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: 16 из 18

18.21. Когда на качели садится длинный Крокодил Гена, центр тяжести поднимается, длина маятника уменьшается и период колебаний тоже становится меньше.

18.22. Необходимо найти период колебаний кеда на шнурке с помощью часов: , где n – число колебаний. Найти длину шнурка: ; и наконец измерить длину и ширину коровника шнурком и вычислить площадь.

18.23. Отсутствие атмосферы не позволяет осуществлять связь на коротких волнах, так как они распространяются по поверхности путем отражения от ионосферы. Ультракороткие волны распространяется только в пределах видимости, поэтому необходимы ретрансляторы, расположенные в прямой видимости друг от друга.

18.24. ; ; = 796 с. Именно через такое время смелый Кузя сможет вернуться в родное болото.

18.25. Разговор в звуковом диапазоне между двумя роботами на внешней звуконепроводящей обшивке звездолета, летящего в межзвездном пространстве (по мотивам фильма Дж. Лукаса «Звездные войны»).

Первый робот: «Слушай, а если имперский корабль взорвется, мы услышим этот взрыв?

Второй робот: …

Что ответил второй робот на вопрос своего электронного товарища?

19. ОПТИКА

19.1. Солнечный свет, отражаясь от ровной и неподвижной поверхности воды, попадает в глаза наблюдателю. Волны, разбегающиеся от парома, нарушают горизонтальную поверхность воды и меняют направление отраженных солнечных лучей, поэтому и река «пошла складками».

1 9.2. Это может быть перископ, устройство которого изображено на схеме.
19.3. «И живописец ответил так: – Сумею, госпожа моя! Если ты соизволишь подняться на крышу и глядеться оттуда в таз с водой, стоящий на земле, то я выполню твою просьбу».

(Из персидской сказки, «Семь приключений Хатема»).

19.4. Во-первых, луч лазера при переходе из одной среды в другую будет преломляться. Во вторых, часть луча будет отражаться от поверхности воды, поэтому рыцарю надо быть осторожным, он может пораниться отражением своего меча.

19.5. «Василиск убивает взглядом. Но он пока никого не убил. Наверное, потому, что никто из них не смотрел ему прямо в глаза. Колин видел его через глазок фотокамеры… Гермиона догадалась, что чудовище из тайной комнаты – Василиск. Спорим на что угодно – она сказала первому, кого встретила, давай на всякий случай заглянем за угол с помощью зеркала. Девушка достала зеркальце, а дальше – сам знаешь…».

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

19.6. Поставить зеркало так, чтобы в нем отражались все люди, входящие в здание. Тот, кто не отразится в зеркале – вурдалак.

19.7. В бинокле или перископе изображение получается при отражении лучей от зеркала, а, как известно, вампиры не отражаются в зеркалах.

19.8. При прохождении лучей через оптическую систему часть света отражается от поверхности линз. В просветленной оптике, процент отраженного света меньше, в непросветленной – больше. Свет от вампира не отражается, следовательно, он полностью проходит через оптическую систему и попадает на фотоплёнку.

1 9.9. Из-за преломления воды щука кажется несколько выше, чем на самом деле. Чтобы жить припеваючи, Емеле необходимо знать физику, тогда бы он догадался зачерпнуть бадьей поглубже. Это еще один из примеров, показывающих, как важно знать физику!

19.10. Высота предмета H< 3569 м.


1 9.11. Необходимо поставить линейку вертикально, отметить границу своей тени и тени от линейки, а затем измерить длину теней H и h соответственно, тогда ваш рост определится как , где l – длина линейки.

19.12. При полной невидимости человека лучи будут беспрепятственно проходить через все его тело и не испытывать преломления, в том числе и через глаза. В этом случае «властелин» мира будет не только невидим, но и слеп!

19.13. Относительный показатель преломления человека-невидимки относительно воды будет равен не единице, поэтому его тело начнет искажать световые лучи.

