Презентація: "Цікаві фізичні задачі"

Цікаві фізичні задачі

Чим далі, тим повільніше. Поїзд мчить. Ви стоїте біля вікна вагона. Поряд швидко пробігають телеграфні стовпи. Подивіться на дерева далеко - вони наче пливуть повільно назустріч. А гора на горизонті майже нерухома. Можна подумати, що поїзд стоїть проти неї на місці. Чому здається, що найближчі предмети швидко рухаються назустріч потягу, а дальні - повільно?

Відповідь: Не змінюючи положення голови, ми бачимо по горизонтальному напрямку в межах кута, рівного приблизно 120 градусам. Сторони цього кута сходяться до зіниці нашого ока. Значить, коли ми бачимо одночасно два предмети, які рухаються з однаковою швидкістю, але знаходяться на різній відстані від нас, то ближчий предмет йде з поля нашого зору раніше, ніж далекий. Створюється враження, що ближчий до нас предмет рухається швидше.

Чи може людина обігнати Землю?Чи може людина обігнати Землю - якщо не пішки, тo, нaпpиклад, на автомобілі, який швидко мчить?Чи може людина змагатися з земною кулею в швидкості її добового руху навколо своєї осі?Чи можна на Землі побачити сонце, яке сходить на заході?І чи правий був поет Кольцов, коли сказав: «Але, нажаль, не зійде сонце на заході!»

Відповідь:перегнати Землю в її добовому русі навколо осі цілком можливо на сучасному гоночному автомобілі, який пробігає понад 200 кілометрів на годину (33 метри в секунду). Звичайно, цього не можна зробити на екваторі, точки якого рухаються зі швидкістю 464 метри на секунду; неможливо це навіть і на будь-якій широті України. Але це цілком можливо вже на 83-й широті і більш. Тут для автомобіліста, що мчить на своєму моторі зі сходу на захід, сонце буде нерухомо висіти на небі, не наближаючись до заходу. Земля, звичайно, продовжує обертатися, але автомобіліст буде від'їжджати на стільки ж у зворотний бік і, отже, по відношенню до Сонця буде залишатися нерухомим. При ще більшій швидкості автомобіліст міг би перегнати Землю і побачити Сонце, що сходить не на сході, а на заході! Земля буде мчати як і раніше із заходу на схід, але сам автомобіль буде обертатися в просторі зі сходу на захід. Людина може обігнати Землю і пішки - в 50 кілометрах від полюса.

На березі й у водіБерег біля води і дно річки вкриті галькою. Якщо підійти босоніж до води, то боляче наступати на камені. Це неприємне відчуття стає все слабкішими і слабкішими в міру того, як ви занурюєтесь у воду. Чому?

Відповідь:вода виштовхує занурене в неї тіло з такою силою, яка дорівнює вазі води, витісненої цим тілом. Коли ви все глибше занурюється у воду, ноги менше тиснуть на гальку. Болюче відчуття поступово слабшає і нарешті зовсім зникає після того, як ви ввійдете в річку по плечі.

Небезпечні рибиЄ три представники морських тварин, що володіють однією загальною, властивою тільки їм, зброєю захисту від ворогів. Як вони називаються, і що це за зброя, яка робить їх небезпечними навіть для людини?

Відповідь:три мешканці підводного царства - скат, електричний сом і електричний вугор - відносяться до групи риб, що мають здатність виробляти в своєму тілі електричний струм. Електричний заряд, що виробляється цими живими електростанціями, буває іноді настільки потужним, що може вбити людину або велику тварину.

Сіль і перець. Просипавши трохи солі на стіл, жартівник додає до неї ще й меленого перцю. Вся хитрість у тому, щоб відокремити перець від солі, не торкаючись ні до того, ні до іншого.

Відповідь:візьміть гребінець і декілька разів енергійно проведіть ним по волоссю. Після цього піднесіть до насипаного поверх солі перцю. Далі відбудеться справжнє диво: всі піщинки відокремляться від солі і пристануть до наелектризованого гребінця.

Легше легкого. Де на Землі тіла найлегші? Питання це схоже на загадку або загадку-жарт на кшталт питань: «Почему птица летает?» ( По чему? По воздуху.) Але наше питання не зовсім такого роду. Якщо гарненько подумати, то на нього можна дати цілком обґрунтовану відповідь. Яку?

