebe Grüße
hut

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Aus nostalgischer Sicht: Die Mathe-Olympiaden seit Anfang der 60er in Ostdeutschland waren wesentlich breiter angelegt. Im Prinzip wurden, wenn ich mich recht erinnere, in der Startphase alle Schüler angesprochen. Weiter oben dann spezielle Trainingslager...

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

also ich bin in der 2. runde und es könnte sein, dass ich auch in die 3. Runde komme, das hoffe ich zumindest^^

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Glückwunsch, ich habe leider vergessen, die Aufgaben rechtzeitig einzureichen. Naja, aber wäre wohl trotzdem nicht in die zweite gekommen, daich nach den Lösungen nach zu urteilen zu viele Fehler gehabt hätte.

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

Steel93, auch von mir Glückwunsch! Thumbs up!

Bist du noch in der 10.Klasse?

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

hey danke!
woher weißt du das?

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

93-wird wohl für 1993 stehen...und die meisten sind da noch in der 10. Lehrer

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

okay...daran habe ich nicht gedacht^^

und wenn man schon bei dem thema ist (abgabetermin war letzte woche):
bei einer aufgabe zur zweiten runde, also bei der experimentellen aufgabe, da sollte man die länge eines besenstiels mithilfe einer stoppuhr und ner feder und papier und stift bestimmen.
ich habe mir dabei auch überlegt, dass man den stiel auch einfach aus der senkrechten lage umkippen lassen kann. jetzt konnte ich dabei aber leider die theoretischen überlegungen nicht vollständig zu ende führen (weils zu schwer is). kann mir jemand da weiterhelfen? ich würde gerne wissen, wie man das löst, unzwar möglichst unkompliziert. also ich weiß wie man die beschleunigung und auch die geschwindigkeit in abhängigkeit vom winkel ausrechnet... aber ich komme nun mal nicht auf die zeit!

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

Das habe ich mir auch überlegt... Big Laugh

Da der Besen ja beschleunigt wird, wollte ich einfach die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnen und dadurch die durchschnittliche Kraft, die angreift, um wiederum das Drehmoment zu berechnen...(oder so ähnlich, alles ziemlich wirr grübelnd

)
Aaber am Ende hat sich die Länge (aus irgendeinem Grund) weggekürzt und da ich unter Zeitdruck stand, habe ich ein anderes Experiment durchgeführt...

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

cool hast du auch mitgemacht?
dann auch mal von mir herzlichen glückwunsch...
ich hab als versuche noch gekoppeltes pendel...konnte allerdings leider nicht experimentell machen, wegen ferien, und noch physikalisches pendel, und mein lehrer hat mir jetzt noch nachdem ich abgeschickt hatte, gesagt, dass ich auch einfach den stab senkrecht hätte hinstellen können, oben mit papier und stift markieren und dann beispielsweise den stift aus dieser höhe hätte fallen lassen können... hab wieder viel zu komplizeirt gedacht xD
am besten hat mir immer noch aufgabe 2 gefallen^^

naja, aber der eine versuch war echt richtig blöd... jetzt habe ich auch mal die lehrer gefragt, die haben das auch nicht gewusst, zumindest bis jetzt....und das schlimm is ja dabei auch noch, dass sich die winkelbeschleunigung ändert...also kann man nicht mal einfach mit durchschnittsgeschwindigkeit oder so rechnen...

in der wie vielten klasse bist du, hut?

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Schön dass sich doch einige diesjährige Teilnehmer gefunden haben. :)

Ja, auch hier im Forum gibt es Leute die an der IPhO teilgenommen haben, auch über die 2. Runde hinaus. War jemand von euch beim diesjährigen Vorbereitungsseminar?

Zum Problem des umfallenden Stabes: "möglichst unkompliziert" ist da leider nicht so einfach. - Steel93, du sagtest dass du die Beschleunigung und die Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Winkel bestimmen könntest. Wie sieht das denn bei dir aus? (Bist du schon einmal mit Differentialgleichungen in Kontakt gekommen?)

TheDudeAbides · Gast

Ich hab auch meine Lösungen zur zweiten Runde eingeschickt, bin mal gespannt smile

. Hat denn jemand in der letzten Aufgabe (Massenbestimmung mit Stoppuhr) was sinnvolles rausbekommen?

Beim umfallenden Stock hast du das Problem, dass der Stock bei Idealbedingungen theoretisch unendlich lange senkrecht stehen bleibt. In der Praxis steht er natürlich nicht unendlich lange, die Umfalldauer hängt dann jedoch von ganz anderen Faktoren als der Länge ab (Form des Stielendes etc).
Geht man davon aus, dass man den Stab aus z.B. 45° umfallen lässt, kommt man in Richtung reales Pendel, was zu beschreiben nicht ganz trivial ist. Ich habs versucht, bin aber dran gescheitert und hab dann ein andres Experiment genommen. Man muss aber auch dazusagen dass es bei uns kein Physik-LK gibt, vielleicht lernt man das da ja.

