Задачи, составленные по пословицам и поговоркам. Решение любой физической задачи является делом увлекательным и крайне полезным. В процессе решения Вы глубже понимаете суть физических явлений и законов, учитесь выделять главное и отбрасывать второстепенное

• Название: Решение любой физической задачи является делом увлекательным и крайне полезным. В процессе решения Вы глубже понимаете суть физических явлений и законов, учитесь выделять главное и отбрасывать второстепенное
• Дата: 05.04.2022
• Размер: 1.18 Mb.
• Имя файла: Задачи, составленные по пословицам и поговоркам.doc
• Тип: Решение; #444763
• страница: 1 из 18

Решение любой физической задачи является делом увлекательным и крайне полезным. В процессе решения Вы глубже понимаете суть физических явлений и законов, учитесь выделять главное и отбрасывать второстепенное.

Перед Вами сборник задач по физике с художественным содержанием. А это означает, что каждая задача имеет не только физическое содержание, но несет эмоциональную и смысловую нагрузку, не связанную непосредственно с физикой.

Текст такой задачи может вызвать улыбку, а найденный Вами ответ определить дальнейшую судьбу действующих в задаче героев. Вы обнаружите, что физика есть в мифах, стихотворениях и даже в сказках. Знание физики поможет Вам по-новому взглянуть на художественные произведения, найти ошибки и заблуждения авторов и удивиться точности и красочности описаний физических явлений. Благодаря физике Вы сможете полнее оценить всю красоту произведений классиков научной фантастики: Ж. Верна, А.Кларка, А. Азимова. С. Лема и других, в основе творчества которых – вера в разум человека и в силу его научных знаний.

Задачи, составленные по пословицам и поговоркам, позволят Вам оценить народную наблюдательность и отсеять их от предрассудков и суеверий.

Мы надеемся, что предлагаемые задачи позволят Вам глубже узнать и еще больше полюбить такую волшебную науку как физика!

1. 
   ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
   

1.1. Решили однажды звери измерить длину удава. Получилось, что его длина равняется четырем слонам, девяти обезьянам или тридцати восьми попугаям. «А в попугаях я длиннее!» – сказал удав после измерения.

(Из мультфильма «38 попугаев»)

Так ли это на самом деле? Какова длина слона в попугаях и попугая в обезьянах?

1.2. «Мэри Поппинс измерила Майкла с ног до головы рулеткой и громко фыркнула:

– Как и следовало ожидать! ты делаешься все хуже и хуже!

Майкл вытаращил глаза.

–На рулетках не бывает слов, на них бывают только дюймы или сантиметры! – возразил он.

– С каких это пор? – высокомерно бросила Мэри Поппинс, сунув рулетку ему под нос. На ленте большими синими буквами было написано: «Хуже и хуже»

(Памела Трэверс, «Мэри Поппинс открывает дверь»).

Почему линейкой нельзя измерять поведение ребенка? (если это, конечно, не волшебная линейка Мэри Поппинс).

1.3. «Семь раз отмерь – один раз отрежь!» (русская народная пословица) – наказал перед уроком учитель труда.

«Понял!» – воскликнул Петя и сделал табуретку в семь раз больше, чем надо. Что имел в виду учитель, делая наказ ученикам, и что сделал Петя?

1.4. В племени «Юмба-Тумба» в качестве эталонов веса приняты следующие значения: «можно поднять одним мизинцем»; «можно поднять одной рукой»; «можно поднять двумя руками»; «неподъемный». В чем недостаток такой системы мер веса?

1.5. Рона Гарри нашел в дальнем конце библиотеки, он измерял домашнее задание по истории волшебства: профессор Бинс задал сочинение длиной один метр…

– Просто беда, – сказал Рон, убрав рулетку. Свиток тут же свернулся. – Не хватает целых двадцати сантиметров… А Гермиона настрочила, да еще мелким почерком, целых полтора метра»

(Дж. К. Ролинг, «Гарри Поттер и Тайная комната»).

Во сколько раз сочинение трудолюбивой Гермионы больше произведения Рона? В каких единицах измерения задал бы сочинение профессор Бинс, если бы ширина свитков Рона и Гермионы была бы разной?
2. ДАВЛЕНИЕ
2.1. Очень легкий Чебурашка массой 1 кг и очень тяжелый Крокодил Гена массой 100 кг решили совершить прогулку по зимнему лесу. Гена одел лыжи, площадь которых 2000 см², а Чебурашке достались ходули площадью опоры 800 мм².

Кто из друзей получит большее удовольствие от прогулки, если снег выдерживает давление в 10 000 Па¹?

2.2. Во сколько раз отличается давление на палубу шхуны, создаваемое левой ногой одноногого пирата Сильвера, от давления его правой деревяшки? Пират имеет размер обуви такой же как у Вас и «деревяшку» площадью опоры 8 см².

