Tạp chí vật lý và tuổi trẻ số 251 tháng 7 năm 2024

Tạp chí vật lý và tuổi trẻ số 251 tháng 7 năm 2024

HỘI VẬT LỲ VIỆT NAM NĂM THỨ 22

Thu ky toa soan : `“ TÌM HIỂU SÂU THÊM VẬT LÝ SƠ CẤP Hộ

Ề ANU NGUYEN ANH DUONG * MOT BAI TOAN OLYMPIC HAY VE PHAN UNG

NHIỆT HẠCH CÓ ĐIỀU KHIỂN

Nguyén Anh Duong

Tưởng Duy Hải

Nguyễn Chí Phú

Nguyễn Xuân Quang

Pham Van Thiéu

GIẢI ĐỀ KỲ TRƯỚC -

*TRUNG HỌC CƠ SỞ,TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Trần Kỳ Vĩ

TRỊ SỰ & PHÁT HÀNH THỰC HÀNH VẬT LÝ 2-z ae Tr29 Phạm Lan Hương

Địa chi liên lạc và đặt mua báo

TOA SOAN VAT LY & TUOI TRE

P 701, tang 7, toa nha A22,

Vién Han Lam KH&CN Viét Nam,

18 - Hoàng Quốc Việt,

Q Câu Giấy, Hà Nội

Email tòa soạn: toasoan.v|tt@gmail.com

Email gửi bài giải mục Đề ra kỳ này:

ĐT: 0369 784 434, 0912 988 186 Bac Au- Baltic (NBPhO) 2024

* Bạn có thể dat mua báo ở Bưu điện

GIÁ : 25.000VNĐ

Giấy phép sản xuất số: 244/GP-BTTTT, ngày 9.2.2012 của Bộ Thông Tin Truyền Thông

In tại nhà in Khoa học và Công nghệ, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

In xong nộp lưu chiểu tháng 7 năm 2024

* THIẾT KẾ MÔ PHỎNG VỀ MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

EEE —

re

THÁU KÍNH

Bề mặt của một vật tự phát sáng hoặc được chiều

sáng từ bên ngoài hoạt động như thê nó bao gom

một số lượng rất lớn các nguôn điỀm bức xạ Mỗi

sóng này phát ra sóng hình cầu; các tia phát ra

tỏa tròn theo hướng của dòng năng lượng Trong

trường hợp này, các tia phan ky khỏi một nguồn

điểm nhất định S, trong khi nếu sóng câu co lại

đến một điểm thì các tia tắt nhiên sẽ hội tụ Nói

chung, người ta chỉ xử lý một phân nhỏ của mặt

sóng Một điểm mà từ đó một phần của sóng cầu

phân kỳ hoặc một điểm mà đoạn sóng hội tụ về

phía đó, được gọi là tiêu điểm của chùm tia

Hình 1 mô tả một nguồn điểm trong vùng lân cận

của một số bề mặt phản xạ và khúc xạ đại diện

cho một hệ quang học Nói chung, trong vô số tia

phát ra từ điểm S, chỉ có một tỉa đi qua một diém

tùy ý trong không gian Mặc dù vậy, có thể sắp

xếp để vô số tia đi tới một điềm nhát định P, như

trong Hình 1.a Nếu đối với một nón tia tới từ S

đó có một nón tỉa tương ứng đi qua P thì hệ được

gọi là hệ tương điểm đói với hai điểm này Năng

lượng trong hình nón (ngoài một số tôn thất vô

là một hình ảnh hoàn hảo nữa Nói hơi khác một

chút, khi bạn có the theo dõi một số tia từ S đến P,

nghĩa là khi mot lượng năng lượng bức xạ đáng

kế truyền trực tiếp từ S đến P, thì năng lượng tới

P tương ứng với ảnh của P

Theo Nguyên tắc thuận nghịch thì một nguồn

điêm được đặt tại P sẽ được tạo ảnh tốt như nhau

tai S, và do đó cả hai được gọi là điêm liên hợp

Trong một hệ thông quang học lý tưởng, mọi

điểm của vùng ba chiều sẽ được chụp ảnh hoàn

hảo (hoặc rõ nét) ở một vùng khác, vùng trước là

số 25] tháng 7 - 2024

không gian vật thẻ, vùng sau là không gian ảnh Thông thường nhát, chức năng của thiết bị quang học là thu thập và định hình lại một phần mặt sóng tới, thường với mục đích cuối cùng là tạo

thành ảnh của một vật thể Lưu ý rắng von có của các hệ thông khả thi là hạn chế là không thê thu

thập tắt cả ánh sáng phát ra; một hệ thông thường,

ra đời Theo thuật ngữ chung nhất, thâu kính là

một thiết bị khúc xạ (tức là sự gián đoạn trong môi trường phô biến) giúp tái câu hình sự phân

bố năng lượng truyền đi Điều đó đúng cho dù chúng ta đang xử lý tỉa cực tím, sóng ánh sáng, hồng ngoại, sóng vi ba, song vô tuyên hay thậm chí là sóng âm thanh

