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: 10 из 18

20.12.* Период полукваканья лягушек (время, за которое хотя бы один раз квакает половина всех лягушек, находящихся на болоте) равен 2 мин. Через какое время на болоте останется 6,25 % неквакнувших ни разу лягушек? Можем ли мы сказать через какое время квакнет одна, выделенная нами лягушка?

20.13.* Ученые нашли древний бутерброд, в котором обнаружен застрявший огромный зуб. Было установлено, что это зуб графа Дракулы и доля распавшегося изотопа углерода ₆С¹⁴ в нем составляет 75%. Каков возраст зуба графа Дракулы? Период полураспада изотопа – 5600 лет.

20.14.* «Питание компьютер (управляющий электрической активностью мозга больного – прим. А.У.) получит от плутониевой батарейки Хендлера, которая будет вживлена под кожу плеча. Таким образом, больной не будет зависеть ни от кого и ни от чего. Батарейка гарантирует непрерывную подачу энергии в течение двадцати лет. Батарейка меньше сигаретной пачки и содержит радиоактивный изотоп плутония – 239».

(М. Крайтон, «Человек – компьютер»)

Какая часть плутония подвергнется распаду через 12 лет, если период полураспада плутония 24 года?

20.15.* Привидение может поглощать или отдавать энергию только дискретно, порциями по 666 Дж. С какой минимальной начальной скоростью оно может пнуть мячик массой 100 г из состояния покоя?

20.16.* Привидение имеет три энергетических уровня: нулевой уровень, при котором привидение бесцветно; первый уровень, на котором привидение имеет зеленый цвет и энергию 666 Дж; второму уровню соответствует энергия в 1332 Дж и красный цвет.

Каким станет бесцветное привидение, если:

а) в него бросить молотком массой 100 г со скоростью 10 м/с;

б) выстрелить пулей в 20 г со скоростью 600 м/с?

в) сбросить на него камень массой 60 кг с высоты 2 м?

С какой скоростью привидение может запустить сковородку массой 5 кг, если при этом оно:

а) из красного становится зеленым;

б) из зеленого становится бесцветным;

в) из красного становится бесцветным.

20.17.* «Минутку! – воскликнул он (электрон – прим. А.У.) внезапно. – Кажется я вижу местечко поудобнее. По-ка-а!

И гигантским прыжком электрон отправился куда-то вглубь атома.

…Счастливый электрон все глубже и глубже внедрялся внутрь атома, и яркие лучи света сопровождали его триумфальный полет. Лишь когда электрон достиг внутренней оболочки, это почти нестерпимое сияние прекратилось.

– Что это было? – спросил мистер Томпкинс, ослепленный неожиданно открывшимся ему зрелищем нового, неизвестного ранее явления. – Откуда весь этот блеск?»

(Г.Гамов. «Приключения мистера Томпкинса»)

Что можно ответить мистеру Томпкинсу?

20.18. Человек смотрит на сотни фотографий, видит следы электронов, отклоняющихся влево, и вдруг перед ним фотографии таких же следов, таких же частиц, отклоняющихся вправо. Можно сказать, зажал в руке позитрон. Вот молодой Савостьянов сообразил бы! А Шишаков оттопырил губы и отложил фотографии в сторону как дефектные.

(Василий Гроссман. Жизнь и судьба)

Почему электроны отклоняются от прямолинейного движения? В чем необычность частиц, отклоняющихся в другую от электронов сторону?

20.19.* В повести. Г. Гамова «Приключения мистера Томпкинса» действие происходит в мире, где квантовые эффекты настолько значительны, что становятся наблюдаемы органами чувств в условиях макромира. Автор описывает охоту в «квантовых» джунглях на «квантовых» животных:

«Взгляните вон туда! Газели! Множество газелей! – воскликнул сэр Ричард, поднимая свое ружье. И, действительно, огромное стадо газелей показалось из бамбуковой рощи.

– Дрессированные газели, - подумал мистер Томпкинс. – Бегут строем, как на параде. Хотел бы я узнать, уж не квантовый ли это эффект?