2.3. По заданию учителя труда Петя пытался проделать отверстие в доске гвоздем площадью острия 1мм² с силой 30 Н, самый сильный мальчик в классе Коля пытался проткнуть доску металлическим штырем площадью 1см², прикладывая силу 0,1 кН, а самая слабая девочка в классе Катя проткнула доску шилом площадью острия 0,01 мм² с силой 10 Н. Кто из ребят получил «пятерку» по труду и «пятерку» по физике за создание наибольшего давления?

2.4. Пчела вонзает жало с силой 1,0∙10^–5 Н. Какое давление она создает на нос Вини-Пуха, захотевшего меда, если площадь ее жала 3,0∙10 ^–16 м²?

2.5. В повести И.С. Соколова-Микитова «Весна в Чуне» есть такое наблюдение: «Выследив стадо лосей, медведь-лосятник старается отбить одного лося, потом долго гоняет его по глубокому снегу. Крепкий наст хорошо выдерживает тяжесть медведя. Проваливающегося в снегу лося медведь преследует, пока тот не остановится от изнеможения, и тогда легко расправляется с выбившейся из сил добычей».

Почему лось проваливается в снег, а медведь нет?

2.6. Четыре лягушонка репетировали гимнастический этюд на надувном матрасе. В какие моменты давление в матрасе было больше: когда все лягушата стояли на матрасе по отдельности или когда лягушата взгромоздились все на одного?

2.7. В романе «Россия молодая» Ю. Герман описывает высадку русской эскадры на берег во время похода Петра I на шведскую крепость Нотебург:

«Матросы, солдаты, пушкари, офицеры, монастырские приписанные мужики, надсаживаясь, со страшным трудом выволакивали из липкой тундровой грязи тяжелые дубовые лафеты, пушечные стволы, бочки с мукой, с соленой рыбой, с сухарями, нагружали на сотни телег, поданных к самому берегу… Телеги тут же вязли по самые ступицы, лошади хрипели, оскальзываясь, валились в грязь. Меншиков… распорядился строить дощатый помост. Выгрузку остановили, навели мостки для телег, Петр, надрывая горло, голодный, обросший щетиной, сам установил черед, – дело пошло толковее. Кони перестали падать, подводы вязнуть» Почему подводы перестали вязнуть в грязи?

2.8. В романе Ж. Верна «Пять недель на воздушном шаре» есть такие строчки о строении воздушного шара: «У верхнего конца сфероида, где сосредоточено почти все давление, тафта была положена вдвое».

В чем заключается ошибка этого рассуждения?

2.9. Воздушный шар с героями романа Ж. Верна «Пять недель на воздушном шаре» поднялся «почти вертикально на высоту тысячи пятисот футов, что было отмечено падением барометра».

На сколько мм.рт.ст. «упал» барометр?

2.10. Ж. Верн в романе «Пять недель на воздушном шаре» рассказывает о двух ученых: Бриоши и Гей-Люссаке, которые поднялись так высоко на воздушном шаре, что «у них пошла кровь из горла и ушей». Почему это произошло?

2.11. «Барометр в земледельческом хозяйстве может быть с большой выгодою заменен усердною прислугою, страдающей нарочитыми ревматизмами» (Козьма Прутков).

При каких условиях у прислуги бывают ревматические боли?

2.12. В романе М. Шолохова «Поднятая целина» есть такой эпизод: дед Щукарь объелся телятиной и у него заболел живот. Чтобы вылечить деда, лекарка поставила ему на живот разогретую «махотку» (глиняный горшок). «Ой, живот мне порвет! Ой, родненькие, ослобоните! – закричал дед Щукарь». Тогда Давыдов взял скалку и стукнул ею по дну махотки, она рассыпалась, и «воздух со свистом рванулся из-под черепков».

Почему не удалось снять горшок и пришлось его расколоть? Верно ли с точки зрения физики описано поведение воздуха после того, как разбили «махотку»?

2.13. «Если позвоночное длиной в несколько сот метров может держаться на глубине тридцати тысяч футов, стало быть, миллионы квадратных сантиметров его поверхности испытывают давление многих миллиардов кг. Какой же мускульной силой должно обладать животное, чтобы выдерживать такое давление! Надо полагать, что на нем обшивка из листового железа в восемь дюймов толщиной!»

(Ж. Верн. «20 тысяч лье под водой»).

В чем заключается ошибка этого рассуждения?

2.14. «Все эти приборы (термометр, гигрометр, хронометр, зрительная трубка, компас), обычные в обиходе мореплавателей. Но тут есть вещи, которые, очевидно, имеют отношение к особенностям управления подводным кораблем. Хотя бы этот большой циферблат с подвижной стрелкой, не манометр ли?»