19.14. Кащей Бессмертный стал близоруким, так как коэффициент преломления алмаза значительно больше коэффициента преломления хрусталика человеческого глаза.

19.15. Близорукостью. «Воздушные очки» могли представлять маску «наоборот», т.е. маску, наполненную водой. Таким образом, щука смотрит как бы из-под воды. Ее глаза обладают в этом случае нормальным зрением, т.к. отношение коэффициента преломления глаза определяется переходом глаза – вода, привычным для нее.

19.16. Для визуального осмотра дна водоемов с мутной водой на глубине, не превышающей роста человека достаточно надеть шапку-невидимку и войти в водоем. Тогда можно будет видеть через тело человека участки дна, находящиеся под ногами.

Можно предложить использовать Шапку-невидимку:

1) в качестве компаса;

2. 
   с медицинскими целями для визуального наблюдения внутренних органов.
   

19.17. «Нужно только, чтобы лучи Солнца были сведены в одну точку, а для этой цели лед может заменить нам лучший хрусталь. Только я предпочел бы кусочек пресноводного льда: он крепче и прозрачнее…

Доктор велел отрубить кусок льда, имеющий фут в диаметре, и начал обравнивать его топором. Потом отделал его ножом, наконец постепенно отшлифовал рукою. Получилась прозрачная чечевица, словно из лучшего хрусталя. Солнце было довольно яркое. Доктор поставил чечевицу его лучам и сосредоточил их на труте. Через несколько секунд трут разгорелся».

(Ж. Верн, «Путешествия капитана Гаттераса»)

19.18. Очки пропускают только лучи зеленой части спектра и задерживают все остальные. Если в световом потоке не содержится зеленый цвет, то предмет сквозь очки кажется черным. Именно поэтому все предметы в Изумрудном городе имеют черно-зеленую окраску.

19.19. Если бы зрачки стали невидимыми, то Гарри Поттер стал бы слепым, так как лучи света не фокусировались бы на сетчатке глаза и проходили бы сквозь нее.

*****

19.20. Угол между поверхностью воды и лучом обозначим γ, тогда глубина, на которую достанет лазерный меч, найдется по формуле: =1,38 м.

19.21. 1,2 м. Чтобы дождаться Ивана Царевича, лягушке придется сидеть в африканском или амазонском болоте, где есть водные растения с такими большими листьями.

19.22. Предмет является идеально черным, если поглощает свет всех длин волн и ничего не отражает. Понятно, что меньше, чем «ничего» быть не может.

19.23. Цвет различается человеком с помощью специальных светочувствительных клеток – колбочек. При слабом освещении зрение осуществляется другими клетками – палочками, которые являются более чувствительными, но не создают цветовых ощущений, поэтому при слабом свете все предметы кажутся серыми.

19.24. При ярком свете зрачки сужаются, и уменьшается световой поток, попадающий на сетчатку глаза. Поверхности, имеющие низкую относительно яркого солнца освещенность, будут трудно различимы.

19.25. Полная темнота в тени и яркий свет на солнце обусловлены отсутствием атмосферы, которая рассеивает свет, благодаря чему в тени достаточно светло, а на свету – не слишком ярко.

19.26. Зрение русалок приспособлено к показателю преломления воды, при выходе из воды оптическая сила хрусталика их глаз окажется чрезмерной, и русалки станут близорукими. Для нормального зрения над водой им необходимы очки с отрицательной оптической силой.

19.27. Привидение можно использовать в оптических приборах, где необходимо изменять оптическую силу линз. Например, в биноклях, в объективах фотоаппаратов и т.д. Вместо того, чтобы для наведения резкости изменять расстояние между линзами оптической системы, достаточно играть ту или иную музыку до получения резкого изображения.

19.28. 0.

19.29. Свет, длина волны которого соответствует фиолетовому цвету, имеет в среде меньшую скорость, чем красный свет. В результате длительного движения внутри «медленного» стекла, красный свет намного обгонит другие, поэтому в таком стекле мы не увидим в точности то же изображение, что было с той стороны стекла много лет назад. Появятся сначала красные цвета спектра, составляющего изображение, потом к ним добавятся оранжевые и т.д.

