Как составить качественную задачу - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Библиографическое описание:

Тошпулатова, Ш. О. Pешение качественных задач один из приемов развития логического мышления на уроках физики / Ш. О. Тошпулатова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2010. — № 6 (17). — С. 350-352. — URL: https://moluch.ru/archive/17/1648/ (дата обращения: 20.05.2023).

Качественной задачей по физике называется такая задача, которая связана с качественной стороной физического явления, решаемая путем логических умозаключений, основанных на законах физики, путем построения чертежа, выполнения эксперимента, но без применения математических действий.

Следует отличать качественную задачу oт вопроса по проверке формальных знаний (например, что называется вольтом?, как формулируется закон Ома?,). Цель последних — закрепить формальные знания учащихся; ответы на эти вопросы в готовом виде имеются в учебнике, и ученик должен лишь вспомнить их. В качественной задаче ставится такой вопрос, ответ на который в готовом виде в учебнике не содержится. (Например: если движущийся автомобиль резко затормозит, то его передок опускается. Почему?) Ученик должен составить ответ на качественную задачу, синтезируя данные условия задачи и свои знания по физике.

Решение качественных задач способствует осуществлению дидактического принципа единства теории и практики в процессе обучения физике. В частности, применение экспериментальных задач развивает умение и навыки учащихся в обращении с физическими приборами, макетами, установками и моделями. Качественные задачи с производственным содержанием знакомят учащихся с техникой, расширяют их кругозор, являются одним из средств подготовки учащихся к практической деятельности. Таким образом, решение качественных задач по физике является одним из важных приемов политехнического обучения.

Использование качественных задач способствует более глубокому пониманию физических теорий, формированию правильных физических представлений, следовательно, предупреждает формализм в знаниях учащихся. Решение качественных задач вызывает необходимость анализировать и синтезировать явления, т. е. логически мыслить, приучает учащихся к точной, лаконичной, литературно и технически грамотной речи.

В процессе решения качественных задач прививаются навык наблюдательности и умение различать физические явления в природе, быту, технике, а не только в физическом кабинете. Развиваются смекалка, сообразительность, инициатива и творческая фантазия учащихся.

Чтобы решить качественную задачу, ученик должен уметь физически мыслить: понимать и излагать сущность состояний тел и процессов, происходящих в них, вскрывать взаимосвязь явлений (причинноследственные зависимости), уметь на основании законов физики предвидеть ход явления. Итак, решение качественных задач дает возможность учителю установить глубину теоретических знаний и понимание учащимся изучаемого материала.

Методическая ценность качественных задач проявляется особенно при изучении таких разделов курса физики, в которых нет физических формул и явления рассматриваются лишь с качественной стороны (например, закон инерции, электромагнетизм).

Большую роль играют качественные задачи во внеклассной работе: в физических кружках, вечерах занимательной физики, школьных, областных и республиканских олимпиадах, в конкурсах и встречах команд КВН и др.

Психология указывает на одну из особенностей детей среднего школьного возраста – конкретно-образное мышление. Детям более доступны понятия, основанные на конкретных предметах, на осязаемой наглядности, чем понятия, устанавливаемые на абстракциях. Подростку более понятен индуктивный, а не дедуктивный путь установления физического закона. Качественные задачи, связанные с конкретными, хорошо известными детям предметами, легко воспринимаются учащимися, и те их решают охотнее, чем количественные задачи. Итак, на первой ступени изучения детьми физики качественные задачи в преподавании играют большую роль, чем количественные. Рассмотрим методику решения простых качественных задач — качественных вопросов. При решении любых задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой. Поэтому можно говорить лишь о едином аналитикосинтетическом методе решения физических (и, в частности, качественных) задач.

Пример 1. Одинаковы ли выталкивающие силы, действующие на один и тот же деревянный брусок, плавающий сначала в воде, а потом в керосине?

Решение. Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости. (Логическая посылка, основанная на известном физическом законе.) Брусок в обеих жидкостях плавает. (Логическая посылка, основанная на условии задачи.) Тело плавает, если вес тела равен весу вытесненной им жидкости. (Логическая посылка, основанная на известном физическом законе.) Так как в обеих жидкостях один и тот же брусок плавает, то он вытеснит одинаковые по весу количества жидкостей, следовательно, выталкивающие силы в них будут одинаковыми. (Вывод, полученный на основании имеющихся посылок.)

Итак, ответ на качественный вопрос можно было получить, синтезировав известный закон (об условии плавания тела) и условия задачи (тело плавает в обеих жидкостях).

Решение качественного вопроса можно представить в виде пяти этапов:

1. Знакомство с условиями задачи (чтение текста, разбор чертежа, изучение прибора и т. п.), уяснение главного вопроса задачи (что неизвестно, какова конечная цель решения задачи).