Что ответил капитан Немо своему любознательному собеседнику? Зачем на подводном корабле манометр? Можно ли с помощью гигрометра и барометра предсказать погоду, находясь в подводном положении?

2.15. Один хитрый мальчик утверждал, что летом, в составе группы альпинистов, он участвовал в восхождении на гору высотой 7500 м. В доказательство он показывал фотографию, где он был снят на вершине горы с флагом, кислородным прибором, термометром, психрометром, барометром и хронометром.

Показания какого прибора позволили одноклассникам опровергнуть утверждения юного альпиниста и определить, что фотографирование не могло происходить на большой высоте?

2.16. С какой силой небосвод давил на плечи Геракла, заменившего Атланта на его посту? Будем считать, что масса небосвода – это масса земной атмосферы. Нормальное атмосферное давление – 1,0·10⁵ Па, радиус Земли – 6300 км.

2.17. Митя стал вертеть головой по сторонам, исследовать, что за Малый Эрмитаж такой.

Куда примечательней был висевший подле окна прибор – бронзовый, круглый. Ух, ты, сообразил Митридат, и градусы показывает, и пульсацию атмосферы.

(Борис Акунин. Внеклассное чтение)

Как называется прибор, «показывающий градусы»? Что автор подразумевает под «пульсацией атмосферы» и каково название прибора, ее измеряющего?

2.18. Однажды террористы сбросили Джеймса Бонда, суперагента «007», в резервуар с водой, на дне которого находился выпускной люк площадью 0,8 м², открывающийся внутрь резервуара. Чтобы открыть люк, необходимо преодолеть силу давления воды на него, равную 8000 Н, что оказалось не под силу суперагенту. Как же Бонд смог не утонуть в течение нескольких часов до прихода помощи, если он абсолютно не умеет плавать?


3. ПЛОТНОСТЬ
3.1. Старик Хоттабыч, когда находился в обществе своего спасителя Вольки, имел плотность организма 980 кг/м ³ и объем, равный 0,080 м ³.

Какова была плотность Хоттабыча, когда он на протяжении двух тысяч лет в полном одиночестве сидел в двухлитровом кувшине?

3.2. Герои романа И.Ильфа и Е.Петрова «Золотой теленок» Паниковский и Балаганов распиливают пополам две шестнадцатикилограммовые чугунные гири для того, чтобы определить, нет ли внутри их золота.

Предложите более легкий путь решения проблемы.

Какой была бы масса золотой гири, такой же по объему, как чугунная гиря массой 16,0 кг?

3.3. Какую массу имело бы обыкновенное куриное яйцо, будь оно полностью золотым? Объем яйца определите экспериментально.

3.4. Какую плотность имеет Людоед массой 115 кг при превращении в мышку объемом 15 см³?
4. ЗАКОН АРХИМЕДА
4.1. Подводная лодка «Наутилус», полностью погруженная в воду, вытесняет тысячу пятьсот кубических метра воды и имеет массу 1356 тонн.

Каково соотношение части лодки, выступающей над водой, и всего ее объема?

Какой должна быть емкость резервуаров, чтобы при заполнении их водой корабль полностью погружался в воду?

4.2. «Погружаясь в глубинные слои, ваш подводный корабль испытывает повышенное давление верхних слоев воды. Разве это давление не выталкивает его снизу вверх с силою, которая равна примерно одной атмосфере на каждые тридцать футов воды, то есть около одного килограмма на квадратный сантиметр?»

Что ответил на это капитан Немо?

4.3. «…Егорушка… разбежался и полетел с полуторасаженной вышины. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, до дна не достал, какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила и понесла его обратно наверх» (А.П. Чехов, «Степь»).

Какая сила выталкивала Егорушку наверх? Действительно ли Егорушке удалось «потрогать» выталкивающую силу?

4.4. Баба Яга купила у Водяного слиток золота, причем взвешивание происходило под водой на пружинных весах и показало массу 15 кг. Какова масса слитка в действительности? Кто кого обманул?

4.5. Каково должно быть отношение объема плавательного пузыря золотой рыбки к общему объему ее золотых частей, чтобы рыбка не утонула?

4.6. Каков должен быть объем шарика с водородом, чтобы удержать в воздухе Пятачка? Его масса примерно равна 30 кг. Объемом Пятачка и массой оболочки шара можно пренебречь.

Мог ли Винни Пух подняться в воздух на тех шариках, которые показаны в известном мультфильме?