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

@Steel93: Ich bin auch in der 10. und übrigens auch 93 Big Laugh

.
Sag mal, hast du alle Aufgaben geschafft?
Den Versuch, den dein Lehrer vorgeschlagen hat, habe ich durchgeführt smile

Beim Vorbereitungsseminar war ich nicht, obwohl der Austragungsort eigentlich ziemlich günstig war...aber was soll's^^

Gruß
hut

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

@hut:
Cool, dass du auch in der 10. bist^^
Ja ich habe zu jeder Aufgabe etwas...aber naja bei der Dimensionierung und bei 4.2 bin ich mir unsicher...aber sonst eigentlich ja.
Wie heißt du in Wirklichkeit (falls wir uns dann mal in der 3. Runde treffen Augenzwinkern

)

@para:
Ja, ich bin schon in Kontakt mit Differentialgleichungen, aber auch mit Integralrechnung in Kontakt gekommen. Wieso?
Ich habe für die Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Winkel:

omega=3*(g/L)*(1-cos (theta))

wobei theta der Winkel zwischen der Vertikalen und der Richtung des momentanen Ortsvektors des Stabes ist. Diese Winkelgeschwindigkeit habe ich über eine Energiebetrachtung erhalten.
Dann für die Winkelbeschleunigung:

alpha=1,5*(g/L)*sin (theta)

Keine Ahnung was ich an dieser Stelle nun machen hätte sollen. Ich habe zwar etwas über Linearkombinationen gelesen, aber damit kenne ich mich nun wirklich nicht aus...

@TheDudeAbides:
Also bei 4.2 ist mir kein Versuch eingefallen, und dann hab ich halt versucht zu begründen, weshalb es nicht möglich ist ^^

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

Das mit der 3.Runde wird nichts Big Laugh

...ich habe nur 75% der Aufgaben geschafft, und dafür musste ich die ganze letzte Woche bis etwa 3 Uhr daran basteln (habe mir die Wochen davor zu viel Zeit gelassne). Oh, man, ich bereue es wirklich, diesen Mist auch noch abgeschickt zu haben, aber ich war ganz scharf auf die Musterlösungen Hammer

.

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

Schade...
welche Aufgaben hast du denn nicht?

TheDudeAbides · Gast

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

Wie meinst du das, dass man nur ein Pendel hat?

Also genauer gesagt ist es ein gekoppeltes Pendel mit gegenphasiger Auslenkung und theoretisch könnte man den Besenstiel in zwei gleich lange Teile zersägen, wobei man den Mittelpunkt ja durch den Schwerpunkt feststellen kann. Und wer sagt, dass man nicht zwei Besenstiele verwenden darf?

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hallo,

mir persönlich ist die Aufgabe 2 am schwersten gefallen, da ich die Beziehungen zwischen den Windungszahlen nicht herleiten konnte.

Schaut man sich dann einmal die Lösungen an, merkt man recht schnell, dass das garnicht so einfach ist.

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

Eigentlich geht es um die 2.Runde... Lehrer

Aber die Beziehung zwischen den Windungszahlen steht doch in jedem Physikbuch?
U1/U2=n1/n2
Damit habe ich zumindest gerechnet Big Laugh

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

@steel93: In deinem Ausdruck für die Winkelgeschwindigkeit fehlt zumindest noch eine Wurzel (sonst passt das mit den Einheiten nicht).
Was du mit deinen beiden Formeln nun hast sind ja nichts anderes als (nicht-lineare) Differentialgleichungen (1. bzw. 2. Ordnung). Deren Lösung gestaltet sich allerdings "nicht so einfach".
Da man nur an der Periodendauer und nicht am expliziten Weg-Zeit-Zusammenhang interessiert ist, kann man einen geeigneten Ansatz wählen, landet aber am Ende bei einem Integral das man nicht analytisch lösen kann (unvollständiges elliptisches Integral 1. Ordnung).
Aber die Werte sind tabelliert, bzw. lassen sich offenbar auch in eine Potenzreihe entwickeln. Die Lösung steht z.B. beim Wikipedia-Artikel zum Mathematischen Pendel.

Zum Thema "nicht alles geschafft": das ist vollkommen normal! Schaut euch im Archiv der IPhO-Meldungen mal die durchschnittlichen erreichten Punktzahlen der zweiten Runde in den vergangenen Jahre an. Das beruhigt (hoffentlich) schon etwas. ;)

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

Ja, da stimmt mit der Wurzel, und mir fällt gerade auf, dass ich das blöde Quadrat aud der linken Seite (also omega^2) vergessen habe Augenzwinkern

naja, aber diesen Versuch konnte ich sowieso nicht vollständig ausführen! Ich habe auch etwas über elliptische Integrale gelesen, doch leider weiß ich nicht, was das ist, und kenne mich demnach auch überhaupt darin aus!
Kann man es eigentlich auch noch auf eine andere Art machen? Ich habe irgendwo noch gesehen, dass es evtl auch mit einer Bewegungsgleichung geht, in der L(punkt), also die Ableitung des Drehimpulses eine Rolle spielt. Danach haben sie mit Linearkombinationen oder so weitergearbeitet.

