Popov Et Al - Collected Problems in Theoretical Mechanics From Olympics

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Popov et al - Collected Problems in Theoretical Mechanics from Olympics (Tambov University, 2002)

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    ( - )

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    1

    2002 1273-4 531(075): 378.14 -58

    :

  • . . ,

    . .

    . ., . ., . ., . . -58 . 1. . 2- ., . . : -

    . . . -, 2002. 80 .

    180 , 1981 1990 , . , . .

    , .

    1273-4 531(075): 378.14

    (), 2002

    . ., . ., . ., . ., 2002

    , , ,

    . . . .

    020851 13.01.94 020079 28.04.97

    27.04.2002 60 84/16. . . Times. : 4,65 . . .; 4,38 .-. .

    150 . . 322.

    -

    392000, . , . , 106, . 14

  • , , , - . , , . , .

    , . (, 1992 - 1995; , 1996 - 2001), (, 2000 - 2001), , .

    C1 (, 1982. 3 ) , -

    , , . , f.

    2 (, 1982. 3 )

    , . 1 M . , , - , . 2 1.

    (, 1983. 3 )

    , . - , , Q, , . .

    C4 (, 1983. 10 )

    OABD Q

  • , B . . , , , . .

    5 (, 1984. 5 ) 1 M1. 2 , 3

    , 21O = 90, O1O2A = , O1A = r, CO2 = O2D = a, 2 3 f, 1, , 2 , , 2 3 D.

    6 (, 1984. 4 )

    , - , - - , - . f, l, a . -.

    7 (, 1985. 4 )

    OA O, KL. - - l. - , - - f. M , - . .

    8 (, 1985. 8 )

    . , , .

    ,

    F = M SK/(LK OS), AS AE, EC OC, AE || OC.

    l

  • 9 (, 1986. 3 )

    S , -, .

    10 (CCP, 1986. 4 )

    1 Q1 Q2, . f. f0 2 3 .

    11* (, 1986. 4 )

    m1 m2, A1x + B1y + C1z + D1 = 0 A2x + B2y + C2z + D2 = 0 . .

    C12* (, 1986. 3 )

    M1 2 - , - . . - , M2 1.

    * , , .

    C13 (, 1987. 5 )

    - z = H - (x2+y2)/H. h . h - , f ?

    C14 (, 1987. 6 )

    Q R , ,

    F

    H

  • , D. d , . , f, tg > /R, f > /R. ?

    C15* (, 1987. 4 )

    R r, - , - c. , Q. , ?

    C16* (, 1987. 7 )

    ,

    M0 = MA = MB = m. V z; = a, = b. , - M0 , MA , MB .

    C17 (, 1988. 10 )

    l O - h - , . , k (k - ). . .

    C18 (, 1988. 4 )

    R - , . ( ) . AA1 1 , -.

    19* (, 1988. 5 )

    AB = l Y, Z YZ. , F, .

    20 (, 1989. 6 )

    - P1 2. , - f1. f2.

    z

    x

  • . F ?

    C21 (, 1989. 4 )

    . - - , M, Z, F. F 1CY1 (X1 // X, Y1 // Y) Y1 = 60. - , = , = , = . = 1 , = 2 , = 0,5 , F = 2 H, = 0,5 H, M = 1 .

    22* (, 1989. 5 )

    12 1 = 2 = , = 12 = ( > ). - 1 2,

    1 2. - 2/1, O2 12.

    23 (, 1990. 4 )

    . -. . , f. . f ?

    24 (, 1990. 5 )

    - - - D . D . - , - . - ?

    25 (, 1982. 3 )

    , - , . , ?

    26 (, 1982. 3 )

    , 1 2 (1 > P2) - l, r = 0,5 2 l,

  • - f. , . .

    27 (, 1983. 5 )

    M2, , , D 5. . : = = l, CD = 0,5l, = 60, = 90; .

    28 (,1983. 3 )

    ,

    , Q, f0. - = f(y), .

    29 (, 1984. 5 )

    - - . , - , : R, Q f, (OA = AB = R).