4.7. В романе А. Кларка «Город и звезды» на одной из планет главные герои «…встретили целую флотилию огромных мешковатых пузырей, плывших по ветру. Из каждого этого полупрозрачного мешка свешивались ветви, образуя своего рода перевернутый лес. Некоторые растения в попытке избежать смертоубийственных конфликтов на поверхности планеты приноравливались, оказывается, жить в воздухе! Благодаря какому-то чуду адаптации, они научились производить водород и запасать его в резервуарах, что позволило им подняться в сравнительно безопасные слои нижней части атмосферы».

Каким должен быть объем пузыря такого растения, если его масса равна 100 кг (без учета массы водорода), а плотность атмосферы планеты ρ = 2,00 кг/м³.

4.8. Сколько Дюймовочек массой по 5,0 г каждая смогут переплыть реку в тазике массой 500 г и объемом 6,0 л?

4.9. А лисички

Взяли спички

К морю синему пошли,

Море синее зажгли.

Прибегали два курчонка,

Поливали из бочонка.

Приплывали два ерша, поливали из ковша,

Тушат, тушат – не потушат,

Заливают – не зальют.

(К. Чуковский)

В какой ситуации море действительно может гореть и его нельзя «залить» водой?

4.10. В романе Ж. Верна «Пять недель на воздушном шаре» говорится, что воздушный шар, наполняемый водородом, имел емкость 44847 кубических футов. (Английский кубический фут = 0,0283 м³). Какова подъемная сила такого шара?

4.11. В чем заключается особенность плавания Буратино, туловище которого сделано из осины, а голова из дуба?

4.12. Изменится ли уровень воды в ведре, если Буратино будет плавать в нем не на боку, а вверх ногами?

4.13. Буратино плавает в ведре с водой и держит в руке золотой ключик. Как изменится уровень воды в ведре, если Буратино утопит ключ? Выбросит ключ за край ведра?

4.14. «Тогда раджа приказал:

– А теперь покажи, где верхний, а где нижний конец у обрубка черного дерева.

Мальчик взял обрубок, оглядел его со всех сторон, подержал в руках и опустил в воду.

– Господин, верхний конец тот, который над водой, – сказал он радже».

(Из индонезийской сказки «Мальчик и раджа»)

Как объяснить ответ мальчика?

4.15. В романе Х. Клемента «Экспедиция «Тяготение» рассказывается о планете, где сила тяжести в несколько раз больше, чем на Земле. На этой планете из моря на берег выбросило огромное морское животное: «на добрых шестьсот футов растянулось оно на песчаном грунте; при жизни это тело было, вероятно, цилиндрической формы и имело более восьмидесяти футов в диаметре. Теперь же, вне жидкой среды, в которой оно обитало, оно напоминало восковую модель, слишком долго пролежавшую под горячими лучами солнца. Даже если предположить, что плотность тела у этого чудовища примерно вдвое меньше, чем у земных животных, вес его должен быть огромен, если еще учесть тройную, по сравнению с земной, силу тяжести».

Какова масса описанного в романе животного и почему оно, выброшенное на берег, погибает? Может ли такое произойти на Земле с морскими животными? Плотность тела земных животных считать равным плотности воды.

4.16. В романе Х. Клемента «Экспедиция «Тяготение» на экваторе планеты Месклин ускорение свободного падения в два раза больше земного, а на полюсах достигает 700g.

Почему у сделанного из эластичного материала каноэ, на котором плавают жители экватора, при приближении к высоким широтам увеличивается осадка, тогда как по закону Архимеда она не должна изменяться? Почему при приближении к полюсу лодка тонет?

4.17. В.Д. Иванов в романе «Русь изначальная» так описывает переправу разведчика Ратибора через реку: «Ноздри и уши пловец заткнул желтым воском… Придерживая тростинку за конец губами, он скрылся под водой и обеими руками поднял камень величиной с коровью голову. Обвязав груз тонкой веревкой, Ратибор устроил петлю для руки».

Для чего был взят камень? Почему подобным образом нельзя погружаться на глубину более 10 м, сделав длинную дыхательную трубку?

4.18. На реке Белой начался ледоход. Мальчик «жадно следил глазами, как шла между неподвижных берегов огромная полоса синего, темного, а иногда и желтого льда… Какая-то несчастная черная корова бегала по льдине, как безумная» (С.Т. Аксаков, «Детские годы Багрова внука»).

Оцените минимальный объем льдины, на которой могла находиться корова.

4.19. В романе В. Гюго «Девяносто третий год» экипаж поврежденного корабля отчаянно борется за его плавучесть: «Команда не теряла времени даром. Корвет был облегчен. Выбросили в море все, что только можно было собрать после разгрома, произведенного каронадой (пушкой, сорвавшейся с цепей во время шторма – прим. А.У.): подбитые орудия, поломанные лафеты, куски оторванной внутренней обшивки, обломки дерева и железа».

Для чего экипаж облегчал корабль?