– Не тратьте понапрасну ваши охотничьи припасы, - сказал профессор. – Очень мало шансов попасть в животное, когда оно движется в дифракционной картине.

– Почему вы говорите не о животных, а об одном животном, – удивленно спросил сэр Ричард. – Здесь по крайней мере несколько дюжин газелей!»

Что мог ответить профессор сэру Ричарду?

20.20.* Лавка битком была набита всякими диковинками, но вот что странно: стоило Алисе подойти к какой-нибудь полке и посмотреть на нее повнимательнее, как она тотчас же пустела, хотя соседние полки ломились от всякого товара.

– Какие здесь вещи текучие!– жалобно проговорила Алиса».

(Л. Кэрролл, «Алиса в зазеркалье»)

В чем сходство вещей в этой лавке с элементарными частицами, которые мы пытаемся «увидеть» (т.е. определить для них некоторые параметры, например, импульс и координату)?

20.21.* «Генерал, передайте вперед, чтобы армия остановилась.

Лан Пирот легонько стукнул булавой в спину последнего солдата и начал:

– Передай…

Дуболом не стал дослушивать. Он понял, что по какой-то причине, известной начальству, и до которой ему, желтому номер десять, нет никакого дела, надо передать вперед полученный удар. И со словом «Передай!» он сунул дубинкой в спину желтого девятого. Но удар получился немного сильнее.

– Передай! – крикнул девятый желтый и стукнул желтого восьмого так, что тот пошатнулся.

– Передай, передай, передай! – раздавалось по цепи, и удары становились все чаще и сильнее.

Дуболомы пришли в азарт. Дубинки колотили по крашеным спинам, некоторые солдаты падали…»

(А. Волков, «Урфин Джюс и его деревянные солдаты»)

В чем сходство описанного в армии дуболомов случая с явлением индуцированного излучения атомов, лежащего в основе действия лазеров?

21. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

21.1. «Физики прошлого века напоминали Штруму людей с нафабренными усами, в костюмах со стоячими крахмальными воротниками и с твердыми манжетами, столпившихся вокруг бильярдного стола. Глубокомысленные мужи, вооруженные линейками и часами-хронометрами, хмуря густые брови, измеряют скорости и ускорения, определяют массы упругих шаров, заполняющих мировое суконное пространство.

Но пространство, измеренное металлическими стержнями и линейками, время, отмеренное совершеннейшими часами, вдруг стали искривляться, растягиваться и сплющиваться. Их незыблемость оказалась не фундаментом науки, а решетками и стенами ее тюрьмы…

Мир стал неевклидовым, его геометрическая природа формировалась массами и скоростями.

С нараставшей стремительностью шло научное движение в мире, освобожденном Эйнштейном от оков абсолютного времени и пространства».

(Василий Гроссман. Жизнь и судьба)

Что символизирует поверхность бильярда в классической физике? Какое физическое понятие пытались ввести физики в качестве «суконного» мирового пространства для сохранения основ классической физики?

Почему в «суконном» мировом пространстве достаточно одного хронометра, тогда как в «новом» мировом пространстве измерение одними, пусть даже «совершеннейшими» часами бессмысленно?

Почему автор говорит, что геометрия нового неевклидового мира формируется массами и скоростями, а не временем и расстоянием?

21.2* «30.VIII.2006. Прибавил скорость. …После двух поймал радиосигнал, посланный Поповым в 1896 году. Я таки порядочно отмахал от Земли».

(С.Лем, «Звездные дневники Ийона Тихого»)

На каком расстоянии от Земли находится Ийон Тихий?

21.3.* Злой Бармалей покупал золото у аборигенов при температуре 20 С, а потом нагревал его до температуры 80 С и продавал по той же цене, справедливо считая, что горячее золото тяжелее. Сколько золота должен продать хитрый Бармалей, чтобы получить прибыль в 1 рубль? В те далекие времена один грамм золота стоил один рубль.