Відповідь: З усіх місць земної кулі найлегші тіла будуть, звичайно, на екваторі. Паротяг, що важить у Чернігові 1600 тонн, стає після прибуття в Архангельськ на 160 кілограмів важче, а в Одесі - на стільки ж легше. Хто ж викрадає ці 160 кілограмів ваги паровоза? Головним чином викрадає їх відцентрова сила; вона зменшує вагу всякого тіла поблизу екватора на 1/290 частку у порівнянні з вагою того ж тіла біля полюсів. А так як земна куля біля екватора злегка роздута, тобто поверхня Землі там трохи далі від центру планети,то це ще трохи зменшує вагу предметів поблизу екватора. В цілому втрата ваги на екваторі досягає 1/200 частки в порівнянні з вагою того ж тіла на полюсі.

Лід тане. Вода має особливі властивості. При замерзанні її щільність зменшується (на відміну від інших замерзаючих рідин), і тому лід не тоне, а плаває на поверхні води. У природі шар льоду допомагає воді зберігати тепло і захищає річки і озера від повного вимерзання. А тепер повернемося на кухню. Кубик льоду плаває в склянці, до країв повному води. Що станеться з водою, коли лід розтане, - виллється зі склянки або, навпаки, рівень буде нижче?

Відповідь:рівень води не зміниться. Щільність льоду менше щільності води, і розтанувши кубик займе стільки ж місця, скільки займає покрита водою частина крижаного кубика.

Пташині яйця. Всі орнітологи вважають, що є вагома причина, через яку у пташиних яєць один кінець тупіший іншого. Що це за причина?

Відповідь:сферичні і овальні яйця котилися б по прямій. Асиметричні ж яйця, у яких один кінець тупіше, а інший гостріше, прагнуть котитися по колу. (Перевірте це на звичайних курячих яйцях.) Якщо яйце лежить на краю обриву або в іншому ненадійному місці, прагнення котитися по колу, а не по прямій - велика перевага.

Вода для ванни. Коли центрального опалення і водогрійних приладів ще не було, воду для ванн нагрівали на кухонній плиті. В ті часи якось кухарка нагрівала на плиті воду у великій каструлі, щоб долити її в ванну, де вже була деяка кількість води кімнатної температури. Помітивши це, дворецький сказав їй: «Ти що, не розумієш, що, чим довше ти грієш воду на плиті, тим холодніше виявиться вода у ванні, коли ти віллєш туди нагріту воду?» Він мав рацію. Чому?

Відповідь:коли дворецький зайшов на кухню, вода в каструлі вже кипіла. Чим довше кухарка продовжувала б гріти її, тим менше б її залишалося (через випаровування) для підігріву води у ванні, а температура її вже більше не підвищувалася б.

Охолодження. У квартирі жарко ... Щоб хоч якось полегшити свою долю, ви відкриваєте дверцята холодильника. Чи вдасться вам охолодити вашу кімнату?

Відповідь:ви змогли б лише тимчасово охолодити кімнату, але з часом повітря в кімнаті ще сильніше нагріється. Система охолодження, намагаючись знизити температуру, почне працювати в посиленому режимі, а в результаті більше тепла надійде в кімнату від двигуна холодильника. Прохолодного повітря буде недостатньо, щоб поглинути це тепло, і квартира стане нагріватися ще сильніше.

Який бак наповниться першим?

Відповідь: Спочатку звертаємо увагу, що деякі труби перекриті, наприклад, з C в D вода потрапити не може. Далі, використовуючи закон сполучених посудин, отримуємо, що першим заповниться бак F.

Зламана стіна. Будівельники збудували стіну з бетону. Її висота 3 метри, довжина 20 метрів, вага 3 тонни. З'ясувалося, що стіну потрібно терміново зламати. Як її повалити максимально швидко, якщо зараз у будівельників немає ніяких додаткових пристосувань та інструментів?

Відповідь: Товщина такої стіни буде не більше двох сантиметрів, що дозволяє штовхнути її рукою.

