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
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
17.3б. «Проходя через электромагнит, ток притягивал стержень. При отсутствии тока маятник возвращался в прежнее положение… При раскачивании маятника игла оставляла на воске вертикальные штрихи. Пока Ясон рассматривал устройство, скрипучий механизм ожил. Электромагнит зажужжал, маятник качнулся, игла чиркнула по восковому покрытию, веревка, привязанная к середине медной полосы, потянула ее вперед. Полосы, содержащие послания, тут же окунали в красную краску. Она сбегала с восковой поверхности, задерживаясь лишь в царапинах… «Б» вторая буква алфавита обозначается двумя чертами, «В» – третья, это все еще просто, но когда дело доходит до «Ц», требуется двадцать три удара маятника… Трудно было придумать более медленный, громоздкий и неуклюжий способ передачи информации». Каким образом Ясон предложил усовершенствовать систему сигналов? 17.4. Из пасти левой головы Змея Горыныча извергается пламя, состоящее из отрицательно заряженных ионов, а из пасти правой головы – пламя, состоящее исключительно из положительных ионов. Каким образом средняя голова, координирующая точность огнеметания, должна скорректировать стрельбу боевых голов, чтобы спалить соломенное чучело прямо по курсу, если Змей находится в сильном магнитном поле, вектор индукции которого направлен вертикально вверх? *** 17.5.* «Истекал двухсотый год новой эры… В продолжение последних тридцати лет много тысяч техников, инженеров, астрономов, математиков, архитекторов и других ученых, специалистов самоотверженно работали над осуществлением самой вдохновенной, самой героической идеи XX века. Они решили обратить земной шар в гигантскую электромагнитную катушку и для этого обмотали его с севера до юга спиралью из стального, одетого в гуттаперчу троса, длиной около четырех миллиардов километров. На обоих полюсах они воздвигли электроприемники необычайной мощности, наконец, соединили между собой все уголки земли бесчисленным множеством проводов… Неистощимая магнитная сила земли привела в движение все фабрики, заводы, земледельческие машины, железные дороги и пароходы. Она осветила все улицы и все дома и обогрела все жилые помещения. Она стерла с лица земли безобразные дымовые трубы, отравляющие воздух». (А.Куприн, «Тост») В чем заключается ошибка предложенного проекта? 17.6.* Два жука как-то раз пролетали внутри катушки с постоянным током. Один из них был молодой жук, а другой имел протезный дюралюминиевый панцирь. Только ли из-за старости второй жук вылетел из катушки намного позже своего резвого товарища? 17.7.* В повести С. Лема «Непобедимый» для защиты от роботов, уничтожающих людей посредством действия на мозг мощными переменными магнитными полями, было предложено «экранировать людей, надевая металлические шлемы, которые уничтожают воздействие магнитного поля». Почему физики звездолета отвергли эту разумную идею? 17.8.* Робот модели 2005-РЧ (робот человекообразный) имеет индуктивность мозга 0,2 Гн. Почему усовершенствованный робот, индуктивность которого 1,9 Гн, был назван 2006-РЧТ (робот человекообразный, тугодум), если известно, что скорость его мышления зависит от скорости изменения силы тока? 17.9.* «Они покинули Эрли в небольшом экипаже, который назывался мобилем. Экипаж этот парил над поверхностью Земли всего в нескольких дюймах, и, хотя не было ни малейших признаков направляющего стержня, Хилвар оговорился, что такие вот машины в состоянии двигаться только по определенным маршрутам… их экипаж, беззвучный, точно призрак, скользил по слегка всхолмленным равнинам, змейкой лавировал среди деревьев леса, ни на дюйм не отклоняясь от своей невидимой колеи». (А. Кларк, «Город и звезды») Каким может быть принцип движения такого «мобиля»? 18. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 18.1. Вдали по равнине справа налево катился чистенький желто-синий поезд, сильно уменьшенный расстоянием. Вдруг они заметили, что он остановился. Над паровозом взвились белые клубочки пара. Немного спустя пришли его тревожные свистки. (Б. Пастернак. Доктор Живаго) Почему свистки становятся слышны не сразу, а через некоторое время? 