Cấu hình của thấu kính được xác định bằng việc

định hình lại mặt sóng mà nó được thiết kế để thực hiện Các nguồn điểm có tính chất cơ bản

nên người ta thường mong muôn chuyền đổi các

sóng cầu phân kỳ thành một chùm sóng phẳng

Đèn pin, máy chiếu và đèn pha đều làm như vậy

đê giữ cho chùm tia không bị lan rộng và suy

yếu khi nó tiền triền Ngược lại, thường, cần phải

thu thập các tia song song tới và tập hợp chúng lại với nhau tại một điểm, từ đó tập trung năng lượng, như được thực hiện với kính cháy hoặc

thâu kính viên vọng Hơn nữa, vì ánh sáng phản

chiêu từ khuôn mặt của ai đó tán xạ từ hàng tỷ

nguồn điểm, nên một thấu kính làm cho mỗi

bước sóng phân kỳ hội tụ có thẻ tạo thành ảnh

của khuôn mặt đó (Hình I.b)

(a)

VẬT LÝ & TUỔI TR

Bài 9 Tam giác ($ đó)

i Se

Ba qua cầu sắt nhỏ giống hệt nhau ban đầu được

xếp thành hình tam giác đều, được nối với nhau

bằng những sợi dây không co giãn, không khối

lượng Khi được ném lên không trung, hệ gặp

các điều kiện sau: (a) ban đầu tât cả các sợi dây

đều bị căng, (b) tất cả các quả bóng đều có vận

tốc khác nhau; (c) mọi vận tốc bị giới hạn trong

mặt phẳng của tam giác khi hệ rơi tự do trong

trường hấp dân của Trái đất Tại một thời điểm

nhất định / = 0, hai sợi day bị đứt, khiến hai quả

bóng dính chặt vào nhau trong khi quả bóng thứ

ba tách ra khỏi phần còn lại của hệ thống Sơ đồ

kèm theo mô tả vị trí của cả ba quả bóng và sợi

dây còn lại trong mặt phẳng sắp xép ban dau của

chúng tại một thời điêm / = 7 sau đó khi tắt cả

các quả bóng vẫn tiếp tục rơi tự do Đề trả lời các

câu hỏi dưới đây, bạn có thê lấy số đo từ hình vẽ

Ù (4 điểm) Sợi dây còn lại quay bao nhiêu độ

trong khoảng thời gian từ r = 0 đến r = 7?

ii) (1 điểm) Chiều quay theo chiều kim đồng hồ

hay ngược chiều kim đồng hồ?

Bài 10 Vật lý trong bếp (/2 điểm)

Dụng cụ: túi giấy nâu phủ lá nhôm*; một miếng

bọt biển có mặt xanh mài mòn (để loại bỏ lớp sơn

từ bề mặt nhôm của túi giấy nâu phủ nhôm đẻ

đạt được tiếp xúc điện tốt), hai tắm giấy nhôm*,

hai tờ mút đệm*, một miếng gỗ ép hình vuông

phủ bìa, một tắm bọc nhựa nhà bếp*, bút đánh

dầu không phai, kéo, micromet, thước kẻ, đồng

hô vạn năng có kẹp cá sâu Bạn có thể yêu cầu

thay thế nêu các mục được đánh dầu sao bị hỏng

Điện trở suất của nhôm /2 = 27.10 `2-m hằng số

điện môi của chân không «, = 8,854.10"? Fm”,

i) (6 điểm) Tìm độ dày lớp nhôm phủ của túi

aw bš> ta sáng song SOng với trục

Chiêu một chùm tia sang som s tụ

chính tới một thấu kính hội tự (cách đơn giản nhất là dùng thấu kính này đề hứng chùm sáng

song song từ Mặt Trời) Dùng một man E de himg chim tia 16, ta duge mot ae sane hién trén

