Что такое турниры по Физическим Боям и как к ним готовиться?
Лицензия
Настоящий план подготовки является предметом интеллектуальной собственности ОФ Beyond Curriculum и лицензирован под условиями CC BY-NC-ND 4.0 . Вы можете распространять этот план подготовки частично или целиком при следующих условиях: вы обязаны указать правообладателя (BY, ОФ "Beyond Curriculum") с активной ссылкой на первоисточник, при этом, вы не можете видоизменять план подготовки (ND) и вы должны использовать его исключительно в некоммерческих целях (NC).
Напоминаем, что Республика Казахстан (как и многие другие страны) присоединилась к Бернской конвенции Законом РК № 297-1 от 10.11.1998 г., и конвенция вступила в законную силу с 12 апреля 1999 года. Согласно данной конвенции, страны участницы уважают авторское право других стран участниц в той же мере, в которой они уважают авторские права своих граждан.
Авторы плана
Этот план был составлен членами Организационно-Методической Комиссии (ОМК) "Almaty Physics Battles 2024" Ернуром Кайроллавеым (бронза IZhO, бронза республиканской олимпиады) и Досжаном Бисимби (серебро IPhO, серебро IZhO, золото республиканской олимпиады)
IPhO – Международная Физическая олимпиада (самая престижная в мире), IZhO – Международная Жаутыковская олимпиада.
Редакция: Председатель ОМК Арсен Кожабек и член ОМК "Almaty Physics Battles 2024" Алишер Еркебаев.
Предисловие
Данный план был разработан в качестве краткого экскурса к Турнирам по Физическим Боям (далее – Турнир), с целью дать участникам более явное представление о том, как готовиться к их разным аспектам. Хоть и большая часть советов и направлена на определённый вид таких Турниров, их можно применять в широком спектре затяжных событий: от олимпиад и до республиканских сборов.
Про Турниры по Физическим Боям
Турниры по Физическим Боям – состязание учащихся учреждений среднего общего, высшего или профессионального образования, требующее от участников умения решать физические задачи и защищать своё решение перед критически настроенной аудиторией и существующее еще с 80-х годов. В отличие от предметных олимпиад, предполагает тесный контакт участников во время защиты решений
Среди наиболее известных соревнований: International Young Physicists' Tournament (для студентов) и Турнир Юных Физиков России (для школьников).
Турниры делятся на два типа:
Турнир Юных Физиков (ТЮФ) - дается несколько месяцев на решение некоторого количества сложных задач исследовательского характера по теоретической и экспериментальной физике.
Флешбои - участники узнают об условиях задач лишь на самом турнире, времени на решение выделяется меньше. При этом порядок проведения физического боя так же отличается: задачи закрытиые, количество жюри меньше, а практические туры не проводятся.
Подготовка к обоим типам Турниров уникальна: нужно не только уметь решать задачи, но и развивать ораторское искусство, активно придумывать стратегии и тактики ведения игры в рамках ограниченного времени.
В данной статье речь будет идти именно про флешбои. На момент написания этого плана, единственным Турниром по Физическим Боям в Центральной Азии является Almaty Physics Battles (Далее – APhB). Он проходит в два этапа: отборочный и финальный.
До Турнира
Правила и структура
Подготовка к любому соревнованию начинается не с изучения физики (что тоже важно, но это нужно делать пораньше, а не за 3 месяца до события), а с ознакомления с правилами и форматом задач. Ниже мы предоставляем краткий обзор на правила Турнира по Физическим боям, но спешим сообщить, что для полноценного ознакомления с правилами, необходимо обращаться к регламенту состязания. Регламенты APhB, начиная с 2024 года можно найти на этой странице.
Турнир состоит из нескольких туров.
Тур = прорешка + капитанский бой + физбой.
Прорешка (задач) – первый этап тура, на котором команды по отдельности решают задачи.
Капитанский бой, соответственно названию – это решение одной, отдельной, задачи капитанами команд на скорость за право выбора роли в первом раунде физического боя.