2. Осознание условий ‘задачи (анализ данных задачи, физических явлений, описанных в ней, введение дополнительных уточняющих условий).

3. Составление плана решения задачи (выбор и формулировка физического закона или определения, соответствующих условиям задачи; установление причинно-следственной связи между логическими посылками задачи).

4. Осуществление плана решения задачи (синтез данных условия задачи с формулировкой закона, получение ответа на вопрос задачи).

5. Проверка ответа (постановка соответствующего физического эксперимента, решение задачи другим способом, сопоставление полученного ответа с общими принципами физики (законом сохранения энергии, массы, заряда, законами Ньютона и др.).

Схематически методику решения качественного вопроса можно представить в виде схемы (см. рисунок).

В ряде случаев учащиеся, не владея навыками логического мышления, применяют прием выдвижения гипотезы (интуитивное мышление). Этот путь решения задачи не следует отвергать. Наоборот, надо тщательно рассмотреть любое предложение, любую физическую идею решения задачи, доказать либо ее применимость, либо несостоятельность. При этом, конечно, завяжется дискуссия, которая будет способствовать развитию физического и логического мышления учащихся.

Литература

1. Тошпулатова Ш.О. Качественные задачи по физике / Под редакцией ФАН. Ташкент, 2009.

Основные термины (генерируются автоматически): задача, условие задачи, качественная задача, готовый вид, жидкость, знание учащихся, методика решения, решение, решение задачи, физик.

Источник

Комитет по образованию Санкт-Петербурга

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

школа-интернат № 2

Адмиралтейского района Санкт-Петербурга

«ПРИНЯТО» «УТВЕРЖДЕНО»

Педагогическим советом приказ от 01.09.18 № 165

Протокол от «30» 08.18 №1 директор школы-интерната ____М.Г.Черных
подпись, печать /Ф.И.О./

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

“ КАК НАУЧИТЬСЯ РЕШАТЬ КАЧСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ ?”

Составитель:

Егорова О. Е.

Санкт – Петербург

2018

К настоящему времени накоплено огромное количество задач. Все они различны по сложности, содержанию, способам решения. Возникает проблема их классификации. Такая классификация важна для учителя, т. к. она позволила бы ему избежать односторонности в выборе задач и осуществлять этот выбор на основе дидактических целей, которые необходимо достичь в соответствии с определённой учебной ситуации. Единой классификации физических задач не существует.

Задачи классифицируются:

1) по содержанию

2) по разделам

3) по основному методу решения

4) по степени сложности

5) по способу выражения условия.

Одна и та же задача попадает, таким образом, в несколько различных классов. По содержанию все задачи делятся на абстрактные и конкретные.

Абстрактные – это те задачи, в которых нет конкретных числовых значений, и которые решаются в общем виде. Абстрактная задача выявляет более глубоко физическую сущность явлений, не отвлекая учащихся на конкретные несущественные детали.

Конкретные задачи легче для учащихся, потому что конкретные числа приближают задачу к уровню развития ребёнка, который не научился ещё абстрагировать. По степени сложности задачи делятся на простые, сложные, задачи повышенной сложности (трудности) и творческие.

Простые – с использованием одной формулы. Они носят тренировочный характер и решаются обычно сразу же на закрепление нового материала.

Сложные – с использованием нескольких формул. Эти формулы могут быть из разных тем. Повышенной сложности – связывающие в одну проблему несколько разделов. (Часто бывает, что для учеников сложность вызывает не физическая, а математическая составляющая решения задачи).

Творческие – алгоритм решения, которых ученику не известен. Исследовательская задача отвечает на вопрос «почему?», а конструкторская – на вопрос «как сделать?» По основному способу выражения условия задачи делятся на текстовые, экспериментальные, графические и задачи-рисунки.

По способу решения задачи делятся на качественные, вычислительные, графические, экспериментальные.

Отличительная особенность качественных задач в том, что их условия акцентируют внимание учащихся на физической сущности рассматриваемых явлений. Решаются они, как правило, устно, путём логических умозаключений.

Вычислительные задачи – это задачи, которые могут быть решены только с помощью вычислений и математических действий.

Графические и экспериментальные задачи – это задачи, решаемые с помощью графика или с помощью эксперимента.

Однако характер условия задачи не всегда соответствует характеру ее решения. Некоторые расчетные задачи имеют условие, в котором числовые величины заданы косвенно. Такие задачи решаются по формулам, т.е. являются количественными задачами, но без числовых данных. Вот простой пример: «Во сколько раз изменится подъемная сила воздушного шара, если наполняющий его гелий заменить водородом?». Наоборот, есть задачи с численными данными, решаемые качественными методами: «Парашютист весом 700 Н равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?». Этот пример иллюстрирует неточность еще одной формулировки: «Качественными называют задачи, при решении которых устанавливают только качественную зависимость между физическими величинами». Однако решение ряда задач, в которых требуется найти значение некоторой величины, можно осуществить при использовании только качественных методов. Вот еще один пример: «Чему равна равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, равномерно движущийся по горизонтальной дороге?». Для ответа на вопрос не нужно делать каких-либо математических действий, достаточно провести простые рассуждения: автомобиль движется равномерно и прямолинейно, значит, действие на него всех тел скомпенсировано, т.е. равнодействующая всех сил равна нулю.