    30 (, 1984. 5 )

    DOE. , Q, M, = = l.

    C31 (PCP, 1985. 3 )

    2R , . .

    32 (, 1985. 3 )

  • , - -, - , - . , F, - . R .

    33 (, 1986. 3 )

    D . -

    1 . - l, = = 0,5l; , CF, P

    r BD.

    34 (, 1986. 5 )

    c 1,

    = 600 c? h = 1 . A f = 0,3, . : r = 10 , a = 4 , b = l = 20 , = 90, = 45.

    35 (, 1987. 3 )

    G - - . f , . - Pmin, , - .

    36 (,1987. 5 )

    . D 90. r, f0 = 0,268. 0B0, . : 1) B , 2) l

  • . : f, = 4, tg = f, M = b G, h = 3/2 f b.

    38 (PC, 1988. 5 )

    - , - - . - - . - f - . NA, , , -.

    39 (, 1989. 3 )

    2 Q r

    - O1O2 2r O1; 1 3. ; O1A

    . 3.

    40 (, 1989. 5 )

    - , - . . : = = l, r1 = R2 = 0,5l, r2 = 0,25l, = 30, = 90, 3 = 0, QA = QB = Q.

    C41 (, 1990. 3 )

    2 G2 r 1 G1 , O. - -. L, O - l, - f. , , f, G1, G2 .

    42 (, 1990. 3 )

    - c , . : - - r/R = 0,2, - = 30 f = 0,577, k/R = 0,5, Q, O - .

    43 (. , 1984. 3 )

    -

    l

    l/3

    V1=const

    l l

    1

    2

    3

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  • , - - l/3. . .

    44 (. , 1984, 3 )

    OBAD OZ O D. OZ . ZOZ1. - , Q, . 2 2b (AD = 2a, OD = 2b) , O D.

    45 (. CP, 1987)

    ( ), F? .

    46 (, 1983. 3 )

    , - , r. r - , l. l , , .

    47 (, 1985. 3 )

    1 2 m1 m2, , , . - f. - - . 48 (, 1986. 3 )

    O, ,

    : MO = , MA = 4M, MB = 5M. , , .

    49 (, 1982)

    , n , - -. - ; Q - ; O, 1, 2, ... n - . k ( = 1, 2, ..., n) .

    50 (, 1982)

    1 2

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  • C. f1 f2 (f1 < f2). , -, MN.

    51 (, 1987)

    O O A . , -

    . - Z.

    52 (, 1982)

    . r h . - f. b - , - ? - .

    53 (, 1983)

    , 1 (1X, 1Y, 1Z) 2 (2X, 2Y, 2Z), 1 (1,1,1), 2 (2,2,2), .

    54 (, 1984)

    , -, M l , - . D B . . c , 2l 2 .

    C55 (, 1984)

    , D , , , D . - 1, 1, D1 , . , - .

    56 (, 1985)

    MO, MA MB - - - , , ; OM = 3 Fh k ; AM

    = 3 Fh k ; MB = 5Fh; OA = OB = h. .

  • 57 (., 1985, 3 )

    4 - - D G, D - , G - . M Q. , = AD = DC = , F = 2.

    58 (. , 1983, 3 )

    - -, - ,

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    , - 1-1, .

    59 (., 1988)

    G, r R

    . f , = 30 r/R = 0,2.

    60 (. , 1985, 3 )

    - 1 2 - h -. - - . - - f.

    61 (. , 1987)

    G , - ; - f. , , = , .

    62 (. , 1988)

    D B1 - 1 DD1. B1 D, D = 1D1 = 1/3 1. .

  • 63 (. , 1983. 3 )

    - . - M, 1 r , 1O = /2, 1 = /6, = = 2 3 r.

    64 (. . 1984, 3 )

    ,

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    . f, . x = D, , n ? .

    65 (. , 1988)

    l = 4 y = 0,5 x2. -.

