Fysiikan laitos

Valmennusmateriaalia

Materiaalia

Tältä sivulta löytyy viime vuosina olympiavalmennuksessa käytettyä materiaalia, kuten valmennuskirjeitä ja luentomuistiinpanoja. Materiaali on tarkoitettu ensisijaisesti opiskelijoille fysiikkakilpailuihin valmistautumiseen, mutta myös opettajat voivat käyttää niitä vapaasti soveltuvin osin lukio-opetuksessa.

Oppimateriaalia

  • Fysiikan matemaattisia menetelmiä IPhO-kilpailijalle: differentiaali- ja integraalilaskentaa, differentiaaliyhtälöitä ja lineaarialgebraa fyysikon näkökulmasta. Fysiikkakilpailuihin valmistautumisen lisäksi sopii erityisen hyvin myös lukion lisälukemistoksi.
  • Klassista mekaniikkaa: johdatus klassisen mekaniikan perusteisiin ja matemaattisen koneiston käyttöön fysiikassa. Tämä keskeneräinen versio sisältää lähinnä kinematiikan ja mekaniikan perusteet hiukkasille ja hiukkasjoukoille sekä Galilei-muunnoksen. Fysiikkakilpailuihin valmistautumisen lisäksi sopii erityisen hyvin myös lukion lisälukemistoksi.
  • Error analysis for IPhO constestants: kaikki, mitä IPhO-kilpailijan täytyy tietää virheanalyysistä. Luentomoniste vuoden 2012 kokeelliselta valmennusleiriltä (englanniksi).

Valmennuskirjeet

Tämän vuoden valmennukseen liittyvät valmennuskirjeet löytyvät sivulta Valmennuskirjeet.

Esimerkkejä kirjevalmennustehtävistä:
Joitain esimerkkitehtäviä vanhoista kirjevalmennustehtävistä julkaistaan ratkaisuineen. Tehtäviä voi käyttää fysiikkakilpailuihin valmistautumiseen. Lisäksi toivomme, että esimerkiksi opettajat voivat hyödyntää niitä lukio-opetuksessa.

  • Raketti: tehtävässä tarkastellaan avaruusraketin liikkumista. Koska raketin massasta huomattava osa on polttoainetta josta suurin osa kuluu kiihdytyksessä, ei Newtonin toista lakia F=ma voi suoraan käyttää, vaan on otettava huomioon myös raketin massan muuttuminen. Tehtävässä johdetaan ns. rakettiyhtälö ja sitä käyttäen lasketaan tarvittava polttoainemäärä luotaimen ampumiseksi pois maan vetovoimakentästä. Avoimen sarjan valmennustehtävä vuodelta 2012-2013.
  • Jouset: monesti fysikaalisissa malleissa on mahdollista korvata hankala järjestelmä yksinkertaisemmalla ilman, että järjestelmän käytös muuttuu. Tutkitaan tätä ideaalisten jousien tapauksessa. Perussarjan valmennustehtävä vuodelta 2012-2013.
  • Sateenkaari: tehtävässä tarkastellaan sateenkaaren muodostumista ja lasketaan muun muassa, missä kulmassa se näkyy ja missä järjestyksessä eri värit esiintyvät. Lisäksi ymmärretään, miksi taivaalla näkyy joskus useita sateenkaaria. Avoimen sarjan valmennustehtävä vuodelta 2011-2012.
  • Kahvin jäähtyminen: tehtävässä pureudutaan fyysikon yleiseen arkipäivän ongelmaan: jos kupillisen kahvia haluaa viedä kuumana kahvilasta työhuoneeseen, kannattaako maito lisätä heti lähtiessä vai vasta työhuoneessa. Yksinkertaiselta vaikuttavan ongelman ratkaisu ei olekaan aivan suoraviivainen. Perussarjan valmennustehtävä vuodelta 2011-2012.
  • Aurinko: tehtävässä tarkastellaan auringon säteilytehoa ja sitä, kuinka paljon sitä voidaan teoriassa hyödyntää maan pinnalla. Lisäksi pohditaan, miksei aurinkopaneeleilla käytännössä saada hyödynnettyä teoreettista maksimitehoa. Perussarjan valmennustehtävä vuodelta 2011-2012.
  • Sähkökenttä: tehtävässä ratkaistaan sähkökentän muoto kahdessa eri tapauksessa tutkimalla peilivarauksia. Kyseessä on hyvä esimerkki valmennuksen hyödyllisyydestä: tämän vuoden 2010 tehtävän kanssa samankaltinen tehtävä oli saman vuonna fysiikkaolympialaisissa!
  • Maan muoto: erilaiset energiapieriaatteet ovat fysiikassa yleisiä. Systeemii pyrkii asettumaan tilaan, joka minimoi potentiaalienergian. Tässä tehtävässä lasketaan maapallon muoto (napasäteen ja ekvaattorisäteen oletus) hyödyntäen tätä yksinkertaista energiaperiaatetta!
  • Taivaankappale: tehtävässä tutkitaan, milloin klassinen fysiikka ennustaa kappaleen luhistumisen mustaksi aukoksi. Entä oletko sinä vaarassa luhistua? Se selviää laskemalla.

Vanhoja kirjeitä:

Vanhat valmennuskirjeet (2-3 valmennuskirjettä jokaista sarjaa kohden, sekä erilliset valmennuskirjeet olympiajoukkueen valintakilpailuun ja fysiikkaolympialaisiin osallistuville) löytyvät Valmennuskirjevastastosta.

 

Kilpailutehtäviä

Hyvä tapa harjoitella kilpailuihin on laskea vanhoja kilpailutehtäviä ja käydä läpi niiden ratkaisuja (kun on ensin yrittänyt ratkaista tehtävää itse). 

Suomi-Viro-fysiikkamaaottelun tehtäviin voi tutustua maaottelun kotisivulla, josta löytyy tehtävien lisäksi myös lyhyet ratkaisut.

Kansainvälisisten fysiikkaolympialaisten vanhat tehtävät ratkaisuineen löytyvät IPhO:n kotisivuilta. Osa tehtävistä on myös tarjolla suomennettuina.

Muuta materiaalia