Одно из первых определений качественных задач дал М. Е. Тульчинский: «Задача, в которой ставится для разрешения одна из проблем, связанная с качественной стороной рассматриваемого физического явления, которая решается путем логических умозаключений, основывающихся на законах физики, построения чертежа или выполнения эксперимента, но без применения математических действий, называется качественной задачей».

Качественной задачей называем такую задачу, решение которой осуществляется путем построения логической цепочки рассуждений и не требует обязательных математических выкладок и вычислений, а используемые вычисления, не образуют строгую и полную логическую систему формальных выводов. Все формульные преобразования используются только для качественного анализа, а расчеты осуществляются для количественной прикидки.

Однако можно указать на отсутствие четкой границы между качественными и количественными задачами. Некоторые задачи в зависимости от уровня восприятия и мышления учащихся могут решаться и качественными, и количественными методами. Вот такой пример: «В цилиндрическом сосуде, наполненном водой при температуре 0°С, на поверхности плавает кусок льда. Как изменится уровень воды в сосуде, когда лед растает?». Приведем качественное решение. Лед, плавая, вытесняет воду весом равным своему весу. Поэтому вода, образовавшаяся при плавлении льда, имеет такую же массу, как и вода, вытесняемая льдом первоначально, а значит и занимает такой же объем. Соответственно, она “займет” место подводной части льда, и уровень воды не изменится. Но задачу можно решить и количественно.

Качественные задачи, связанные с конкретными предметами, легко воспринимаются учащимися и те их решают охотнее, чем количественные.

Решение качественных задач

Тульчинский М. Е. писал: ” Решение качественных задач способствует более глубокому усвоению материала, развивает сообразительность, мышление, вызывает интерес к физике”. Качественные задачи вызывают больший интерес, если в них предлагается дать объяснение тем или иным явлениям природы или фактам, с которыми школьники сталкиваются в жизни”. В процессе решения качественных задач прививаются навыки наблюдать и умение различать физические явления в природе, быту, технике, а не только в физических кабинетах. Развивается смекалка, сообразительность, творческая фантазия. Овладение методами решения качественных задач позволит учащимся творчески применить их к решению самых разнообразных задач и самостоятельно расширить сферу собственных знаний. Именно этот фактор способствует развитию интеллектуальной инициативы и творческой активности учащихся. Особенно важным является использование качественных задач в основной школе, где большая часть материала рассматривается на качественном уровне.

Схема решения качественных задач:

· чтение условия задачи, выяснения всех терминов в ее условии,

· анализ условия задачи, выяснение всех физических явлений, построение схемы или чертежа.

Качественные задачи делятся на две группы:

a) Простые качественные задачи (их называют задачами-вопросами) решение которых обычно основываются на одном физическом законе.

б) Сложные качественные задачи, представляющие как бы совокупность или комбинацию нескольких простых задач. Решая их, приходится строить более сложные цепи умозаключений анализировать несколько физических закономерностей.

Начнем с рассмотрения задач-вопросов:

· Почему при проводке телеграфной линии летом нельзя сильно натягивать провода между столбами?

· Почему зубные врачи не рекомендуют, есть очень горячую пищу?

· Почему нельзя наливать бензин в цистерну до верху?

Во всех трех задачах имеют место тепловое расширение твердых и жидких тел, поэтому построение цепи при решении этих задач опираются на эту тему применяется тепловое расширение тел, заключают, что при нагревании размеры твердых тел, немного увеличиваются, жидкости, как твердые тела, с увеличением температуры расширяются, но значительно сильнее, чем твердые тела. В задачах – вопросах могут использоваться и различные зависимости, выражаемые физическими формулами.

· Каким приемом человек может быстро удвоить давление, производимое им на пол?

В начале проводят анализ физической сущности происходящего. Давление зависит от силы давления, F и от площади S. Поэтому, во-первых, давление возрастает в два раза, если в два раза увеличить силу давления. Этого можно достигнуть, взяв в руки дополнительный груз равный весу человека. Но еще можно увеличить давление – уменьшить площадь опоры в два раза. Для этого достаточно встать на одну ногу.

Одно из наиболее важных умений – это умение найти причину какого либо явления. В частности, в учебной деятельности оно необходимо при решении, например, следующих задач.

