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Nachstehend findest Du Beispielaufgaben zur 3. Runde des Auswahlverfahrens zur Internationalen PhysikOlympiade.

Aufgaben Übersicht 1. Runde 2. Runde 3. Runde 4. Runde

Beispielaufgaben zur 3. Runde

Statit (3. Runde 2007)

Eine vollständig reflektierende Kugel mit mittlerer Dichte 1000 kg m-3 wird durch den Einfluss der Gravitation und der Strahlung der Sonne an einem festen Punkt in unserem Sonnensystem gehalten.

Bei welchem im Vergleich zum Sonnenradius großen Abstand zur Sonne ist dies möglich? Wie groß ist jeweils der Radius r der Kugel?

Hinweise: Sonnenmasse mS = 2,0 1030 kg, Strahlungsleistung der Sonne PS = 3,8 1026 W

Kreisprozesse (3. Runde 1996)

Kreisprozesse

Kreisprozesse

Bei welchem der beiden Kreisprozesse ABCA und BDCB verrichtet das Gas mehr Arbeit?

Lösung als pdf-Datei (38 kB)

Raumschifftemperatur (3. Runde 1995)

Die Oberfläche eines Raumschiffs ist kugelförmig, schwarz und hat eine Temperatur von T0 = 500 K, die, bedingt durch die im Inneren arbeitenden Apparate, konstant bleibt.

Wie groß wäre die Temperatur dieser Oberfläche, wenn man das Raumschiff mit einer dünnen, kugelförmigen, schwarzen Außenhaut umgeben würde, deren Abstand von der Oberfläche des Raumschiffs klein ist im Vergleich zu dessen Radius?

Lösung als pdf-Datei (37 kB)

Sonnenalter (3. Runde 1982)

Auf die Erde fällt von der Sonne pro m2 und pro s eine Energie von 1400 J ein. Nehmen Sie an, dass die Energieproduktion der Sonne während ihres Bestehens konstant war und bei der Fusion von Wasserstoff zu Helium entsteht. Heute bestehen 5% der Sonnenmasse (Sonnenmasse mS = 2 1030 kg) aus Helium, während die Sonne bei ihrer Entstehung kein Helium enthielt.

Berechnen Sie das Alter der Sonne.

Hinweis: Sollten Ihnen irgendwelche weiteren Daten fehlen, so geben Sie sich selbst ggf. sinnvolle Werte vor. Es kommt bei dieser Aufgabe nur auf die richtige Größenordnung Ihres Ergebnisses an!
Bei der Fusion von 4 Protonen zu einem Heliumatom entsteht im Mittel eine Energie von 27 MeV (dieser Hinweis fehlt bei der ursprünglichen Aufgabe).

Lösung als pdf-Datei (43 kB)

Widerstand mit Mittelabgriff (3. Runde 1981)

Durch ein Gerät soll ein Strom der Stärke I = 1,1 A fließen. Dazu muss eine Spannung von U = 55 V anliegen. Als Spannungsquelle dient eine Steckdose mit U0 = 220 V. Die Gerätespannung soll mit einem Widerstand mit verstellbarem Mittelabgriff eingestellt werden, dessen Kenndaten 620 Ω und 350 W sind. Der Widerstandswert ist linear von der Stellung des Abgriffs abhängig.

Geben Sie eine Schaltung an, bei der der Widerstand nicht überlastet ist.

Lösung als pdf-Datei (50 kB)

letzte änderung:
02.10.17