21.4.* «Одинокий велосипедист показался вдали и стал медленно приближаться. Когда он подъехал поближе, мистер Томпкинс вытаращил глаза от изумления: и велосипед, и восседавший на нем молодой человек были невероятно сокращены в направлении движения, как будто их рассматривали через цилиндрическую линзу. Часы на башне пробили пять, и велосипедист, по-видимому, куда-то спешивший, приналег на педали. Мистер Томпкинс не заметил, чтобы скорость от этого прибавилась, но усилия велосипедиста не прошли бесследно: он сократился еще сильнее и отправился дальше, в точности напоминая картинку, вырезанную из картона» (Г. Гамов. «Приключения мистера Томпкинса»).

Объясните наблюдаемое мистером Томпкинсом явление, с учетом того, что Томпкинс оказался в мире, где предельно допустимая в природе скорость значительно меньше скорости света.

21.5.* В повести Г. Гамова «Приключения мистера Томпкинса» действие происходит в мире, где релятивистские эффекты усиливаются до такой степени, что становятся доступными нашим чувствам. Мистер Томпкинс спрашивает велосипедиста, какой смысл изо всех сил крутить педали, если скорость при этом все равно не возрастает. Что мог ответить велосипедист?

21.6.* «Томпкинс (см. задачу 19.18.) воспользовался чьим-то велосипедом, стоявшим у края тротуара, и помчался по улице. Он ожидал, что сразу же сократится в направлении движения и даже был рад этому, так как начавшаяся расползаться в последнее время фигура причиняла ему некоторые неприятности».

(Г. Гамов, «Приключения мистера Томпкинса»)

Оправдались ли ожидания мистера Томпкинса?

21.7. «Кстати о часах. Я насчитал в доме девятнадцать напольных и настенных, и все шли вразнобой. Решил, что часы заведу сам – это дело требует аккуратности и точности. Хороший дом, содержащийся в идеальном порядке, всегда видно потому, одинаковое ли время в нем показывают часы в разных комнатах. Это вам скажет любой опытный дворецкий».

(Б. Акунин, Коронация)

Можно ли назвать Вселенную «хорошим домом», содержащимся в порядке? Может ли дворецкий, будь он самым опытным, поставить часы в доме абсолютно одинаково?

21.8. В фантастической повести Майка Крайтона «Штамм «Андромеда» человечество ведет борьбу с занесенными из космоса микроорганизмами, которые обладают уникальными способностями:

«В идеальных условиях клетка бактерии E.coli делится каждые двадцать минут… Бактерии размножаются в геометрической прогрессии: из одной образуются две, из двух четыре, из четырех восемь и т.д. Таким образом, выходит, что в течение суток одна единственная клеткаE.coliспособна вырасти в сверхколонию размером и весом с планету Земля. Этого не случается по той простой причине, что вечных «идеальных условий» для роста нет и не может быть. Иссякает пища… Однако, если штамм «Андромеда» способен непосредственно превращать энергию в материю, то достаточно дать ему мощный источник энергии, такой, как ядерный взрыв…»

Далее герой повести отвергает предложение военных взорвать лабораторию со штаммом ядерной бомбой, так как штамм сразу же мгновенно расплодится до невероятных размеров. Прав ли ученый?
ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ

2. 
   Измерение физических величин
   

1.1. На самом деле длина удава остается постоянной при любых измерениях, изменяются только единицы измерения длины.

1слон = 9,5 попугая; 1 попугай = 0,24 обезьяны.

1.2. Измеряемая величина сравнивается только с однородной величиной, взятой за единицу измерения. Поэтому линейкой можно измерять только длину, а не поведение.

1.3. Учитель имел в виду, что отрезаемая величина должна быть средней от семи измерений, а Петя отмерил величину в семь раз большую.

1.4. Меры веса в племени «Юмба-Тумба» точными не являются, они зависят от физической силы человека, производящего измерение, кроме того, непонятно, как одни меры переводить в другие.