Переправа з трубою. Будівельникам необхідно переправити мідну трубу на інший берег річки. Для цього вони найняли весляра з човном. Коли вантаж був покладений в човен, він дуже сильно осів. У цій ситуації весляр уже не міг в неї сісти. Ніяких інших засобів перевезення не було. Однак, будівельники придумали спосіб за допомогою якого труба була перевезена на інший берег, при цьому весляр сидів в човні. Що було придумано?

Відповідь: Трубу закріпили під човном, через що осад її зменшився: на трубу під водою діє виштовхуюча сила Архімеда, що зменшує вагу труби під водою. Перебуваючи в човні над водою, труба не попадає під вплив сили Архімеда, так що човен був би навантажений повною вагою труби.

До половини. У вас є бочка, в неї необхідно налити воду так, щоб вона зайняла рівно половину бочки. Як це зробити, не маючи під рукою ніякого інструменту для вимірювання або палки?

Відповідь: Потрібно нахилити бочку так, щоб вода дійшла до краю. Якщо верхній край дна буде якраз на рівні води, значить, води в бочці рівно наполовину

Магніт і залізяка. У вас в руках два абсолютно однакових на вигляд металевих бруски форми паралелепіпеда; один - магніт, інший - звичайне залізо. Визначити, який з них магніт, не користуючись ніякими додатковими засобами і не ламаючи, не згинаючи бруски (вони обидва дуже міцні!).

Відповідь: Піднесіть перший брусок перпендикулярно другому поруч з його серединою (вийде буква Т). Якщо бруски притягуються слабо, значить другий брусок - магніт. Це відбувається завдяки тому, що напруженість магнітного поля біля торців магніту набагато вище, ніж поруч з його серединою.

Швидкість світла. Світло проходить відстань від Сонця до Землі приблизно за 8 хвилин. Якби світло поширювалося миттєво, побачили б ми на Землі схід Сонця на 8 хвилин раніше?

Відповідь: Якби світло поширювалося миттєво, то і захід Сонця настав би на 8 хвилин раніше; таким чином, всі явища, пов'язані з надходженням на Землю сонячного світла, зрушили б у часі ще на самому початку створення Всесвіту. А ми б уже нічого не помітили.

Охолоджуючі глечики. Якщо вам не траплялося бачити таких глечиків, то, ймовірно, ви чули або читали про них. Ці посудини з необпаленої глини володіють тією цікавою особливістю, що налита в них вода стає прохолоднішою, ніж навколишні предмети. Глечики дуже поширенні у південних народів і носять різні назви: в Іспанії - "алькарацца", в Єгипті - "гоула" і т. д. В чому полягає секрет?

Відповідь: Секрет охолоджуючої дії цих глечиків простий: рідина просочується через глиняні стінки назовні і там повільно випаровується, відбираючи при цьому теплоту ( "приховану теплоту випаровування") від глечика і налитої в нього рідини. Але невірно, що рідина в таких посудинах дуже охолоджується, як доводиться читати в описах подорожей по південних країнах. Охолодження не може бути велике. Залежить воно від багатьох умов. Чим спекотніше повітря, тим швидше і рясніше випаровується рідина, зволожуюча посудину зовні, і, отже, тим більше охолоджується вода всередині глечика. Залежить охолодження і від вологості навколишнього повітря: якщо в ньому багато вологи, випаровування відбувається повільно, і вода охолоджується незначно; в сухому повітрі, навпаки, відбувається енергійне випаровування, що викликає більш помітне охолодження. Вітер також прискорює випаровування і тим сприяє охолодженню. Зниження температури в охолоджуючих глечиках не перевищує 5°С. У спекотний південний день, коли термометр показує часом 33°С, вода в такому глечику має температуру теплої ванни, 28°С. Охолодження, як бачимо, практично марне. Зате глечики добре зберігають холодну воду; для цієї мети їх переважно і використовують.

Завдання з трактату «Чародій математик». Дано три посудини в 3;5 і 8 одиниць об'єму. Перші дві порожні, а третя повна. Розділити шляхом переливання вміст третьої судини на дві рівні частини.

Задача має два розв'язки{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}ІІІІІІ800350323620602152143 4 4 0{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}ІІІІІІ8055035302332517017104134407 переливань 8 переливань

Використані джерела: Я. И. Перельман «Занимательная физика» Г. Н. Попов «Сборник исторических задач» http://gadaika.ru/