На одну чашку уравновешенных весов положили железный кубик, а на другую – деревянный шарик. Шарик перетянул. Почему?

Важным также является умение предусмотреть возможные следствия события. Пример:

К уравновешенному рычагу приложили две сил. Может ли рычаг остаться при этом в равновесии? Если да, то, при каких условиях? Можно ли действие этих сил вывести рычаг из равновесия?

(С помощью этой задачи можно навести учащихся на важную мысль о том, что одна и та же причина при различных условиях, в частности начальных, может привести к разным результатам.)

Пример решения задач

Составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения физики), объединив в нем с помощью союза “поэтому” два таких утверждения:

1) в случае утечки газа запах его некоторое время распространится по всей квартире;

2) молекулы движутся непрерывно и хаотически. Скажите, какое из этих утверждений является причиной по отношению к другому, а какое следствием.

Составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения физики), объединив в нем с помощью союза “поэтому” (или “потому что” два таких утверждения:

1) масса стального кубика больше массы деревянного кубика такого же объема;

2) плотность стали больше плотности дерева.

Ответьте на вопросы: может ли плотность, какого либо вещества зависеть от того, какой массы физического тела из этого вещества изготовлено? Какое из двух данных утверждений служит причиной по отношению к другому, а какое – следствием.

В решении подобных задач большую роль играет интуиция ученика. В данном случае мы считаем этот путь более эффективным, чем использование определений терминов “причина” и “следствие”.

Для успешного решения нужно уметь: во-первых, сравнивать объекты, величины, условия и т.п.; во-вторых, находить факторы влияния (другими словами, из всех факторов выделять существенные); в-третьих, отличать правильное от ошибочного (неточного). Значение этих умения (так же, как и умений находить причину, следствия, пути достижения заданного результата и т.п.) заключается, прежде всего, в этих универсальности: они необходимы для решения большего числа разнообразных проблем (причем, не только учебных). Кроме того, их усвоение позволяет развивать интеллектуальные способности человека.

Имеются две ложки (деревянная и стальная) одинаковой массы. Объем, какой ложки

больше? Почему?

Из приведенных ниже слов и словосочетаний нужно выписать в тетрадь те, которые представляют собой физические явления: магнит, притяжение железных опилок к магниту, льдина, ледоход, ветер, воздух, гром, звон колокола, колебание маятника в часах, часы, термометр, температура, нагревание чайника с водой, выстрел.
Из следующего перечня надо выписать в один столбик физические величины, а в другой – единицы физических величин: длина, секунда, метр, температура, время, кубический метр, градус, объем.
Какое слово, на ваш взгляд, лишнее в следующем перечне: время, путь, площадь, метр, скорость? Почему вы выбрали именно это слово?
Какое слово, на ваш взгляд, лишнее в следующем перечне: Ньютон, килограмм, плотность, метр, Паскаль, Джоуль, секунда? Почему вы выбрали именно это слово?

Примеры качественных задач

1. Почему в замутненной воде вы можете увидеть свою тень, а в чистой – нет? (Для того чтобыувидеть собственную тень на мутной воде, вы должны иметь возможность выделять свет, отраженный от поверхности воды. В чистой воде этот относительно слабый свет теряетсяна фоне света, отраженного от дна. При мутной воде отраженный от дна свет сильно ослабляется или поглощается, поэтому образуются тени.)

2. Чем объясняется расцветка крыльев стрекоз, жуков и прочих насекомых? (Интерференция солнечного света в прозрачной пленке, покрывающей крылья насекомого и имеющей разную толщину в разных местах.)

3. Почему меняется окраска крыльев насекомого, если его рассматривать под разными углами?(При падении лучей на тонкую пленку образуются интерференционные полосы равного наклона, положение которых меняется, если смотреть на пленку под разными углами.)

4. Почему обычные облака в основном белые, а грозовые тучи черные? (Размеры водяных капель в облаке гораздо больше молекул воздуха, поэтому свет от них не рассеивается, а отражается. При этом он не разлагается на составляющие, а остается белым. Очень плотные грозовые облака либо вообще не пропускают свет, либо отражают его вверх.)

5. Почему при восходе и особенно закате Солнце играет различными цветами? (Солнечные лучи при восходе и при закате проходятбольшие пути в воздухе. По теории Рэлея, будут рассеиваться синие, голубые и фиолетовые лучи, а проходят лучи красной части спектра. Поэтому Солнце окрашивается в желтые,розовые, красные тона, противоположная сторонанеба кажется окрашенной в синий с фиолетовым оттенком цвет. Восход дает более яркую и чистую картинку, так как воздух за ночь делается чище.)