1.5. Сочинение Гермионы больше произведения Рона в 1,9 раза. Если бы ширина свитков была бы разной, то величину сочинения измеряли бы в единицах площади, которая находилась бы как произведение ширины свитка на его длину.
2. Давление

2.1 = 5000 Па < 10000 Па; 20000 Па > 10000 Па –Чебурашка не получит удовольствия от прогулки, так как из-за малой площади опоры ходулей создаваемое им давление будет больше того давления, которое выдерживает снег и Чебурашка будет проваливаться.

2.2 , где S₂ – площадь Вашего ботинка (определяется экспериментально. Для этого обведите контуры Вашего ботинка на тетрадной бумаге, разлинованной в клеточку. Подсчитайте площадь подошвы, зная что четыре клеточки имеют площадь 1 см²), S₁ – площадь «деревяшки» Сильвера.

2.3. = 3∙10⁷Па ; Па; Па.

2.4. 3,3∙10¹⁰Па. Такое большое давление позволяет пчеле при незначительной силе легко прокусывать самую толстую кожу. Нос Вини Пуха пострадает.

2.5. Площадь лап медведя намного больше, чем площадь копыт лося, поэтому медведь оказывает значительно меньшее давление на снег, чем лось, и, в отличие от лося, не проваливается.

2.6. Согласно закону Паскаля, воздух внутри матраса будет передавать производимое им давление одинаково по всем направлениям. Когда лягушата стояли по отдельности, увеличение давления воздуха в матрасе равнялось величине давления, создаваемого одним лягушонком. Когда лягушата составили пирамиду, давление, производимое нижним лягушонком на матрас, становилось больше в четыре раза. Это увеличение давления наблюдалось по всему объему.

2.7. Доски, положенные плашмя, имеют значительно большую площадь, чем колеса телег. Поэтому давление на раскисшую землю уменьшается и подводы не проваливаются в грязь.

2.8. По закону Паскаля давление газа будет везде одинаковым. Если учесть гидростатическое давление, обусловленное весом газа в шаре, то давление внизу шара будет даже больше, чем вверху.

2.9. При подъеме уменьшается высота воздушного столба, что приводит к уменьшению атмосферного давления. Соответственно уменьшается высота ртутного столба барометра. ; ; =45 мм.рт.ст.

2.10. Атмосферное давление с высотой уменьшается. При подъеме разница между внешним давлением воздуха и давлением крови в человеческом организме становится больше критической, что вызывает кровотечение.

2.11 Ревматические боли, по Козьме Пруткову, бывают от перепада давления.

2.12. Судя по описаниям, горшок ставился как медицинская банка: горшок переворачивается вниз отверстием, в него вставляется горящая лучина, потом она быстро убирается, а банка ставится отверстием на кожу больного. При горении лучины в горшке воздух нагревается и расширяется, когда лучину удаляют, воздух внутри горшка остывает, и давление резко понижается. В результате давление внутри горшка становится меньше атмосферного и горшок «присасывается» к коже.

При ударе по горшку воздух не выходит из-под махотки, а наоборот, заходит в нее.

2.13. Чтобы выдержать внешнее давление глубоководным животным не нужно иметь гигантскую мускульную силу. В действительности глубоководные животные зачастую имеют хрупкое строение. Давление воды компенсируется внутренним давлением в организме животного.

2.14. С помощью манометра по давлению воды за бортом можно судить о глубине погружения лодки. Предсказать в подводном положении погоду с помощью гигрометра и барометра не удастся, так как они покажут относительную влажность и давление внутри подводной лодки, которая не связана с атмосферным воздухом.

2.15. Обман обнаруживается по показаниям барометра. Шутник не учел того, что на высоте 7500 м показания барометра должны быть значительно ниже, чем внизу.

2.16. Площадь шара находится по формуле: . Тогда =5∙10¹⁸ Н.

2.17. Прибор, «показывающий градусы» – термометр. Под пульсацией атмосферы подразумевается изменение атмосферного давления. Атмосферное давление измеряется барометром.

2.18. По давлению воды на люк можно определить высоту водяного столба в резервуаре: =1 м. Понятно, что на такой глубине суперагент не утонет и дождется помощи.