man E Di chuyên màn £ cho tới khi vệt sáng này

nhỏ và sáng nhát Vị trí điểm sáng này được gọi

là tiêu điểm ảnh chính #”, thường gọi tắt là tiêu

Làm lại thí nghiệm trên với một thâu kính phân

kì, ta không thê hứng được một điểm sáng trên

màn E, nhưng nều nhìn vào thâu kính như ở Hình

5.b, ta thay một điềm sáng ở vị trí F' Ƒ" cũng

được gọi là tiêu điệm ảnh

4) Thí nghiệm xác định vị trí tiêu b) Quan sát tiêu điểm ảnh của

điểm ảnh của thấu kính hội tụ thấu kính phân kì

Với thấu kính phân kì, tiêu điểm ảnh F” nằm ở

phía tia tới

b) Tiêu điềm vật chính

Thí nghiệm:

Đặt một nguồn sáng điểm trên trục chính của

một thâu kính hội tụ và hứng chùm sáng ló trên

một màn ảnh Z Di chuyên nguồn sáng điểm này

dọc theo trục chính cho tới khi ta thây vệt sang tròn trên màn # có đường kính bằng đường kính

khâu độ của thâu kính Khi đó chùm sáng ló là

chùm song song (ta có thể kiểm tra lại điều này bằng cách di chuyên màn ra xa hay lại gần thấu

kính, ta sẽ thấy kích thước của vệt sáng trên màn

E không đôi)

$6 251 thang 7 - 2024

quán tính, cho tới khi áp suất cực lớn bên trong

làm cho chuyển động dừng lại Vì vậy, thê tích

cuỗi cùng tương ứng cũng nhỏ hơn thể tích ban

đầu rất nhiều, điều này có thê suy ra từ quy luật

(đoạn nhiệt) J« p`” -

Vậy công của ngoại lực bằng:

W=p,AV = Pa Công này biến thành ndi nang W =c, Nk,T,,

ở đây e, xả, là nhiệt dung đẳng tích tính trên

| hat va X là tổng số hạt Vì khí trở nên ion hóa

hoàn toàn, nên mỗi một phân tử DT sẽ tách ra

Để tìm r,, ching ta két hop phuong trinh doan

nhiệt với phương trình khí lý tưởng, ta có

iv) Trước hết có thể nói rằng toàn bộ công suất

của chùm laser dùng để tăng động năng của dòng

khói lượng bóc hơi đi ra ngoài

Gọi giá trị tuyệt đối của tốc độ biến thiên của

khói lượng vỏ ngoài là AM, bảng cách xét một

khoảng thời gian nhỏ A/ thì định luật bảo toàn

năng lượng cho:

2 2

PAI=AM.—= MAI— 2 2

số 261 thóng 7 - 2024

THIET KE MO PHONG VE MACH

DIEN — DIEN TU

Để đáp ứng yêu cầu về thiết kế phương án, lựa

chọn phương án và thực hiện phương án trong, xây dựng các sản phẩm STEM liên quan đến các

mạch điện - điện tử điều khiển cần có công cụ thiết kế mô phỏng trước khi chuẩn bị vật liệu, lính kiện điện tử để thiết kế thực Hiện nay có nhiều phần mềm hỗ trợ việc thiết kế mô phỏng, thử nghiệm mô phỏng, điều chỉnh mô phỏng theo yêu cầu thực tiễn trước khí lắp ráp mạch

Ưu điểm của những công cụ này là:

Hỗ trợ vẽ sơ đồ mạch điện: lựa chọn dụng cụ phù

hợp, đưa ra được phương án bố trí, có khả năng

chuyên hình vẽ thiết bị thật thành kí hiệu trên sơ

đồ mạch điện;

Có thể chạy mô phỏng để kiểm tra được tính khả

thi của phương án;

Hỗ trợ quá trình trình bày ý tưởng và chỉnh sửa

phương án thiết kế

Bài viết trình các chức năng mô phỏng mạch

điện trên website Tinkercad.com là một trong

————

fe

Do dé: A= a (*)

Theo định lý biến thiên động lượng (xung lượng

của lực trong thời gian A đúng băng độ biên thiên động lượng trong thời gian đó):