6. В морозный вечер подышите на кусок стекла. Через образовавшуюся тонкую пленку кристалликов льда посмотрите на светящиеся уличные фонари. Почему фонари оказываются при этом окруженными радужными кругами (ближе к источнику – сине-голубой свет, дальше от источника – оранжево- красный)? (Наблюдается дифракция света в неоднородной среде.)

7. Во время ночной прогулки можно часто увидеть радужный ореол вокруг уличных фонарей даже в ясную погоду. Почему? (Венцы вокруг фонарей объясняются дифракцией света на препятствиях, соразмерных с длиной волны света. Но в этом случае частицы находятся внутри самого глаза. Это радиальные волокна линзы хрусталика или частицы слизи на поверхности роговицы.)

8. Если поверхность воды не совсем спокойна, то предметы, лежащие на дне, кажутся колеблющимися. Объясните явление. (Угол, под которымсветовые лучи от предметов падают на границу вода – воздух, постоянно меняются. Вследствие этого меняется и угол преломления. Поэтому наблюдатель видитпредметы в воде колеблющимися.)

9. Религиозные люди утверждают, что лишь в день пасхи Солнце при восходе «играет» (диск Солнца колеблется, меняет свою форму и цвет). Как объяснить видимое колебание диска восходящего Солнца? (Весной почва в разных местах нагрета по- разному и воздух над этими местами имеет различную плотность, разный показатель преломления. Воздух вследствие конвекции движется, лучи света проходят через слои воздуха с меняющимся показателем преломления. Это вызывает колебание видимого диска Солнца. «Игра» Солнца наблюдается в любой день, когда возникаеттемпературная, а, следовательно, и оптическая неоднородность воздуха.)

10. Почему в затемненной комнате струя воды видна, хотя свет из нее не должен бы выходить? Почему видимость струи улучшается, если в воду подмешать зубного порошка? (Течение струи воды турбулентное, вследствиеэтого внекоторых ееместахлуч падаетна поверхность под углом, меньшим предельного.Зубной порошок в струе рассеивает свет,поэтомуструявидналучше.)

11. Почему днем не видно звезд? (Рассеянный солнечный свет значительно ярчесвета звезд,поэтому звезды не видны.)

12. Почва, бумага, дерево, песок кажутся более темными, если они смочены. Почему? (У сухого материала поверхность шероховата. Поэтому отраженный свет оказывается рассеянным. Если материал смочить, то шероховатость уменьшится. Кроме того, в тонкой пленке воды свет испытывает многократное полное отражение и поглощается.)

13. Если смотреть на разноцветную светящуюся рекламу (например, из газоразрядных трубок), то красные буквы всегда кажутся выступающими вперед по отношению к синим или зеленым. Чем это объяснить? (Фокусное расстояние глаза, как и любой линзы, различно для разных длин волн, т.е. для разных цветов спектра. Красные лучи преломляются слабее, потому возникает зрительное впечатление, что красные предметы находятся ближе к наблюдателю, чем синие.)

14. Почему, глядя на ряд фонарей, расположенных вдоль длинной улицы, мы видим их одинаково яркими, хотя расстояния от глаза до фонарей неодинаковы?

Почему, если рассматривать тот же ряд фонарей в тумане, яркость их будет казаться постепенно уменьшающейся? (Видимая яркость фонаря равна освещенности изображения на сетчатке глаза, к площади изображения на сетчатке. При увеличении расстояния до источника света уменьшается световой поток, попадающий в глаз, но одновременнотакже уменьшается и площадь изображения на сетчатке. Отношенииэтих двух величин остается постоянным, если можно пренебречь потерей световой энергии вследствие поглощения и рассеяния света при распространении в воздухе. В тумане видимая яркость изображения падает по мере удаления источника света, поскольку становятся заметными поглощение и рассеяние энергии.)

15. Вилка освещается пламенем свечи и дает тень на стене. При вертикальном положении тень отчетливо воспроизводит форму ее зубцов, а при горизонтальном положении вилки тень размыта и зубцов почти не видно. Почему? (Причина в том, что источник света (пламя свечи) вытянут в вертикальном направлении. Когда вилка расположена вертикально, то для каждого из зубцов граница света и тени на экране от всех частей источника расположена примерно в одних и тех же местах и поэтому получается отчетливая тень зубцов. Когда же вилка расположена горизонтально, то граница света итениот одной части источника для денного зубца будет сдвинута на экране относительно границы света и тени, создаваемой другой частью источника от того же зубца, а потому вся тень вилки будет размыта.)