18.2. В своем романе «Война и мир» Л.Н. Толстой так описывает пушечную пальбу на Бородинском поле: «Пуфф! – вдруг виднелся круглый, плотный, играющий лиловым, серым и молочно-белым цветами дым, и бумм! – раздавался через секунду звук этого дыма. «Пуф-пуф» – поднимались два дыма, толкаясь и сливаясь; и «бум-бум» – подтверждали звуки то, что видел глаз». Почему звук раздавался через некоторое время после выстрела? На каком расстоянии от наблюдателя стреляли пушки? Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/с. 18.3. Шерлок Холмс, наблюдая за собакой Баскервилей в бинокль, заметил, что она начинает выть как только полностью вылезает из конуры, а звук доходит только через 5 с. Сыщик тут же определил расстояние до конуры. Чему оно равно? Скорость звука в воздухе 340 м/с. 18.4. «Оттого телега запела, что давно дегтю не ела». (Русская пословица) Почему телега «поет»? 18.5. Сладкоголосый Орфей поет во всем частотном диапазоне чувствительности человеческого уха – от 20 Гц до 20 кГц. Волны какой длины услаждают слух его товарищей? Скорость звука в воздухе 340 м/с. 18.6. «Ударь кулаком в стол: ножницы отзовутся». (Русская пословица) Через какое время «отзовутся» ножницы, если длина стола 2 м, а скорость звука в дереве 5 км/с? 18.7. Кроме умения громко свистеть, Соловей-разбойник обладает удивительно чувствительным слухом. Почему даже в абсолютной темноте Соловей-разбойник при ходьбе не налетает в лесу на деревья? 18.8. «Летучая мышь и в темноте видит». (Тамильская пословица) Видит ли на самом деле летучая мышь в абсолютной темноте? 18.9. Я ученый малый, милая, громыханья оставьте ваши. Если молния меня не убила – то гром мне, ей-богу, не страшен. (В. Маяковский) Какова природа грома и почему он не страшен автору? 18.10. Проносят девоньки крохотные шумейки, Ящики гула несет грузовоз. Рысак прошуршит в клетчатой тунике. Трамвай расплещет перекаты гроз. (В. Маяковский) Какой из звуков обладает наибольшей амплитудой, а какой – наименьшей? Почему автор называет эти звуки шумом? 18.11. В «Молоте ведьм», написанном в XV веке монахами Я.Шпренгером и Г. Инститорисом, так объясняется возникновение звука: «…так как материя сама по себе способна к звучанию, то она, если ее ударить каким-либо звучащим инструментом, издает звук, сообразный величине тела, который отражается в воздухе». В чем заключаются ошибки средневековых монахов? Сформулируйте условия, которые необходимы для «звучания». Подтвердите свои заключения экспериментально. 18.12. В романе В. Гюго «Собор Парижской богоматери» описан звон большого соборного колокола: «Исполинская медная капсула начинала медленно раскачиваться… Первый удар медного языка о внутренние стенки колокола сотрясал балки, на которых он висел. Квазимодо, казалось, вибрировал вместе с колоколом. …Колокол раскачивался все быстрее… Наконец начинался великий звон; вся башня дрожала: балки, водосточные желоба, каменные плиты – все, от свай фундамента и до увенчивающих башню трилистников, гудело одновременно. Разнузданный, яростный колокол разверзал то над одним просветом башни, то над другим свою бронзовую пасть, откуда вырывалось дыхание бури, распространявшееся на четыре лье кругом». Почему строение собора начинает вибрировать только тогда, когда колокол начинает звонить, а не тогда, когда его начинают раскачивать? 18.13. «Голос у Клавдии Ивановны был такой силы и густоты, что ему позавидовал бы Ричард Львиное Сердце, от крика которого, как известно, приседали кони». (И.Ильф и Е.Петров. «12 стульев») Амплитуда каких звуковых колебаний больше: голоса Клавдии Петровны или крика Ричарда Львиное Сердце? 18.14. «Поезд прыгал на стрелках… Внезапно грохот усилился. Поезд вкатился в коридор между порожними составами и щелкая, как турникет, стал пересчитывать вагоны». (И.Ильф и Е.Петров. 12 стульев) Почему звук усиливается, когда поезд проезжает мимо другого состава? Почему от пустого состава отзвук громче, чем от груженого? 18.15. В романе Ж. Верна «Двадцать тысяч лье под водой» управление подводным кораблем «Наутилусом» осуществляется из командирской рубки, закрытой прозрачной хрустальной сферой, выдерживающей огромное давление. Путь впереди освещается под водой мощными прожекторами. Почему в современных лодках подобный способ не применяется? Как ориентируется под водой современная подводная лодка? 