Решение

Городская олимпиада (3-й этап) 2007 11 класс № Э2

Проведение эксперимента не вызывает затруднений. Таблица 1 результатов измерений времени раскручивания (начальная закрутка равнялась 68 оборотов – так уж получилось) до нужного числа оборотов приведена ниже. Рядом построен график закона движения.

Число сделанных оборотов Время раскручивания , с
5 13,23
10 21,38
15 25,85
20 30,65
25 36,6
30 39,54
35 45,59
40 48,7
45 52,69
50 56,89
55 61,3
60 65,15
65 67,73

Зависимость явно не линейна, но и не квадратична. Для подгонки под степенную функцию строим график в логарифмическом масштабе.

С высокой степенью точности – линейная зависимость. Рассчитанный по МНК коэффициент наклона (он же показатель степени в законе движения) равен 1,56. Что очень близко к .

Таким образом, эмпирический закон движения имеет вид

(почти третий закон Кеплера – может не случайно?)
Аналогичные значения были получены и для других начальных закруток.

Часть вторая – время раскручивания.
Поступаем аналогично: таблица, график, логарифмический масштаб, МНК. Вот результаты.

Число оборотов закрутки N Время раскрутки t, с
5 12,14
10 19,55
15 24,75
20 28,98
25 32,95
30 38,63
35 41,59
40 45,74
45 51,13
50 55,08
55 56,49

Расчет коэффициента наклона дал значение , что приводит к примерной степенной зависимости вида

Красиво, но не понятно!