Сам Физбой состоит из нескольких раундов, на каждом из которых докладывается решение одной задачи и сразу же проверяется, сначала оппонентами (отсюда название – оппонирование), а потом жюри. В результате раунда каждая команда может получить баллы за свою роль. В конце тура жюри подводит итоги и присуждает очки обеим командам на основании их баллов. Очки присуждаются по системе победа-ничья-поражение.
Физические бои чаще всего проходят по Швейцарской системе – системе, созданной с целью уменьшить количество туров, без необходимости в убывании участников. Создаётся это с помощью встреч между участниками с одинаковыми очками, начиная со второго тура. Таким образом происходит меньше встреч между заведомо сильной и слабой командами.
Теоретическая подготовка
Общая подготовка к олимпиадам по физике уже включает в себя подготовку к Турнирам по Физическим Боям. Всё же, рекомендуется прорешать задачи с прошлых Турниров, чтобы ознакомиться с форматом, разными временными лимитами, и необходимостью решать командой, а не самостоятельно. В случае с APhB, они по сложности соответствуют районному и областному этапам респы, но могут и варьироваться. Более подробно, можете посмотреть планы подготовки к олимпиадам по физике уровня 2 и 3.
Работа в команде
Для победы не требуется знание всех тем на уровне республиканской олимпиаде по физике каждому участнику команды (хоть и не будет лишним) – гораздо важнее, чтобы команда вместе владела всеми разделами на высоком уровне. Каждый отдельный участник может быть где-то сильнее своих сокомандников, а где-то слабее, тем самым создавая баланс. К примеру, один участник хорошо знает механику, другой профи в термодинамике и МКТ, третий – в электромагнетизме, четвёртый – в оптике. В конечном итоге, нужно решить как можно больше задач за короткое время, прямо как на олимпиаде по физике, только работая уже не в одиночку, а в команде. Познакомьтесь ближе своей командой, узнайте больше о сильных и слабых сторонах друг друга, а главное: доверяйте и не перетягивайте одеяло.
А вот кому важно разностороннее развитие в физике, так это капитану. Он представляет всю команду на капитанском бою, самостоятельно решая задачу на скорость с противником. Также, капитан ответственен за координацию работы команды и контакт с жюри во время боя, поэтому он должен быть самым разносторонним, чтобы суметь распределить роли и оперативно вникать в решения сокомандников.
Во время турнира
Прорешка
Делите задачи с учётом уровня и времени на решение. Тот, кто решает задачу, обычно защищает/оппонирует её у доски (ограничены выходы). Начинайте с более простых задач — каждая задача весит одинаково.
Физбой
На каждом раунде одна команда докладывает, другая оппонирует, затем роли меняются. Поддерживайте докладчика: при необходимости берите короткий перерыв для передачи информации; параллельно другие участники могут продолжать решение.
Импровизируй. Планируй. Будь готов.
- Замена докладчика: допускается, но засчитывается выход всем участникам, иногда ограничено регламентом — используйте в критических случаях.
- Проверка на корректность: если вызванная команда не решила задачу, можно проверить корректность вызова. При некорректном вызове вызывающая команда теряет часть баллов в пользу оппонента. Ограничения и штрафы — по регламенту.
- Отказ от вызовов: если решённых задач не осталось, можно завершить тур без штрафов; тактический инструмент для сохранения позиций.
Продумайте сценарии заранее, чтобы на самом Турнире тратить время на решения, а не на выбор тактики.
После Физбоя
Вот и закончился ваш первый раунд физических боёв. Вы подписали бумажку о том, что согласны с баллами и вышли из кабинета.
Что делать дальше? Отдыхайте! Попейте воды, перекусите, сходите в туалет, полежите, поиграйте в настольные игры, выйдите на улицу, подышите воздухом. Физбои – в отличие от обычных олимпиад – марафон, а не спринт, поэтому нужно эффективно распределять свою энергию. Не стоит перерешивать задачи или повторять теорию – такими темпами все силы закончатся к середине всего события. Если у вас прям чешутся руки сделать что-то "полезное", подумайте о стратегии: как можно её поменять, как лучше вызывать оппонентов и с чего начинать тур, если вы победите в командном бою.