18.16. Джо (робот – прим. А.У.) не отвечал. Невыносимо скрипучим истошным голосом он напевал какую-то песню без слов. Некоторое время Гэллегер терпел… – Да замолчи ты! – не выдержал он наконец. – Все равно что древний поезд метро на повороте. - Ты просто завидуешь,– поддел его Джо, но послушно перешел на ультразвуковую тональность. С полминуты стояла тишина. Потом во всей округе взвыли собаки». (Г. Каттнер, «Робот-зазнайка») Почему собаки завыли? **** 18.17.* Две сирены, находясь на двух рядом расположенных скалах когерентно и противофазно поют в инфразвуковом диапазоне, воздействуя на мозговые ритмы человека и сводят его с ума. Как проплыть между этими скалами? 18.18.* Шерлок Холмс, имея тонкий музыкальный слух, заметил, что когда дилижанс едет в сторону болота, вой собаки Баскервилей имеет частоту 10,2 кГц, а когда от болота – частоту 10 кГц ровно. Шерлок Холмс сразу определил скорость дилижанса. Какой она была? Скорость звука в воздухе 340 м/с. 18.19.* Вместо утренней зарядки Тарзан качается на лиане и делает 100 колебаний. Сколько времени он тратит на это полезное занятие, если длина лианы 9 м? 18.20.* Крокодил Гена качался на качелях. Как изменился период колебаний качелей, если на них еще уселся Чебурашка? Считать Чебурашку и Крокодила Гену материальными точками. 18.21.* Чебурашка качался на качелях. Как изменился период колебаний качелей, если на них еще уселся Крокодил Гена? Считать, что длина крокодила соизмерима с длиной качелей. 18.22.* Коту Матроскину необходимо измерить площадь пола в коровнике. Как он может это сделать, имея часы с секундной стрелкой и кеды дяди Федора неизвестного размера на длинном шнурке? Попробуйте экспериментально определить площадь коридора в вашем доме, как кот Матроскин. С помощью измерительной линейки определите погрешность измерений, произведенных умным животным. 18.23.* «Поскольку Луна не имеет ни атмосферы, ни ионосферы, радиосвязь там поддерживается с помощью ультракоротких волн. С этой целью там построены линии, сходные с радиорелейными.» Так С.Лем описывает связь с лунной станцией «Менделеев». Почему отсутствие ионосферы не позволяет осуществлять связь на коротких волнах? Зачем радиорелейные линии для осуществления связи на УКВ? 18.24.* Лягушонок Кузя попал в кринку из-под сметаны и катается по ее дну сферической формы радиусом 25 см вверх и вниз без трения. Для превращения остатков сметаны в масло необходимо 800 полных колебаний Кузи в кринке. Через какое время можно подавать к столу масло? 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. «На реку было больно смотреть. Она отливала на солнце, вгибаясь и выгибаясь, как лист железа. Вдруг она пошла складками. С этого берега на тот поплыл тяжелый паром с лошадьми, телегами, бабами и мужиками. (Б. Пастернак. Доктор Живаго) Почему на реку было больно смотреть? Почему когда начинает плыть паром, ровный блеск поверхности воды исчезает? 19.2. Если на горгону Медузу можно смотреть только через отражение в зеркале, нельзя ли для поединка с ней придумать оптическую систему, более удобную, чем до блеска начищенный щит Персея? 19.3. «В один благоприятный момент позвала Малика (принцесса – прим. А.У.) живописца и, спрятавшись за занавесом, молвила: -Ты хвалился, что можешь написать Луну, сокрытую тучами. А сумеешь ли ты изобразить меня, не видя моего лица?» (Из персидской сказки, «Семь приключений Хатема») Что ответил живописец? 19.4. Особенность мечей космических рыцарей – Джедаев из фильма Дж. Лукаса «Звездные войны» заключается в том, что металлическое острие в них заменяет каким-то образом ограниченный по длине луч лазера. Какие особенности такого меча должен учитывать Джедай, чтобы, сидя в лодке, поразить находящегося под водой врага? 19.5. В книгеДж. К. Ролинг «Гарри Поттер и Тайная комната» Гарри нашел страницу, вырванную из старой книги, в которой было написано: «Даден ему (Василиску – прим. А.У.) взгляд убийственный, так что ежели кто с ним очами встретится, тотчас примет кончину скорую и в муках великих». Как Гарри объяснил, почему окаменели, но не погибли его друзья: Колин, рядом с которым нашли расплавленный фотоаппарат (зеркальный – прим. А.