Problemi za 38. IYPT 2025 – Hrvatski turnir mladih fizičara

Objavio IOC 18. srpnja 2024.

pdf HRVpdf ENG

Izumite sami: papirnati bumerang
Izradi bumerang koji se sam vraća od lista papira pomoću presavijanja ili rezanja. Istraži kako kretanje ovisi o relevantnim parametrima.

Invent Yourself: Paper Boomerang
Make a returning boomerang from a sheet of paper by folding and/or cutting. Investigate how its motion depends on relevant parameters.

Zračni mišić
Stavite balon u cilindričnu mrežu (poput one koja se ponekad koristi kao omot za češnjak) i napušite ga. Mreža će se proširiti i skratiti. Istražite svojstva ovakvog “mišića”.
Air Muscle Place a balloon inside a cylindrical net (as is sometimes used to wrap garlic) and inflate it. The net will expand and shorten. Investigate the properties of such a “muscle”.

Lato-lato
*Naziv “lato lato” odnosi se na igračku koja se sastoji od dvije kuglice (tipično jednake mase i volumena) koje su povezane komadom užeta. Sredina užeta obično je pričvršćena za manji komadić plastike ili sličnog materijala. Ovaj komadić materijala koji služi za držanje i pokretanje igračke u tekstu problema se naziva “pivot”. Pričvrstite po jednu kuglicu na svaki kraj uzice i pričvrstite sredinu uzice za “pivot”. Kada pivot oscilira po vertikalnoj osi, kuglice se sudaraju i osciliraju, a amplituda oscilacije se s vremenom povećava. Istražite ovaj fenomen.

Lato lato
Attach a ball to each end of a string and connect the center of the string to a pivot. When the pivot oscillates along the vertical direction, the balls start to collide and oscillate with increasing amplitude. Investigate the phenomenon.

Magneti penjači
Pričvrstite štap sastavljen od cilindričnih neodimijskih magneta horizontalno na vertikalno postavljen feromagnetni štap. Ograničite kretanje magneta tako da se mogu pomicati samo vertikalno. Kad se feromagnetni štap zavrti oko svoje osi simetrije, magnetni štap se počne penjati prema gore. Objasnite ovaj fenomen i istražite kako brzina uspinjanja ovisi o relevantnim parametrima.

Climbing Magnets
Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.

“Slinky” koji pleše
*Slinky je engleski naziv za igračku koja je opruga načinjena od plastike ili metala, često obojena u žarke boje. Zakrenite “slinky” nekoliko puta, no osigurajte da je dno učvršćeno. Nakon što otpustite gornji kraj, “slinky” će “zaplesati” – fenomen sličan valovima može se primijetiti promatrate li ga s bočne strane. Objasnite ovaj fenomen i istražite parametre koji utječu na ovo gibanje.

Dancing Slinky
Twist a slinky several times and keep its bottom fixed. After releasing the top, the slinky starts to “dance” – wave-like phenomenon can be observed from the side-view. Explain the phenomenon and investigate the parameters affecting the slinky’s motion.

Kapajuća slavina
Slavina koja kapa razvija zanimljive uzorke kapanja gdje vrijeme između dvije kapi ovisi o protoku vode. Istražite ovaj fenomen i proučite kako ovisi o relevantnim parametrima.

Dripping Faucet
A leaky faucet develops interesting dripping patterns, where the time between drops depends on the water flowrate. Investigate this phenomenon and study how it depends on relevant parameters.

Top od ravnala
Dva ravnala se rukom čvrsto prime jedno uz drugo. Okrugli “projektil” (npr. kuglica ili čep boce) se stavi između njih, blizu jednog kraja dvaju ravnala. Kad se dodatna sila primijeni na površinu ravnala, projektil je izbačen velikom brzinom. Istražite ovaj efekt i parametre koji utječu na brzinu projektila.

Ruler Cannon
Two rulers are tightly held against each other. A round projectile (e.g. a plastic bottle cap or a ball) is inserted between them close to one of their ends. When extra force is exerted on the surface of the rulers, the projectile is ejected at a high speed. Investigate this effect and the parameters that affect ejection speed.

Levitirajući fluid
Kad spremnik djelomično ispunjen tekućinom vertikalno oscilira i na dno spremnika se “injektira” zrak, fluid može “levitirati”. Istražite ovaj fenomen.

Levitating Fluid
When a container partially filled with liquid is oscillated vertically and air is injected at the bottom of the container, the fluid can “levitate”. Investigate the phenomenon.