    66 (. , 1988)

    AB D . D , Q. , = 4 ; = 12 H; Q = 16; a = 1 . 67 (. , 1986. 3 )

    D, , 5, 6, 7, 8, 9. L Q Z 1, 2, 3, 4. 1 2, -, = 8 ; Q = 6 ; = 4 , = 3 , = b = = 2 ; L = 5 ; = 2 ; = = = 45; KL OY.

    2 2

    Z

    1 2

    3 4

    5

    6

    7

    9 8

    Y

    X

  • 68 (, 1985. 3 ) , , , .

    , , . ? .

    69 (, 1986. 3 )

    m . l. - - 1, - 2. .

    70 (, 1986. 3 )

    , ? = 2.

    71 (, 1988)

    M , x = x0 y = sin (x) Q, . , f < (dy/dx) (x0).

    C72 (., 1984. 3 )

    OX Q , F1, F2, F3, Q ? F1 = = F2 = F3 = F.

    73(., 1984. 3 )

    R P, ,

    - ( f). - F - - h, ?

    74 (., 1985. 3 )

    1 2. 1 . 2 , . f 2 , 1 ? , 2 .

    75 (., 1986. 3 )

    , , . - , R1 R2 - , , yi : Ri = R0 + k0 yi, R0 k0 - . 0 l0. .

    76 (., 1986. 3 )

    , - , - , - -

    P

  • . = 12,0 . , DF . .

    77 (., 1987) - O

    - - . , , - , .

    78 (., 1982)

    , n ,

    , - - . l. .

    79 (., 1983)

    : F1, F2, F3, , , D .

    = = b 120 ? F1 = F2 = F3 = P, AB = OC = OD = a.

    80 (., 1982)

    n , . 1, 11 / 11 = = 22/22 = ... = nn/nn = 1/4.

    81 (., 1963)

    : 1Pr

    = P kr

    , 2Pr

    = P ir

    , 3Pr

    = P jr

    , 1(, 0, 0), 2(0, , 0), 3(0, 0, ), . - , , ?

    82 (., 1984)

    , .

    L ( n ), n .

    83 (., 1985)

    , - - f. - 45 -. - ( x), . 2. f x , ?

  • 84 (., 1985)

    - .

    85 (., 1977)

    a Q M , M l. r (r = ), 2/

  • 91 (.-. , . - / ., 1990)

    Q ,

    G,

    . , , .

    92 (.-. , . - / ., 1990)

    , - - . , . 1 , .

    93 (. , 1979)

    1 . ,

    2 3 f , , .

    94 (, 1987) = , D = 2 ,

    , D. , F - , - .

    95 (, 1986)

    2Q r

    l D. ? - . ; - -.

    96 (, 1987)

    - . - , ?

    97 (, 1985)

    , , O1 = O1O2, 1 2 P1 P2 -.

    , , , 1 = , BO2 = 90, , 1 2 .

    G

    1

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  • 98 (. . -, 1982)

    A 1, M2, M3, M4,

    YOZ, ZOX, XOY , . , 1 = 4 ; 2 = 3 ; 3 = 1 ; 4 = 3 ; = = .

    99 (. . -, 1983)

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    , - h. f 0,6. ? . 100 (. . -, 1984)

    Q D, -

    , . - f. - ? - , Q, f, ( - -). 101 (c. .-. ., 1987)

    R r ,

    . . . , . , r 0 0 (.. , ). . , r - , r ; r R 0. ? )(tg r R 0. ? , 0 < r < . , , ( ).

    102 (. - . ., 1987)

    2l R. , , .

    103 (. . -, 1986)

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    Q . - f = 0,5. , , = 2 = 2 R ? .

  • 104 (. -. -, 1978)

    l Q - . a . , YOZ . B f. .

    105 (, 1982)

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    106 (, 1980)

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    107 (, 1986)

    h , ? f = 0,2; 2 .

    108 (, 1979)

    - - . P1 2 r1 r2 .

    . , . .

    109 (, 1979)

    - , - .

  • , , . , . f, = = a.

    110 (, 1981)

    , , , . . , ?

    111 (, 1980)

    . 2l Q, . Q0 , , . l, . .