Необходимость применения качественных задач

Задачники представляют физику либо как абстрактную науку, либо как чисто техническую, не связанную с живой природой, биологией, анатомией, медициной, жизнью человека. Поэтому для многих учеников она не интересна. Нужно стремиться сообщать ученику не только новые знания, но и помогать ему глубже и лучше познать то, что он уже знает, то есть сделать “живыми” уже имеющиеся у него основные научные сведения, научить сознательно ими распоряжаться, пробудить желание применить их. Успех обучения выражается в сформированности способности мыслить, а мыслить человек начинает тогда, когда у него возникает потребность что-либо понять. Один из способов дать толчок к активной мыслительной деятельности ребят – предложить им интересные учебные задачи. А интерес проявляется тогда, когда задача затрагивает реальный мир, жизненные ситуации, встречающиеся каждому человеку.

При таком условии эффективность формирования познавательного интереса возрастет.

Проблемы связанные с качественными задачами

Проблеме использования непосредственно качественных задач и методике их решения уделяется очень мало внимания. Недостаточно разработаны и не нашли должного отражения в методической литературе вопросы о приемах постановки качественных задач, их подборе, системном использовании и рациональных методах решения. В то же время с появлением уровневой дифференциации, курсов по выбору, профильных школ и классов остро встал вопрос о методическом обеспечении и, в частности, о методике использования качественных задач при углубленном изучении. Для современных учителей, как и десятки лет назад, организация работы по решению качественных задач с учащимися является одним из наиболее трудных звеньев в преподавании физики. Современная практика показывает, что и у школьников, и у учителей при решении качественных задач возникает много затруднений. Тому существует несколько причин: отсутствие должного внимания к качественным задачам со стороны учителей, недооценка их роли и места в преподавании физики; упрощенные представления о самих качественных задачах (устные значит простые); отсутствие методик по их решению и использованию в учебном процессе; отсутствие хороших задачников и подробных образцов действий по решению качественных задач.

Но не стоит забывать, что качественные задачи занимают важное место и в физической науке и в системе современного физического образования, в том числе для развития и воспитания личности.

Список литературы

1. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе. Пособие для учителей Просвещение, 1971

2. Я. И. Перельман. Занимательная механика, 1937 г. Я. И. Перельман. Занимательная физика. Книга вторая, 1932 г. Я. И. Перельман. Занимательная астрономия, 1954 г. Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты, 1959 г. Я. И. Перельман. Знаете ли Вы физику? 1992 г.

3. http://www.physfac.bspu.secna.ru/

4. Качественные задачи по физике в средней школе. Тульчинский М.Е.Пособие для учителей.М.: Просвещение, 1972. – 240с.

Источник

Каждый раз, как происходит то или иное явление, – особенно если это что-то новое, – вы должны задать себе вопрос: «в чем здесь причина? Почему так происходит?» и рано или поздно вы эту причину поймете. Майкл Фарадей

Физическая задача – это ситуация, требующая от учащихся мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и на развитие мышления. А.В.Усова

Качественные задачи по физике появились в русской методической литературе свыше 200 лет назад. Широко известны занимательные книги Я. И. Перельмана, сборники качественных задач М. Е. Тульчинского, творческие задания В. Г. Разумовского и Р. И. Малафеева. Однако эти пособия созданы достаточно давно (30-60-е гг. XX в.), многие задачи при этом психологически и морально устарели и не отвечают духу нового времени. За это время значительно расширилось информационное поле учащихся, многие неизвестные ранее приборы и объекты стали доступны для использования и непосредственного исследования в школе. В последнее время появляются сборники качественных задач, но в них не так много оригинальных задач, нет нового подхода, к тому же наука до сих пор не выработала достаточно эффективной методики работы с качественными задачами. Жизнь требует новых нестандартных задач как средств усвоения. Задачи должны быть личностно значимыми, увлекать учащихся, формировать интерес к окружающему нас миру, к жизни.

Однако среди физиков нет единодушного мнения о наименовании и определении такого типа задач. Предлагались самые различные названия: «практические задачи», «практические вопросы», «логические задачи», «устные задачи», «проверочные вопросы», «качественные вопросы» и другие. Такое разнообразие наименований свидетельствует о разносторонности методических достоинств данного типа задач, поскольку каждое из названий отражает какую-нибудь одну их сторону.
Все приведённые названия приблизительны. Термин «качественные задачи» также не вполне точен, потому что некоторые качественные характеристики явления находят своё объяснение в соответственных количественных соотношениях. Но этот термин подчёркивает главную особенность задач такого типа – внимание в них акцентируется на качественной стороне рассматриваемого физического явления. Решаются такие задачи путём логических умозаключений, базирующихся на законах физики.
Разбор качественных задач, не осложненных, в отличие от решения традиционных задач, достаточно громоздкими вычислениями, позволяет сосредоточиться на главном: формировании у учащихся физического мышления, ясного и четкого понимания физических законов, понятий и представлений.

Основная цель качественных задач – научить:

различать физические явления и процессы в природе и технике;
объяснять физические явления и процессы на основе имеющихся теоретических знаний.

Качественные задачи по типу условия делятся на словесные, графические и экспериментальные.