Материалы по темам (скоро)
Здесь появятся краткие конспекты и ссылки по ключевым темам. А пока — используйте силлабус ниже.
Список рекомендуемых тем для финального этапа
APhB от академического
комитета
В этом документе председатели жюри APhB определяют условный «силлабус» туров заключительного этапа турнира. Составители оставляют за собой право выбирать любую из нижеперечисленных тем, а также давать темы вне данного списка при условии, что будет дана необходимая теоретическая справка.
Младшая лига
Включает в себя школьную программу физики и математики
среднеобразовательных школ до 9 класса (включительно).
Механика
Кинематика | Динамика, гравитация | Статика, механика жидкостей | Законы Сохранения |
---|---|---|---|
• Основные понятия кинематики. Движение с постоянной скоростью.
Средняя скорость тела; b • Равноускоренное движение; • Графическое представление движения; • Относительное движение. Системы отсчёта. Преобразования Галилея; • Вращательное движение. Угловая скорость. Центростремительное и тангенциальное ускорения; • Движение в однородном поле тяжести (баллистика); • Кинематические связи; • Мгновенная ось вращения. |
• Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта; • Законы Ньютона; • Блоки, системы блоков; • Сила трения; • Закон Гука. Системы пружин; • Гармонические колебания. • Центробежная сила; • Приведённая масса; • Движение центра масс. Приведённая масса; • Закон всемирного тяготения. Законы Кеплера. Базовые знания об эллиптических орбитах; |
• Момент силы; • Условия равновесия. Устойчивость равновесия; • Давление. Закон Паскаля. Сила Архимеда. Плавучесть; • Уравнение непрерывности потока; • Средняя плотность; • Поиск центра масс системы; • Плотность кристаллической решётки; • Закон сохранения энергии; • Закон сохранения импульса; • Работа, мощность; • КПД; • Упругие и неупругие соударения; • Второй закон Ньютона в импульсной форме; • Кинетическая и потенциальная энергии. |
• Закон сохранения энергии; • Закон сохранения импульса; • Работа, мощность; • КПД; • Упругие и неупругие соударения; • Второй закон Ньютона в импульсной форме; • Кинетическая и потенциальная энергии |
Термодинамика, оптика, электричество
Теплообмен | Электрические цепи | Оптика | Электричество |
---|---|---|---|
• Тепловой баланс, теплоёмкость; • Фазовые переходы; • Энергия топлива; • Закон Ньютона-Рихмана; • Тепловое расширение |
• Эквивалентное сопротивление системы; • Закон Ома; • Правила Кирхгофа; • Сбалансированный мостик; • Амперметр, вольтметр, ЭДС, реостат, диод в цепи; • Вольтамперная характеристика; • Закон Джоуля-Ленца; • Бесконечные цепи |
• Принцип Ферма; • Оптическая плотность сред; • Закон Снеллиуса; • Закон отражения; • Тонкие линзы. Формула тонкой линзы; • Оптическая сила; • Плоские и сферические зеркала; • Графические построения в оптических системах. |
Общее понимание следующих тем: • Закон Кулона; • Напряженность и потенциал; • Принцип работы конденсатора |
Математический аппарат
Геометрия | Алгебра |
---|---|
• Аксиомы геометрии; • Свойства треугольников; • Теорема Пифагора; • Тригонометрические функции, тождества; • Векторы. Графическое представление векторов в задачах. Радиус-вектор. Сложение и скалярное произведение векторов. |
• Пропорции. Значащие числа. Степени. Корни. Решение систем
уравнений. • Формулы сокращенного умножения; • Квадратные уравнения. Степенные и экспоненциальные функции. Графики функций; • Числовые последовательности. Арифметическая и геометрическая последовательности. • Общие представления о малых приращениях. Физический смысл касательной к графику функции в точке и площади под графиком; • Метод размерностей в физических задачах. |
Старшая лига
Включает в себя силлабус младшей лиги, а также школьную программу физики и
математики среднеобразовательных школ до 11 класса (включительно).