19.30. Если смотреть «сквозь» человека в шапке-невидимке, то будут искажаться красные и фиолетовые цвета видимого спектра.

19.31. Использование радиолокаторов, эхолокаторов, тепловизоров.

19.32. Лойна– Солнце, Калья – дождь, йулу-вирри – радуга, появляющаяся вследствие дисперсии света в дождевых каплях.

В случае монохроматического излучения йулу-вирри представляло бы собой узкую дугу одного цвета.

19.33. Необходимо расположить два забора так, чтобы штакетник одного был перпендикулярен штакетнику другого.

19.34. «– Возьмите каркас куба и обтяните его этим проводом. Потом сделайте со всех сторон экран из густой сетки и натяните побольше провода внутри куба. В конце концов образуется невидимый куб, целиком сделанный из этого провода. Теперь подавайте на него сигнал в ультрафиолете и получите цветовые узоры, зависящие от длины световой волны. Иными словами, изображение. Цветное и трехмерное, поскольку транслируется оно на невидимый куб. И кроме того, на него можно смотреть под любым углом, поскольку это не оптическая иллюзия, а настоящее трехмерное изображение».

(Г. Каттнер, Гэллегер Бис)

Объяснение возможностей такого невидимого провода для получения изображения не противоречит физическим законам, если изображение получается в плоскостях граней куба. Однако в описании установки не объясняется, как ультрафиолетовый сигнал попадает внутрь куба.

19.35. В линзе, положенной на полированную пластину, мастер наблюдал кольца Ньютона, которые появляются вследствие интерференции лучей, отраженных от пластины и внутренней части линзы. Идеально отшлифованная линза дает идеально круглые радужные кольца. Малейший дефект геометрии поверхности линзы проявляется в искривлении интерференционных колец.

19.36. ; = 0,4

19.37. В рассказе шпиона допущены следующие ошибки: 1) вблизи горизонта солнце красное, а когда поднимается, становится белым, а не наоборот; 2) при одном источнике света (солнце) радуга не может появляться в противоположных от наблюдателя сторонах; 3) радуга наблюдается как дуга окружности и не может иметь овальную форму, и тем более, форму ломаной линии; 4) в вакууме скорость света является постоянной независимо от длины волны, поэтому даже субсветные катера не могут быть видны сначала в одной части спектра, а потом в других; 5) если у лазерно-фотонных пушек действительно оказались когерентные лучи, то максимумы и минимумы должны распределяться по полосам, а не по квадратным участкам земли; 6) если на астероиде нет атмосферы, то в пещере может быть только темнота, а не приятный полумрак, который бывает на Земле от рассеянного в атмосфере света.

20. Квантовая физика, ядерная физика

20.1. «Техническое оснащение «Скевенджеров» позволяло им добиваться практически невозможного. Они могли заснять очертания города при полной светомаскировке и наблюдать за движением отдельных автомашин с высоты 2500 метров. Могли обнаружить подводную лодку на глубине пятьдесят-шестьдесят метров. Могли засечь положение мин в гавани по деформации движения вол и даже получить точные фотоснимки заводов через четыре часа после прекращения там всякой работы, фиксируя остаточное тепловое излучение зданий».

(Майк Крайтон. «Штамм «Андромеда»)

20.2а. Ответ см. в задаче 20.2б.

20.2б. В горах испускаемые радаром радиоволны испытывают многократное отражение от поверхности гор и возникающее на экране «эхо» создает сильные помехи, не позволяющие использовать радар.

При очень низких температурах инфракрасное излучение становится столь малым, что не регистрируется инфракрасными очками. Очки становятся «слепыми».

20.3. Нуф-Нуф покроется загаром, а Ниф-Ниф – румяной корочкой..

20.4. ; ;  7,9 В. Напряжение на фотоэлементе больше запирающего, следовательно, тока в цепи шлюза не будет и Джеймс откроет дверь.