Magnetski upravljači
Pričvrstite jedan ili dva magneta na bazu (koja je načinjena od nemagnetnog i ne-vodljivog materijala) tako da privlače magnet koji visi s uzice. Proučite kako gibanje magneta koji nije pričvršćen ovisi o relevantnim parametrima.
Magnetic Assist Attach one or two magnets to a non-magnetic and nonconductive base such that they attract a magnet suspended from a string. Investigate how the motion of the moving magnet depends on relevant parameters.

Konvekcija Rayleigh–Bénard
Ako jednoliko i nježno zagrijavajte dno spremnika koji sadrži suspenziju praha u ulju (npr. tinjac u prahu i silikonsko ulje), to može rezultirati pojavom struktura koje nalikuju stanicama. Objasnije i istražite ovaj fenomen.
Rayleigh–Bénard convection Uniformly and gently heat the bottom of a container containing a suspension of powder in oil (e.g. mica powder in silicon oil), cell-like structures may form. Explain and investigate this phenomenon.

Histereza opruga
Povežite dvije identične linearne opruge simetrično za uteg tako da tvore oblik slova “V” i primijenite promjenjivu silu na uteg. Kada sila varira kroz vrijeme, kretanje utega ovisi o povijesti promjena primijenjene sile pod određenim uvjetima. Istražite ovaj fenomen.

Spring Hysteresis
Connect two identical linear springs symmetrically to a mass in a “V” shape, and apply an adjustable force to the mass. When this force is varied, the resulting motion of the mass depends on the history of changes in the applied force under certain conditions. Investigate this phenomenon.

Zvukom protiv vatre
Maleni plamen moguće je ugasiti zvukom. Istražite parametre plamena i svojstva zvuka koji određuju hoće li plamen biti ugašen.

Sound Versus Fire
A small flame can be put out by sound. Investigate the parameters of the flame and characteristics of the sound that determine whether the flame will be extinguished.

Akcelerator špageta
Kada se komadić špageta stavi u savijenu cijev, mali komadići špageta mogli bi izletjeti kroz drugi kraj cijevi s iznenađujuće velikom brzinom. Istražite ovaj fenomen.

Spaghetti Accelerator
When a piece of spaghetti is pushed into a bent tube, small debris of spaghetti may be ejected from the other end of the tube at a surprisingly high speed. Investigate this phenomenon.

Raketa od boce za vodu
Upuhujte zrak u plastičnu bocu za vodu koja je djelomično ispunjena vodom. Pod određenim uvjetima, boca će biti lansirana i odletjeti u zrak. Istražite kako akceleracija koju boca ima tijekom lansiranja ovisi o relevantnim parametrima.

Water Bottle Rocket
Pump air into a plastic water bottle partially filled with water. Under certain conditions, the bottle is launched and flies into the air. Investigate how the acceleration during lift-off depends on relevant parameters.

Zdjela koja zavija
Kad udarite stranu metalne zdjele koja sadrži nešto vode, možete čuti karakterističan zvuk. Zvuk se mijenja kad se voda u zdjeli kreće. Objasnite i istražite ovaj fenomen.

Wailing Bowl
When you strike the side of a metal bowl containing some water, you can hear a characteristic sound. The sound changes when the water in the bowl is moving. Explain and investigate the phenomenon.

Wirtzova pumpa
Wirtzova pumpa je šuplja spirala koja se montira vertikalno u odnosu na površinu vode. Postavlja se tako da jedan kraj bude umočen u vodu jednom prilikom svake revolucije, dok je drugi kraj (u središtu spirale) pričvršćen za vertikalnu cijev. Kad se spirala rotira, može se koristiti kako bi se voda kroz vertikalnu cijev podigla na veliku visinu. Objasnite ovaj fenomen i istražite kako relevantni parametri utječu na visinu do koje je moguće podići vodu.

Wirtz Pump
A Wirtz Pump is a hollow spiral, mounted vertically. It is arranged such that one end dips below water once per revolution, while the other end (at the center of the spiral) is connected to a vertical tube. When rotated, it can be used to pump water to a great height. Explain this phenomenon and investigate how relevant parameters affect the pumping height.

Kvantni otisak prsta
Laserom osvijetlite organski polimer (npr. stiropor). Reflektirana svjetlost može imati veću ili manju valnu duljinu od upadne svjetlosti. Objasnite ovaj fenomen i odredite što se može zaključiti o molekularnoj strukturi materijala na temelju promjene u valnoj duljini.

Quantum Fingerprint
Shine laser light onto an organic polymer (eg. styrofoam). The scattered light may have a higher or lower wavelength than the incident light. Explain the phenomenon and determine what can be concluded about the molecular structure of the material from the wavelength shift.