La
Olimpiada Internacional de Física (IPhO) es una competencia mundial anual de Física para alumnos de secundaria con el objetivo de desarrollar habilidades, incentivar la pasión por la Física e impulsar el intercambio de experiencias entre los jóvenes. Este año, en su versión 43, se realizó en
Estonia del 15 al 24 de Julio, en donde participaron los equipos de 88 representantes del mundo (poco más de 300 jóvenes con promedio de edad de 17 años).
De acuerdo con el estatuto de la Olimpiada, cada equipo representante está formado por un máximo de cinco estudiantes y dos líderes. Los concursantes deberán ser estudiantes de escuelas secundarias generales o técnicas, egresados de su escuela en el año de la competición, siempre y cuando no han iniciado sus estudios universitarios.
Los estudiantes compiten en forma individual y deben someterse a intensivos exámenes teóricos y prácticos.
Las mejores universidades del mundo les ofrecen todo tipo de atractivos y facilidades para ser becados con tal de lograr tenerlos entre sus estudiantes. Esas universidades de prestigio mundial saben que esos muchachos ya son casos excepcionales.
A continuación, y como muestra del grado de dificultad de esta competencia, cuatro de los nueve problemas propuestos este año en la
Physics Cup – IPhO2012, que es una competencia no-presencial paralela a la IPhO 2012:
PROBLEMA 1
Un misil balístico es lanzado desde el polo norte, el objetivo está en la latitud φ. Bajo qué ángulo, respecto al horizonte, el misil debe ser lanzado con el fin de que la velocidad de lanzamiento del misil sea mínima? Despreciar todo tipo de rozamiento.
La respuesta del problema es:
PROBLEMA 4
Tres masas puntuales m, 2m y 3m, cada uno de los cuales está fijado a una varilla de masa despreciable; las tres varillas son de longitud L y están fijados uno a otro a través de un conector, que permite una rotación libre (sin fricción) de las varillas con respecto a la otra (de modo que los ángulos entre las varillas cambiará). Inicialmente, el ángulo entre las varillas es 120o y el sistema se encuentra en reposo; todas las barras y las masas puntuales permanecen en el mismo plano. El de mayor masa (3m) es golpeado por lo que obtiene instantáneamente una velocidad vo, perpendicular a la varilla a la que está fijada y coplanar a las otras varillas. Determinar las aceleraciones de las tres masas puntuales inmediatamente después de que la masa puntual 3m fue golpeada. Observación: no hay campo de gravedad, el sistema puede ser considerado que se encuentra sobre una superficie horizontal sin rozamiento.
La respuesta del problema es:
PROBLEMA 6
Hay una esfera de metalica sólida de radio R, que se corta en dos partes a lo largo de un plano de tal manera que la superficie exterior de la parte más pequeña de la esfera es πR2. La superficie de corte es recubierto con una capa aislante de espesor despreciable, y las dos partes se unen de modo que la forma original de la esfera es restaurada. Inicialmente, la esfera es eléctricamente neutra. Luego a la parte más pequeña de la esfera se le da una carga eléctrica positiva +Q; la parte mayor de la esfera permanece neutra. Hallar (a) la distribución de carga a lo largo de la esfera; (b) la fuerza de interacción electrostática entre las dos piezas de la esfera; (c) la energía electrostática de la esfera.
Las respuestas de las parte a) es:
y de las partes b) y c) son:
PROBLEMA 7
El cuadrilátero mostrado en la figura representa una imagen real de un cuadrado, creado por una lente delgada ideal. Tanto el cuadrilátero y el eje óptico principal de la lente se encuentran en el plano de la figura. Reconstruir la posición de la lente (es decir, la posición del centro y su orientación). Nota: Usted necesita copiar el cuadrilátero en una hoja de papel y encontrar allí la posición de la lente, por ejemplo, usnado construcciones geométricas.
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