@hut:
Schade!
Wie hast du Aufgabe 1.2 b) gelöst?

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

Die 1.2b) war meiner Meinung nach eine der einfachsten. Tanzen

Gelöst hab ich die durch die Formel für den schiefen Wurf, undzwar für 45°, da dann die größte Weite erreicht wird. [Hoffentlich ist das nicht auch noch falsch Big Laugh

]Und du?^^

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hallo,

mich würd mal interessieren, wie die Aufgabenstellungen für die 2 Runde sind?

Findet man diese auf der Homepage?

TheDudeAbides · Gast

hut · Anmeldungsdatum: 15.10.2009 Beiträge: 50

@planck1885: Die Aufgaben sind leider nicht im Internet zu finden. Ich würde sie dir ja gerne einscannen und schicken, aber mein Scanner (bzw. Drucker) spinnt immer rum und erfasst nur einen kleinen Teil vom Blatt... grübelnd

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Kannste nicht einfach die Aufgaben eintippen?

Wäre sehr nett, wenn de das machen könntest! Prost

Steel93 · Anmeldungsdatum: 30.03.2009 Beiträge: 166

@hut:

Deshalb soll man sich ja die Blätter davor auch möglichst kopieren! Ja, TheDudeAbides hat recht! Der Winkel ist kleiner und wird immer kleiner mit steigender Anfangshöhe, ich glaub es waren 36,5° oder so gewesen Augenzwinkern

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

@planck1885: Mit Ausnahme der 1. Runde werden die Aufgaben im Allgemeinen nicht öffentlich zur Verfügung gestellt. Die Gründe dafür sind denke ich nachvollziehbar. - Dass man sie sich mal anschauen möchte, um ein Gefühl dafür zu bekommen auch. Aber vielleicht ist es auch ein Anreiz für die (nächste) 1. Runde.
Einige Beispielaufgaben der 1. bis zur 4. Runde (mit Lösungen) gibt es aber auf der Seite der IPhO.

@steel93: Wie gesagt - dass man mit den elliptischen Integralen nichts anfangen kann würde ich an der Stelle für normal halten. In der Situation hätte ich mir dann wohl das Ergebnis für die Periodendauer gesucht und mit entsprechender Quellenangabe verwendet.
Welchen Vorteil bringen gegenphasig schwingende gekoppelte Pendel im Vergleich z.B. dazu dass mit einem Pendel zu machen, und die Feder z.B. an der Wand zu befestigen?

Zepto · Anmeldungsdatum: 03.10.2007 Beiträge: 323

klasse, dass hier so viele sind, die mitmachen. Thumbs up!

Ich hab jetzt zwar die Aufgaben nicht hier, aber mit Stift, Papier, Besenstiel und Stoppuhr (was für eine Feder sollte das denn sein?) würde ich folgendes machen:

Streifen papier abreißen und dessen Länge auspendeln (natürlich so, dass die luft möglichst wenig behindert, beschweren des endes mit stift und so weiter)....
dann die Länge des Besenstiels als ein Vielfaches der Länge des Papierstücks bestimmen. (Man kann den Streifen ja auch 1,2,3,4, ... mal knicken und hat dann zb. 0.5 , 0.25, ... papierlängen.
Sollte eigentlich gut funktionieren und ist von der mathematik nicht so anspruchsvoll. Big Laugh

Ansonsten als Tipp für die 3te Runde:
Alle aufgaben kurz durchlesen und dann die paar gut bearbeiten, die ihr am besten könnt. Nicht unbedingt zu allem eine angefangene Lösung abgeben. Die Zettel sind so gebaut, dass normalerweise niemand alles schafft.

Gruß
Zepto

TheDudeAbides · Gast

@Zepto:
Naja, die Methode "physikalisches Pendel" kann man sich ja viel einfacher machen, indem man einfach den Besenstiel als Pendel verwendet - da braucht man sich um Luftwiderstand keine großen Gedanken zu machen.

Die Herausforderung der Aufgabe war vielmehr, dass man drei unterschiedliche Methoden (und ich denke dass das bedeutet drei physikalische Modelle) für die Längenbestimmung finden muss. Ich mein Pendel und Erdbeschleunigung sind ja recht klar, aber ansonsten wirds schnell kompliziert. Ich hab als drittes dann die Zentrifugalkraft genommen und die über die Feder mit der Gewichtskraft verglichen, auch wenn der Versuch in der Praxis nur schwerlich durchführbar ist...

Achja, von der Feder ist nichts weiter bekannt, also keine Federkonstante oder so.