    112 (, 1978)

    , D. . ( ). - . 11 (, 1978)

    . f. f ? Q,

    . Q ?

    114 (. 1978)

    , , 1, , 2 R, ( ) fA fB , , . , .

    115 (. . -, 1982)

    , , ,

    60 . D Q. Q, , f. . 116 (. . -, 1982)

    , , , D, - . - - - 45. B , = 4 . 117 (. . -, 1983)

    R

  • ,

    l = 2r, 1 r, . 2. Q, ; b = r, - f ; 2; . 118 (. . -, 1982)

    , , 1 2 G . Q ,

    . .

    119 (. . -, 1983)

    r

    G R; Q , . Q ?

    120 (. . -, 1984)

    m = 500 .

    : - 1 = 0,01 , - 2 =

    0,005 . - f = 0,1. , , . 121 (. - . ., 1985)

    , ,

    Q, ? ( ) f, R .

    122 (. - . ., 1983)

    . . , 1.

    123 (. - . ., 1987)

    R. . , , , Q. Q , ? f,

    0,8

    Q

  • . 124 (. - . ., 1987)

    BED O

    D P R. = 60o , = 30 . , . f1 f2, . .

    125 (. - . ., 1984)

    m1. m2, O1B , , = 90, = 30, = O1 = l. . F, ? = l 2 , AK = l. . 126 (. - . - ., 1985)

    O, , , , D, - . . D m. - O, D = , = . D F, ? 127 (. - . ., 1987)

    BE D . E - , , - D P. yA, xD; = 20 ; m1 = m2 = = 120 . , , .

    128 (. - . ., 1988)

    m l ABCD, 1 C2; - . , . , . 129 (. - . ., 1988)

    D

    , , . -

    1 , , D .

    130 (. - . ., 1989)

  • 6 , Fi, .

    131 (. - . ., 1989)

    R . M OZ, O, , f ?

    132 (. - . ., 1989)

    Q r. - . , P =

    81 Q.

    , min ? min min . 133 (. - . ., 1989)

    O1A O2B R r . - , Q, p. , . -. 134 (. - . - ., 1989)

    R , , . r . . .

    135 (. - . ., 1989)

    , . - ,

  • , 1 = 1,5 , 2 = 1 , P3 = 2 , , .

    136 (. - . ., 1989)

    2Q r, , . , , . , , . , . .

    137 (. - . ., 1988)

    F Q. F . Q, .

    138 (. . -., 1987)

    , 30=

    f = 0,15? . - - = 0? 139 (. . -, 1986)

    D

    - . -, .

    140 (. . -, 1986)

    r

    . . R.

    C141 (. . -, 1986)

  • R

    - r ? f. . 142 (. . -, 1985)

    1 1 ,

    , R. f, r = R/2. P2 - 2 ? 143 (. . -, 1985)

    h ,

    , 10, ? : f - ; - - . 144 (. . -, 1985)

    , f = 0,2? . ? , ?

    145 (. . -, 1987)

    , , , . . - -. . -, .

    146 (. . -, 1983)

    = = b . , , . . - .

    147** (, 1992. 4 )

    AB = l P

    B f < 1, . , D. , . , , P = 2cl.

    ** 147 - 154 .

    . . , . . , . . , . . . 148** (, 1992. 3 )

    Q

    . , . FGHN ,

    B

    D A

    30

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    G

    BF

    AE

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    C149** (, 1993. 5 )

    , , , 0. : 1) f , , ; 2) , , . . 150** (, 1993. 4 )

    ADBE P AB = DE = 2l - .

    , : 1) - - ; 2) , D

    25Pl . , .

    151** (, 1994. 5 )

    , , , , - , . P1 = 1 , P2 = 2 . A , f1 =0,2, f2 = 0,15. = 60.

    , , .

    152** (, 1994. 3 )

    a b AD, BF, CH. , x, y ,

    x. , ab 2/tg = .

    X

    a

    H

    CD

    z

    O bB

    y

    F

    A

    153** (, 1995. 4 )

    P r . B f = 153 .

    A B

  • = 60o. BD 8r, . F = 2P. ? ?

