Как готовиться к экспериментальному туру по физике?

Автор: Элина Константинова,
преподаватель кафедры физики АПО
и экспериментальных занятий в ЛФШ,
призёр заключительного этапа ВсОШ по физике

Преподаватели АПО помогут не только изучить самые важные темы, но и отработать форматы олимпиадных заданий на практике! Выберите подходящий вам формат занятий на странице кафедры физики АПО

Как проходит экспериментальный тур?

И на региональном, и на заключительном этапах структура экспериментального тура одинаковая: 2 экспериментальные задачи на 5 часов. В задачах обычно надо придумать и провести какой-то опыт или эксперимент, снять данные, посчитать по ним величину, требуемую в условии, построить график и оценить погрешности. Вам будет выдано оборудование, которое разрешено использовать, оно же будет описано в условии. Ничего, кроме перечисленного оборудования, использовать нельзя. Как с помощью него посчитать нужную величину, необходимо придумать самостоятельно. По опыту, на региональном этапе чаще всего дают задачи на механику и электричество, а также МКТ, так как для них проще подготовить оборудование. Но бывают и исключения.

Про оборудование

Первое, чему стоит научиться перед экспериментальным туром, — работе с оборудованием. Если стандартными измерительными приборами, например, линейкой, секундомером или весами, умеют пользоваться все, то с мультиметром или динамометром надо хотя бы раз в жизни поработать руками. Помимо этого, может понадобиться навык работы с более специфическим оборудованием, например, штангенциркулем или термопарой, хотя они нужны редко.

Как научиться решать задачи?

Основная сложность подготовки к экспериментальному туру — необходимость найти оборудование. Есть несколько решений:

Вполне вероятно, что у вас в школе есть лабораторное оборудование в кабинете физики, сейчас его активно покупают и обновляют по всей России. Можно договориться с преподавателем экспериментировать на нём.
Часть экспериментальных задач, особенно регионального этапа, не требует особенных приборов: линейка, нитка, простой шприц, бумага, магниты, пластилин или имеются дома, или стоят недорого. Так что можно воссоздать экспериментальный тур в домашних условиях.
Главная часть экспериментальных задач — идея опыта, создание установки или сборка электрической схемы. Придумывать идеи можно и на бумаге, главное, держать в голове, что вам доступно из оборудования. Нельзя рисовать схему с амперметром, если амперметр не дан.

Важно напомнить, что хорошие теоретические знания и умение решать задачи очень помогают в эксперименте. Попробуйте переформулировать задачу на язык теории: в каких формулах встречается искомая величина? Какие данные нужны в задаче, чтобы она решилась? Как их можно измерить?

Где брать задачи?

Если теоретические задачи можно найти в задачниках, подборках, перечневых олимпиадах, то с экспериментальными большая проблема — их в целом очень мало. В качестве базового задачника с разбором методов решения (которые очень полезны на начальном этапе) стоит посмотреть задачник С. Д. Варламова и А. Р. Зильбермана, «Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах». В качестве примеров задач смотрите задания прошлых лет регионального и заключительного этапа ВсОШ. Они идут с разбором, но постарайтесь сначала решить задачу самостоятельно. Ещё один полезный источник — международная олимпиада по экспериментальной физике, IEPhO. Она проходит в формате трёх экспериментальных туров, задачи на которых по уровню находятся примерно между региональным этапом и финалом ВсОШ. Так как олимпиада полностью экспериментальная, то на сайте собралась огромная подборка различных задач по всем возможным темам физики.

Графики

Почти любая экспериментальная задача, особенно на механику, имеет в решении график. Даже больше: если графика у вас нет, вероятно, вы решаете задачу неправильно или с большой погрешностью. Для построения графиков существуют собственные правила, а баллы за них на всероссе дробят до мелочей. Поэтому сначала надо ознакомиться с критериями проверки. Также составители ВсОШ собрали отдельную методичку по культуре построения графиков. Если вы будете придерживаться всех правил, описанных там, то высокие баллы за график обеспечены.

Основная цель графиков — визуализировать зависимость одной величины от другой, например, времени падения от стартовой высоты. Часто графики линейны, то есть точки попадают на одну прямую, но бывают и другие ситуации — в приведённом примере зависимость коренная. Но их можно привести в линейному виду, взяв зависимость не $t(h)$, а $t^2(h)$, ведь тогда график будет иметь вид прямой с коэффициентом наклона $\frac{2}{g}$. Такой метод приведения графика к линейному виду называется линеаризацией. По линейному графику можно провести прямую и посчитать её коэффициент наклона и свободный член, а с помощью физического уравнения соотнести их с физическими величинами.

Лайфхак: баллы за оформление графика (размер, оси, кресты погрешностей) поставят, даже если в итоге ответ получился неправильным. Поэтому нельзя их упускать.

Погрешности

Хотя в олимпиаде Максвелла (всеросс для 7–8 классов) и проходит экспериментальный тур, но погрешности младшим школьникам считать не нужно. Впервые эта необходимость возникает на финале ВсОШ 8 класса.

Важную часть экспериментального этапа составляет расчёт погрешностей эксперимента. Любое измерение в реальной жизни неточное: можно неровно приложить линейку, не вовремя нажать кнопку секундомера, да и сами приборы неточны: каждый из них имеет свою погрешность. Стандартное правило: погрешность измерения — одно деление шкалы прибора, для линейки это, например, 1 миллиметр. Для цифровых приборов, например, мультиметра, берутся три единицы последнего разряда. Если последний разряд, который вы видите на приборе — сотые доли вольта, то его погрешность можно считать равной 0.03 В. Для сложных приборов погрешности часто прописывают в условии или на самой установке. В экспериментальном туре за погрешности даётся около 10% от всех баллов задачи, что немало, поэтому составители ВсОШ также сделали методичку, которая покрывает все требования, предъявляемые на региональном и заключительном этапах.

О чём стоит помнить:

необходимо проводить эксперимент несколько раз, особенно если он имеет большую случайную погрешность (время колебаний, высота отскока, они сильно изменяются от эксперимента к эксперименту);
если погрешность велика по сравнению с измеренной величиной, надо измерять несколько одинаковых величин подряд. Как пример: радиус зерна гороха линейкой можно измерить, выложив в линию N частиц и измерив их общую длину. Тогда итоговая погрешность — 1/N мм;
величины, подсчитанные в эксперименте косвенно, тоже имеют погрешности! Рассчитываются они по формулам для косвенных погрешностей суммы и произведения;
если величины с погрешностью наносятся на график, их разброс по оси X отображается горизонтальной линией соответствующего масштаба, а по оси Y — вертикальной. Это и есть крест погрешности;
если по графику с крестами погрешности определяется коэффициент наклона прямой, он тоже имеет погрешность.

Одна из важных рекомендаций при подготовке к экспериментальному туру: ни в коем случае не пренебрегайте оформлением решения. В отличие от теоретического тура, где ваше решение автоматически располагается на листе бумаге в виде формул и вычислений, в экспериментальном туре многое вы делаете руками с реальным оборудованием. И чтобы проверяющие вашу работу об этом узнали, необходимо рисовать схемы установки и отдельно расписывать то, что вы делали для увеличения точности измерений. Точность в описании, таблицы с прямыми и косвенными измерениями, графики, подсчёт погрешности и ответ, которые попадает в диапазон («ворота»), предполагаемый авторами задачи, обеспечат вам высокий балл за экспериментальный тур олимпиады.

Дата публикации: 23 июля 2026