У.), и Гермиона, рядом с которой лежало зеркальце? 19.6. Как известно, вампиры не отражаются в зеркале. Предложите способ распознавания вампиров, чтобы вахтер смог определить вурдалака при входе и не пустить его внутрь здания. 19.7. Почему вампира нельзя рассмотреть в бинокль или стереотрубу? 19.8. Почему при фотографировании непросветленной оптикой изображение вампира всегда получается лучше, чем изображение простого смертного? 19.9. Емеля пытается бадьей поймать щуку, чтобы загадывать ей желания и решать все жизненные проблемы. Щуку он видит под углом a90 к поверхности воды,. Почему каждый раз он вытаскивает пустую бадью, и какие ему надо внести коррективы в свои действия, чтобы оставшуюся жизнь кататься на печи? 19.10. «Если бы тени предметов зависели не от величины сих последних, а имели бы свой произвольный рост, то, может быть, вскоре не осталось бы на всем земном шаре ни одного светлого места». (Козьма Прутков) От чего зависит величина тени? Какой максимальной может быть длина тени на Земле от предмета высотой 1м? Землю считать идеально круглой, а поглощение света атмосферой не учитывать. 19.11. «По собственной тени рост не меряй». (Узбекская пословица) Можно ли измерить свой рост по собственной тени, если у вас имеется метровая линейка с сантиметровыми делениями? 19.12. Почему человек-невидимка никогда не сможет стать властелином мира, а наоборот, обречен на гибель? 19.13. Почему человек-невидимка, невидимый в воздухе, будет виден в воде? 19.14. Кащей Бессмертный, приговаривая: «Глаз – алмаз!» изготовил себе алмазный глаз, имеющий геометрические размеры человеческого глаза. Как изменилось зрение Кощея, вполне нормальное до операции? 19.15. В повести Аркадия и Бориса Стругацких «Понедельник начинается в субботу» младший научный сотрудник Привалов, желая помыться, достал из колодца воду: «Бадья показалась мне очень тяжелой. Когда я поставил ее на сруб, из воды высунулась огромная щучья голова, зеленая и вся какая-то замшелая. Я отскочил. – Ой, кто это? – испугалась щука. – Не вижу я: старая. Да и коэффициент преломления в воздухе, говорят, совсем другой. Воздушные очки было себе заказала, да потеряла, не найду…» Близорукостью или дальнозоркостью страдает щука на воздухе? Что могли представлять из себя утерянные «воздушные очки», если учесть, что водолаз под водой обладает нормальным зрением, если между глазами и водой существует воздушная «прослойка» маски? 19.16. Человек, надевший шапку-невидимку, становится невидимым не сразу, а постепенно, причем превращение в невидимку начинается с восточной стороны. Предложите способ использования шапки-невидимки для исследования дна водоемов с непрозрачной водой, глубина которых меньше вашего роста. Придумайте другие возможности технического использования шапки-невидимки. 19.17. В повести Ж. Верна «Путешествия капитана Гаттераса» путешественники оказались без огнива в условиях сильного мороза: « – У нас нет даже подзорной трубы, с которой мы могли бы снять чечевицу (собирающую линзу – прим. А.У.) и добыть огня. Знаю, – ответил доктор, – и очень жаль, что нет: солнечные лучи достаточно сильны, чтобы зажечь трут. Что делать, придется утолить голод сырой медвежатиной, – заметил Гаттерас. Да, – задумчиво проговорил доктор, – в крайнем случае. Но отчего бы нам не … Что вы задумали? – полюбопытствовал Гаттерас. Мне пришла в голову мысль… Мысль? – воскликнул боцман. – Если вам пришла мысль, значит, мы спасены!» Каким образом доктор может получить огонь в морозный, но солнечный день? 19.18. «Фарамант открыл зеленую сумку, и там оказалась куча зеленых очков всевозможных размеров. Все путники… оказались в очках, которые Страж Ворот закрыл на затылке крошечными замочками. Блеск Изумрудного города ослепил путников, хотя глаза их были защищены очками. По бокам улицы возвышались великолепные дома из зеленого мрамора. Жители города были в зеленой одежде, и кожа их отливала смугло-зеленоватым оттенком. Все было зеленого цвета в Изумрудном городе, и даже солнце светило зелеными лучами». (А.Волков, «Волшебник изумрудного города») Почему в Изумрудном городе все предметы кажутся зелеными? |