Решение качественных задач – необходимый компонент полноценного физического образования, поскольку, не требуя громоздких математических выкладок, концентрирует внимание учащихся на физической сущности явления, на их взаимосвязи и формах проявления. Разбор таких задач в значительной степени углубляет понимание фундаментальных понятий и законов физики, побуждает интерес у учащихся к познанию окружающего мира. В качественных задачах идет речь о реальных телах, о том, что нас окружает, вещах в основном обычных и потому не замечаемых. Зачастую качественная задача лишь обозначает проблему, провоцирует на поиск, исследование данного вопроса. Глубина этого поиска ограничена субъективными желаниями школьника и настойчивостью учителя.

Качественные задачи можно использовать на разных этапах обучения. На начальном этапе можно показать всю красоту и прелесть окружающих явлений, поставить проблему, обрисовать пути выхода из нее, увлечь физикой.

В дальнейшем качественные задачи можно использовать как этап, ступеньку для более глубокого исследования проблемы. Именно качественная задача является одним из важнейших инструментов, которым необходимо вооружить любознательного человека, исследователя окружающего мира, что позволит ему глубже проникать в мироздание, сделает мыслящим и свободным.

Решение качественных задач включает 3 этапа: чтение условия, анализ задачи и решение. При анализе содержания задачи используют прежде всего общие закономерности, известные учащимся по данной теме. После этого выясняют, как конкретно объясняется явление, описанное в задаче. Ответ к задаче получают как завершение проведенного анализа. В качественной задаче анализ условия тесно сливается с получением нужного обоснованного ответа.

В качественной задаче вопрос ставится так, что ответа на него в готовом виде в учебнике нет. Учащийся должен сам его найти, синтезируя данные условия задачи и моделируя физические явления. Форма подачи вопроса, формулировка играют не последнюю роль: от них зависит «длительность» рассуждения и формулировки ответа. Активно используя качественные задачи на уроках, условно я подразделяю формулировки качественных задач на четыре уровня. В таблице я привожу примеры качественных задач по теме «Испарение и кипение».

Первый уровень	Второй уровень	Третий уровень	Четвертый уровень
1.Пролитая на пол вода или такое же количество воды в стакане испаряется быстрее?	1.Сравните быстроту испарения воды, пролитой на пол, и такого же количества воды в стакане.	1.В стакан налита вода. В какую емкость следует перелить воду, чтобы ускорить испарение?	1.На чаши весов поставили два разных сосуда с одинаковым количеством воды одной температуры. Весы уравновесили. Почему через некоторое время равновесие нарушилось?
2. В какую погоду – ветреную или безветренную быстрее высыхает скошенная трава?	2.Сравните быстроту высыхания скошенной травы в безветренный и ветреный день.	2.Прогноз погоды предсказывает, что день будет тихий и безветренный. Хорошо это или плохо для скошенной травы?	2.Составьте правила заготовления сена.
3.Какая капля быстрее испарится: воды, масла, одеколона?	3.На стекло нанесли одинаковые капли воды, масла, одеколона. Сравните быстроту их высыхания.	3. На предметные небольшие стеклышки нанесли одинаковые капли воды, масла, одеколона. Ученик утверждает, что быстрее испарится капля одеколона, затем масла, а потом воды, т.к. плотности у них разные: ρ(одеколон)<ρ(масло)< ρ(вода). Проанализируйте ответ ученика.	3. На стекло нанесли одинаковые капли воды, масла, одеколона. При каком условии капля масла испарится раньше?
4.В двух тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Почему постные остынут быстрее?	4.В двух тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Почему через некоторое время они будут иметь разную температуру?	4.В двух тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Спустя некоторое время из одной тарелки уже можно было кушать щи. Почему нужно было еще подождать, чтобы кушать щи из другой тарелки?	4.Два повара готовят щи по одному рецепту, но один из них в начале приготовления добавил в кастрюлю масло. Зачем он это сделал?
5.В два одинаковых стакана налита жидкость (вода) до одного уровня, но разной температуры. В каком стакане быстрее испарится жидкость?	5.В два одинаковых стакана налита жидкость (вода) равной массы. Известно, что из одного стакана жидкость испарилась быстрее. Почему?	5.В два одинаковых сосуда налита одинаковая жидкость одинаковой массы. Опыт показал, что скорость убывания массы жидкости в одном сосуде меньше, чем в другом. Известно, что один сосуд находится на столе. Где может находиться другой?	5.В два одинаковых сосуда налита одинаковая жидкость одинаковой массы. Опыт показал, что масса одной жидкости меняется, а другой практически нет. Опишите условия проведения эксперимента.
6.Жидкость массой 1 кг кипит. График процесса показан в осях t0(t). У жидкости или полученного пара внутренняя энергия больше?	6. Вода массой 1 кг кипит. График процесса показан в осях t0(t). Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?	6.Для эфира проведены процессы, графики которых показаны в осях t0(t). Проанализируйте графики и сделайте вывод об изменении внутренней энергии эфира.	6.Два одинаковых сосуда содержат две одинаковых по массе жидкости и получают энергию от нагревателей одинаковой тепловой мощности. Графики процессов показаны в осях t0(t), но в них допущена ошибка. Укажите ее.

