Logo
Logo

Эффект Домино

A1  0.70 Измерьте последовательность $t_n$ для $n\in\{1,3,5,7,9,11\}$ при $s=2~см$. Постройте график зависимости $t_n(n)$.

1 Измерения $t_n(n)$
6 × 0.05
2 В зависимости $t_n(n)$ есть участок установления при малых $n$, который проявляется наличием нелинейности 0.10
3 Построен график зависимости $t_n(n)$ 0.30
4 Не подписаны оси (если присутствует график) -0.05
5 Оси не пронумерованы или пронумерованы некорректно (если присутствует график) -0.05
6 Неправильный масштаб графика (если присутствует график) -0.05
A2  0.10 Выразите углы $\beta$ и $\varphi$ через геометрические параметры $s$, $h$, $\alpha$.

1 \[\beta = \operatorname{arctg}\left(\alpha\right)\] 0.05
2 \[\varphi = \arcsin\left(\dfrac{s}{h}-\alpha\right) - \operatorname{arctg}\left(\alpha\right)\] 0.05
A3  2.50 Выразите $\Omega_0$ через $g,h,k, \alpha, s$ в установившейся волне падающих домино. Учтите, что в момент удара мгновенные силы реакции возникают во всех точках контакта костяшек друг с другом и с поверхностью.

1 Получена кинематическая связь $\Omega_0 = \Omega_a$
0.30
2 С учетом потерь $Q$ записан закон сохранения энергии в ходе удара:
\[\dfrac{I\Omega_b^2}{2} = \dfrac{I\Omega_0^2}{2}+ \dfrac{I\Omega_a^2}{2}+Q\]
0.10
3 В установившемся режиме теряющаяся энергия $Q$ равна изменению потенциальной энергии всей системы $\Delta \Pi$ 0.60
4 Идея расчета $\Delta \Pi$: перенос вертикально стоящей доминошки в самый левый конец 0.70
5 Правильно учтена потенциальная энергия
\[\Delta \Pi = \dfrac{mgh}{2}\left(1 - \sqrt{1+\alpha^2}\sin\left(\operatorname{arctg}\alpha+\arcsin \dfrac{\alpha h}{s}\right)\right)\]
0.40
6 Верная идея расчета $\Delta \Pi$, но допущена ошибка в положении центра масс крайней левой доминошки 0.20
7 Получен ответ:
\[\Omega_0=\sqrt{\dfrac{3g\left(1 - \sqrt{1+\alpha^2}\sin\left(\operatorname{arctg}\alpha+\arcsin \dfrac{\alpha h}{s}\right)\right)}{h(1+\alpha^2)(k^2-2)}}\]
0.40
B1  4.30 Проведите необходимые измерения и получите значения $c$ для не менее чем 10 разных $s/h$.

Укажите погрешность найденных $c$.

1 Записано выражение для скорости распространения волны $c$:
\[c=\dfrac{s}{\mathrm{d}t_n/\mathrm{d}n}\]
0.10
2
Проведены измерения. Точки не оцениваются при отличии от авторских более, чем на $30\%$.
54 × 0.05
3 Рассчитаны $\mathrm{d}t_n/\mathrm{d}n$ для разных $s$ 10 × 0.05
4 Для расчета $\mathrm{d}t_n/\mathrm{d}n$ используется МНК или график 0.10
5 Для МНК выбирается $n$ больше некоторого значения (больше чем $3$) либо на графике проводится прямая не по первым точкам 0.20
6 Для некоторого $s$ проведены два повторных измерения для изучения независимости $c$ от запуска 0.20
7 Отличие в $c$ от запуска к запуска составляет $\approx 5\%$ 0.20
8
Указана погрешность определения $\mathrm{d} t_n / \mathrm{d}n$ связанная с шириной перехода между ступеньками.
0.20
9 Ширина переходов порядка $4~мс$, то есть $\varepsilon_c\approx 5\%$ 0.10
B2  2.40 Постройте график зависимости $k$ от $s/h$.

1 Получена формула вида 

\[u(s/h) \cdot \dfrac{1+\dfrac{1}{k}}{\sqrt{k^2-2}}=1\]

Примечание. propogation error из пункта A3

0.20
2 Предложен алгоритм численного решения уравнения относительно $k$ (например, метод итераций) 0.70
3 Пересчет из $u$ в $k$. Пересчет оценивается только, если сделан для численного решения уравнения. 10 × 0.12
4 График зависимости $k$ от $s/h$ 0.30
5 Не подписаны оси (если присутствует график) -0.05
6 Оси не пронумерованы или пронумерованы некорректно (если присутствует график). -0.05
7 Неправильный масштаб графика (если присутствует график) -0.05