Механика
Кинематика | Динамика, гравитация | Статика, механика жидкостей | Законы Сохранения |
---|---|---|---|
• Относительное движение; • Неравномерное движение; • Криволинейное движение. Радиус кривизны. Тангенциальное и радиальное ускорение. • Движение в поле тяжести. Баллистика; • Уравнение движения в координатном и векторном виде. Уравнение траектории тела. Кривая максимальной достижимости. |
• Силы трения. Трение скольжения; • Силы упругости. Закон Гука; • Сила сопротивления среды; • Гармонические колебания. Общие понятия о затухающих колебаниях; • Закон всемирного тяготения. Потенциальная энергия гравитационного притяжения. Законы Кеплера. Траектория движения тела по коническим сечениям. |
• Центр масс. Система отсчёта центра масс. Теорема Кёнига; •
Свойства недеформируемого твёрдого тела. • Статика. Равновесие тела. Упругие деформации. Модуль Юнга; • Момент импульса. • Момент инерции и момент сил. Энергия вращения через момент сил. Теорема Штейнера. Момент инерции относительно точки и оси. |
• Гидростатика. Равновесие жидкости. Закон Паскаля. • Закон Архимеда. • Уравнение Бернулли. • Общее понимание о механических волнах. Частота и длина волны. |
Термодинамика, оптика, электричество
Термодинамика | Электромагнетизми | Оптика |
---|---|---|
• Число Авогадро. Молярная масса. • Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Тепло. • Уравнение Менделеева-Клапейрона. Свойства идеального газа. Изотермы, изобары, изохоры и адиабаты для идеального газа. • Тепловая машина. Графики циклов. • Цикл Карно. Теорема Карно. • Понятие энтропии. Закон возрастания энтропии в изолированных системах. • Понятие квазистатического процесса. Различие между быстрыми (адиабатическими) и медленными (квазистатическими) процессами. • Теплоёмкость. Удельная и молярная теплоёмкости. Теплоёмкости при постоянном объеме и давлении. Степени свободы молекулы. Закон Майера. • Теплопроводность. Закон теплопроводности Фурье. • Свойства твёрдой, жидкой и газообразной фазы. Давление и температура при фазовых переходах • Свойства водяного пара. Насыщенный пар и его парциальное давление. Принцип кипения жидкости. • Коэффициент поверхностного натяжения. • Угол смачивания. • Капилляры. Закон Лапласа. |
• Напряжённость электрического поля. Теорема Гаусса. •
Потенциальность электрического поля. Работа электрических сил; •
Электрический диполь; • Свойства проводников. Локальный закон Ома. Удельное сопротивление и проводимость; • Свойства диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость; • Индукция магнитного поля. Закон Био—Савара—Лапласа. Теорема Гаусса магнитного поля. Закон Ампера о циркуляции. • Свойства магнетиков. Магнитная проницаемость. Основные понятия о магнитных диполях. • Сила Лоренца. Сила на движущийся заряд от магнитного поля. Сила Ампера на проводник с током; • Электромагнитная индукция Фарадея; • Правила Кирхгофа; • Конденсаторы и катушки. Ёмкость и индуктивность. Энергия конденсатора и катушки. Свойства LC, RL, RC цепей; • Работа источника. Мощность элементов цепи. Работа источника, выделение тепла, работа внешних сил и изменение внутренней энергией системы. |
• Законы геометрической оптики. Принципы Ферма и таутохронизма. •
Преломление света. Закон Снеллиуса. • Плоские и сферические зеркала. • Свойства тонких линз. • Свойства центрированных систем. Свойства систем тонких линз. • Интенсивность излучения. • Понимание о свете как об электромагнитной волне. |
Математический аппарат
• Дифференцирование. Решение простейших дифференциальных уравнений.
Уравнение гармонических колебаний. • Интегралы. Интеграл степенной функции. • Векторы. Векторные и скалярные произведения. Разложение вектора по базису. • Свойства кривых второго порядка. (параболы, гиперболы, эллипсы) • Метод размерностей в физических задачах. |