    154** (, 1995. 4 )

    ABCDEH AB = CD = 4l AE = DE = l AED = 2 EG. , EG . . , AD = 15o .

    155*** (, 1996. 3 )

    , n , . , Q, . ( > Qsin). ,

    . .

    n

    n-11

    Q

    1 n-1

    n

    *** 155 - 166 . . . , . . , . . . 156*** (, 1996. 4 )

    , - . D. , , f. 157*** (, 1997. 3 )

    . , ?

    158*** (. 1997. )

    -

    , . - 2 . , , f?

    159*** (, 1998. 5 )

    AD

    B

  • : l, 2l, 2,

    . , . , , = l ( - ). 160*** (, 1998. 6 )

    l , .

    , ( < l). f. l ? 161*** (, 1999. 3 )

    ,

    b, Q . ,

    . , .

    162*** (, 1999. 5 )

    , , . , l, , r. Q = 2. , f, .

    C163*** (, 2000. 5 )

    2r r r. , . .

    C164*** (, 2000. 5 )

    . xAy f, z. xAz. f 30? ,

    A

    B Q

  • , A .

    165*** (, 2001. 5 )

    R , . , f (f < 1). .

    166*** (, 2001. 6 ) a, b Q f. ,

    )2/0( ? .

    C 167**** (, , 2000. 3 )*

    n mk xk, yk, zk, k = 1 n. Q: kF =f mk QM k , f - . Q, , .

    168**** (, , 2000. 4 )

    2P , . f. - , 45 . ( x). , f x , ?

    **** 167 - 170 . . . , . . , .

    . . 169**** ( - , , 2001. 6 )

    ,

    () D. OD DA, . = 2l.

    170**** ( - , , 2001. 6 )

  • m . . .

    171**** (, 1992. 4 )

    ABCD, , , . BC CD --, . = BD = b, .

    172 (, 1992. 6 )

    -- (

    ), = = r. m = M 3 , F, .

    173 (, 1993. 4 )

    SABC P , , . , . S F, , ? . 174 (, 1993. 6 )

    1, 2,

    3, 4 F, Q. F CD , Q DE CK; BD = DC = BC = a; CK = CN. Q . .

    30

    F

  • 175 (, 1995. 4 )

    1 2 , f. , . 2. 1 .

    176 (, 1995. 3 )

    BD 1 2

    , = l, BD = 1,5l, AE = EC = CK = KB ACB = 60. f. Q D, , ? S .

    177 (, 1995. 5 )

    = 4 , , - , - . CD KL . 1 z, 2 30. 2 F = 2 , , - m , ON m = 2 a , - . OA = OB = = AN = BE = AD = OK = OC = a (), KL - z KL OL, OL || AN. (-) CD KL.

    178 (, 1996. 4 )

    r

    R, . ,

  • . R, .

    179 (, 1996. 3 )

    F

    .,,, 4321 MMMM , .5,1,2, 21 lCDlBOlAO === 4M .

    180 ( , 1993. 5 )

    1 R Q, 2 , . , 2 f. P 2, 1?

    178.

    1:

    30

    1

    2

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    12121

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    NPNNPNNY

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    2: ( ) 060coscossin,0 131 =+= oNNPX .

    ( )( ) .3,6721

    sin;

    147sin

    ,93tg060cos

    3sin

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    rrrrR

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    : R < 6,3r.

    179.

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    44332211 =+++=

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    A

    AB - , .03 =

    () CD D,

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    .0

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    =+

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  • :

    ;02;0 1 == RFNMmC

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    .0;0;0 111 QPffPfQfFFx ===

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    1. f 2/tg . 2. )/()cos( 2 caM = . 3. )2/( QPQf + . 4. 2/tg)( += QPYa . 5. )cossin/()( 21min2 += fraaMM . 6. )1(3,3max fal += . 7. )cos)sin/((cos)( += fPlM .

    8. , L - , S - , - . 9. 2/PS = . 10. .arctg2max f= )/( 211min QQfQfO += . 11.