20.5а. Ответ см. в тексте задачи 20.5б.

20.5б. Пыль заряжается благодаря явлению фотоэффекта: под действием излучения Солнца с поверхности пылинок выбиваются электроны, и пылинки приобретают положительный заряд. Во время солнечной активности рентгеновские и ультрафиолетовые излучения интенсивнее, пылинки заряжаются быстрее.

При наличии атмосферы или под простым стеклом пылинки, скорее всего, не заряжались бы, так как атмосфера и стекло задерживают рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, которые вызывают явление фотоэффекта. Под кварцевым стеклом явление фотоэффекта сохранилось бы, так как это стекло не задерживает ультрафиолетовое и рентгеновское излучение.

20.6. «Техническое оснащение «Скевенджеров» позволяло им добиваться практически невозможного. Они могли заснять очертания города при полной светомаскировке и наблюдать за движением отдельных автомашин с высоты 2500 метров. Могли обнаружить подводную лодку на глубине пятьдесят-шестьдесят метров. Могли засечь положение мин в гавани по деформации движения вол и даже получить точные фотоснимки заводов через четыре часа после прекращения там всякой работы, фиксируя остаточное тепловое излучение зданий».

(Майк Крайтон. «Штамм «Андромеда»)

20.7. На усах Ипполита Матвеевича можно наблюдать пример непрерывного спектра, последовательность цветов которого следующая: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

По спектру на усах можно определить химический состав Солнца. Определение химического состава вещества по его спектру называется спектральным анализом. Если бы усы Ипполита Матвеевича были окрашены в линейчатый спектр испускания паров, то они были бы почти полностью черными, исключая узкую полоску желтого цвета.

При иллюстрации усами спектра поглощения, они будут соответствовать непрерывному спектру. Только в том месте, где в предыдущей покраске была светлая полоса желтого цвета, будет полоска «радикально черного» цвета.

20.8. Были использованы «спектральные индикаторы» (С.Лем, «Непобедимый»), т.е. приборы, служащие для определения химического состава вещества по спектру.

20.9. По спектральному анализу вспышек взрывов зондов можно определить химический состав экзосферы Юпитера на разных глубинах:

«Двадцать вспышек, двадцать лопнувших бомбозондов. Планетолог громко говорил в диктофон, заглядывая в отсчетное устройство спектроанализатора:

– Молекулярный водород – 81,35, гелий – 7,11, метан – 4,16…»

(Аркадий и Борис Стругацкие. «Путь на Амельтею»)

20.10. Опасения ученого более чем серьезны. Обнаруженное им излучение, судя по его проникающей способности, – гамма-излучение. Это излучение возникает при радиоактивном распаде атомов и регистрируется по действию на фотопластинку.

Это излучение, идущее от солей урана, обнаружил Беккерель. Склодовская-Кюри и Пьер Кюри открыли новые радиоактивные элементы – полоний и радий. Именно об этих опытах и читал владыка, что говорит об его осведомленности о передовых физических исследованиях того времени (начало ХХ века).

20.11. Современное название «ядерного делителя» – ядерный реактор.

Судя по рассказу ученого, метеорит состоит из урана. Смолка может выполнять роль замедлителя нейтронов, который в реальном реакторе состоит из графита, а вода нужна для охлаждения природного реактора. Хотя возможно, что вода является еще и замедлителем.

На практике появление такого природного реактора маловероятно, потому что в стабильно работающем реакторе коэффициент размножения нейтронов очень близок к единице. При уменьшении этого коэффициента реакция быстро затухает, а при увеличении может привести к взрыву. В реальности коэффициент размножения регулируется управляющими стержнями из кадмия или бора, поглощающими нейтроны. В природном же реакторе никто не управляет реакцией, поэтому непонятно, как коэффициент размножения поддерживается постоянным столь долгое время. Однако, надо отдать должное автору, который придумал интересную версию возможности природного ядерного реактора.