F.At=Aphay F = on

dt

Ở đây F=4zr?p, ,cdn p= Mu va Pi,

vậy 4zr”p, = Mu Thay (*) ta được: 4Zr”p, Ta `

+ u

Cuối cùng, ta có: p, so

Art

Lượng Tủ

VẬT LÝ & TUỔI TRÉ _ KG —_==

số những công cụ được sử dụng phô biên hiện

nay Tinkercad.com là một website mô phỏng 3

với nhiều chức năng như: vẽ và tạo mầu 3D, mô

phỏng mạch điện tử và lập trình vi điều khién,

lap trinh kéo tha, Website nay hoan toan miền

phí và được sử dụng vào mục đích giáo dục nên

giao điện được thiết kế phù hợp với nhu cầu giáo

duc STEM

Đề sử dụng các tính năng trên website, chúng ta

cần tạo tài khoản Autodesk Sau khi tạo tài khoản

và đăng nhập, tại giao diện chính của website

(Hình 1, xem bìa 4), nhâp chọn vào nút Create

— Circuits dé bat dau su dung tinh nang m6

phỏng mạch điện, điện tử

Giao diện chính của trang web (Hình 2, xem bìa

4) gôm có:

(1) Đanh mục dụng cụ: cho phép chọn các nhóm

dụng cụ được chia theo tiêu chí có sẵn Thông

thường, ta sẽ chọn “All” để có thể xem được tat

cả các dụng cụ có trên trang web

(2) Danh sách các dụng cụ: gồm hình vẽ và tên

của các dụng cụ có trong danh mục Nêu chúng

ta bám vào biểu tượng # ở góc trên bên phải

của vùng này, ta có thê xem được một đoạn mô

tả ngắn về chức năng của những dụng cụ này Đề

lựa chọn dụng cụ, ta nhấn giữ và kéo hình ảnh

của linh kiện đó vào vùng thao tác

(3) Vùng thao tac: là vùng đề ghép nói các dụng

cụ, linh kiện điện được chọn với nhau

(4) Thanh công cụ phía trên: là vùng đê thực

hiện các thao tác tuỳ chỉnh với dụng cụ được

chọn

(S) Nút bắt đâu: khi ân nút, toàn bộ các linh kiện

trong vung thao tac sé bat đâu hoạt động ở chê

độ mô phỏng (hoạt động theo chức năng đã được

mô tả)

Các thao tác trên trang web sẽ tương ứng với các

thao tác sau khi làm thí nghiệm: lựa chọn dụng

cụ, bó trí thí nghiệm, tiền hành thí nghiệm

kiện (Hình 3, xem bìa 4)

Để chọn một dụng cụ, ta ấn giữ vào hình vẽ của dụng cụ đó và kéo vao Vang thao tác

Đề thực hiện một số tuỳ chỉnh trên dụng cụ được

chọn, ta án vào hình ảnh của dụng cụ trong vùng

thao tác Lúc này xuất hiện cửa số nhỏ đề ta có thể thay đổi thông só của dụng cụ được chọn

(Hình 4, xem bìa 4)

Ta có thể sử dụng con lăn chuột đê phóng to, thu nhỏ vùng thao tác với các dụng cụ

Bồ trí thí nghiệm

Sau khi chọn được các dụng cụ cần sử dụng

trong thí nghiệm, ta cần kết nôi các dụng cụ này với nhau (sử dụng dây nói để kết nỗi các dụng

cụ này)

Trên mỗi dụng cụ sẽ có chân kết nối Ta đưa

chuột vào hình ảnh của dụng cụ đó thì có thể nhìn được vị trí các chân kết nói này (Hình 5, xem bìa 4)

Đề dùng dây dẫn kết nói chân của hai linh kiện,

ta nhấp chọn lần 1 vào chân linh kiện thứ nhất rồi nhập chọn lần 2 vào chân linh kiện thứ 2 (Hình 6.a, xem bia 4) Nếu muốn dây dẫn nhìn vuông

vức hơn, ta có thê nhấp chọn như Hình 6.b và

Hình 6.c

Ta có thể đổi màu của dây dẫn bằng cách nhấp vào dây dẫn đó và chọn màu ở thanh công cụ phía trên (Hình 7, xem bìa 4)

Dé xem được sơ đồ mạch điện ứng với mạch điện

vừa kết nói, ta nhấn chon vao nut “Schematic

View” ở góc trên bên phải màn hình (Hình 8, xem bia 4)

Bae khi ket noi xong các dụng cu, ta bam vao nut

D Start Simulation | pc trén bén phải để các dụng

cụ đấy hoạt động và thực hiện các thao tác như

đóng mở công tắc, điều chỉnh biến trở, đọc số đo von ké va ampe ké,

$6 251 thang 7 - 2024