    222111 // RAmRAmmX += ; 222111 // RBmRBmmY += ; 222111 // RCmRCmmZ += , 2121211 CBAR ++= ; 22

    22

    222 CBAR ++= . , m1 m2

    (). 12. )9/3(arctg= . 13. )4/1( 2fHh . 14. )/cos(sin/)/cos(sin RDQPdRDQ +

  • 32. RMF /3= . 33. 2/31 PlM = . 34. /210min =C , H20min =P . 35. )arctg2cos(min fGP += . 36. 1 : ) o450 ; ) 00 . 2 : ) 045 . 51.

    0RM Orr

    - , hMMR OAXZ /22 += .

    52. 291/6 fRfb + , 224/4 haRab + . 53. ))(())(( 22221111212222111121 ZXZXYYYZYZXX PaPcPaPcPPPcPbPcPbPP +++++ 0))(( 111121 =++ ZYZZ PbPaPP . 54. lmgc /2= . 55. 6/MgT = . 56. FR 4= . 57. 2/ctg)2(23 += QPx A , 2/ctg)2(2 += QPyA , QzA = , += sin/)2( QPTCG ,

    += ctg)2(2 QPT DE . 58. 3/3f . 59. 4,0min =f . 60. fha 2/min = , 0min P . 61. )cos2/(sincosmin += fGP , )cos2/(sincosmax = fGP 62. PS E 4,2= , PS D 1,2= , PyA 3,1= , Py B 2,1= , P AD. 63. Pr75,0min =M . 64. )1/()()1/()( 2222 ++ nbfanxnbfan , 1>n , 1222 += nnfab . 65.

    o451 = , o1352 = . 66. 0=Ax , 14=Ay , H32=AM , H2=CR . 67. 24,021 == SS . 68. ( M , , , M ). 69. )(/)( 2112 += PmgPlx . 70. 9min =n . 71. + cossin/cossin fPQf , 0tg x= . 72. FQX 5,1= . 73. ))/()2(( hRhRhfPF + . 74. = tgf . 75. 21

    2021001 2))(2( ylPyykRy =++ , 2122012200 )()))(( yylPyyykR =+ . 76. 2,17== AB xx , 3=Ay ,

    9=By , 6=CN , 5,89=CM . 77. 0)sin()sin( >+ . 78. )/1/())/(1(5,0 lalaPy nA = . 79. 2/2ab = . 80. 3/)4/11(2 nPT = 81. 0=++ cba . 82.

    ==

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    iiaL

    1)/1(2/ . 83. 1) )1/()12( flfx +> . 2) 2/,1 lxf == . 84. PxC 7= . 85. QaPar /cos422 = . 86.

    bafl 2)1/tg( ++ , ftg . 87. QN 4= . 88. == BA RR 3/PRC = . 89. )cos/(sin)cos(sin ++= ffPQ . 90. ftg , cos/tg r . 91.

    )cos(/(cos)2sin(costgmin ++= QGP 92. )sin5,13/()cos1(tg += , )sin2/()cos1(tg 1 += . 93. farctg2r , )(4/3tg 222 rrRRr ++= , oooo 6,18,5,0;6,53,2;67,;1,38,( ==== RrRrrRr ) 2) 0

  • )sinsincoscos(sin 222min += fPQ . 114. 1+ . 115. 32/1
  • 166. )1/(8 2max fRfl += , 32 f . 167. . . 168. 2/lx = . 169. 2/Ll = . 170. )2/(tgtg MmM += . 171.

    abPT = 172.

    34r

    MF = .

    173. 3

    6PF = . 174. aFaMMMQ /)2(4 431 ++= .175. P )ctg21()ctg21( 212 + fPPf . 176.

    fPPQPP )(3652

    2121 ++ , S = .3

    232

    21

    + QPP

    177. 21 =S .

    1 . . . . 1. -., 1980. 172 . 2 . . . .: , 1986. 448 . 3 / . . . . . .: , 1986. 480 . 4 / . . . . .: , 1983. 320 . 5 . . . .: , 1978. 189 . 6 . ., . ., . . . .: ,

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