Вопросы первого уровня сформулированы так, что уже содержат подсказку для ответа, в них учащемуся следует выбрать один из приведенных вариантов ответа и его обосновать (на полу – в стакане; постные – жирные щи).

Вопросы второго уровня содержат оборот «сравните», учащийся должен сам выбрать вариант ответа.

Вопросы третьего уровня содержат описание ситуации, процесса, требуют анализа графика. При ответе на них учащийся может ввести дополнительные условия и объекты.

Вопросы четвертого уровня сформулированы так, что они требуют тщательного анализа самого вопроса и даже переформулировки его, привлечения значительного теоретического материала.

Поисковую деятельность по решению задачи можно условно разделить на два вида: алгоритмическую (действия по образцу – первый, второй уровень) и эвристическую (направленную на поиск этого образца – третий, четвертый уровень). Причём «образец», который удаётся подобрать, иногда настолько радикально отличается от того, что рассматривается в задаче, что даже сам нашедший это сходство удивляется ходу своих мыслей. Вспомним, как Архимед решил проблему обнаружения примесей в составе царской короны, наблюдая за водой, выливавшейся из переполненной ванны при погружении в неё собственного тела. Если же из подсознания подсказка не приходит, то для осознанного поиска идеи решения оказываются полезными некоторые опоры – эвристики, называемые ещё эвристическими действиями или приёмами. Основной эвристический совет: преобразовать нестандартную “задачную” ситуацию в стандартную. Как это сделать, подсказывают эвристические приёмы.

Многие специалисты в области теории и методики обучения физике (С.А.Иванов, С.Е.Каменецкий, Ю.И.Дик, А.С.Кондратьев, Г.Я.Мякишев, В.А.Орлов, А.А.Пинский, Н.С.Пурышева, Л.В.Тарасов, С.Ю.Трофимова и др.) отмечают большой эвристический потенциал и эффективность использования методологических принципов простоты, толерантности, относительности, сохранения, симметрии, суперпозиции, соответствия, причинности, дополнительности, а также соотношения неопределённостей. Руководствуясь этими принципами и используя метод аналогии, иногда удаётся сразу найти основную идею решения.

Главные враги, которые мешают решать задачу, внутри нас самих: скука, боязнь ошибки, спешка.

Источник

Качественные задачи по физике,7-8 классы,на основе учебного пособия М.Е.Тульчинского

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи1»

Качественные задачи по

ФИЗИКЕ

7-8 классы

Предлагаемое вниманию учебное пособие М.Е.Тульчинского, предназначенное для первой ступени обучения, издавалось в нашей стране лишь однажды, в 1976 г., и давно стало библиографической редкостью. В то же время пособие пользуется заслуженной известностью среди педагогов благодаря удачному подбору ясно сформулированных вопросов, позволяющих на качественном уровне обсудить важные физические закономерности в окружающем нас мире. За прошедшие 20 лет в стране так и не появилось пособия, которое могло бы полностью заменить книгу М.Е.Тульчинского.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Качественной задачей по физике называется такая задача, в которой ставится для разрешения проблема, связанная с качественной стороной физического явления, решаемая путем логических умозаключений, основанных на законах физики, путем построения чертежа, выполнения эксперимента, но без применения математических действий.

Следует отличать качественную задачу oт вопроса по проверке формальных знаний (например, что называется ампером, как формулируется закон Ома). Цель последних — закрепить формальные знания учащихся; ответы на эти вопросы в готовом виде имеются в учебнике, и ученик должен лишь вспомнить их. В качественной задаче ставится такой вопрос, ответ на который в готовом виде в учебнике не содержится. (Например:

если движущийся автомобиль резко затормозит, то его передок опускается. Почему?) Ученик должен составить ответ на качественную задачу, синтезируя данные условия задачи и свои знания по физике.

ления, т. е. логически мыслить, приучает учащихся к точной, лаконичной, литературно и технически грамотной речи.

Чтобы решить качественную задачу, ученик должен уметь физически мыслить:

понимать и излагать сущность состояний тел и процессов, происходящих в них, вскрывать взаимосвязь явлений (причинно-следственные зависимости), уметь на основании законов физики предвидеть ход явления. Итак, решение качественных задач дает возможность учителю установить глубину теоретических знаний и понимание учащимся изучаемого материала.

Значение этих задач состоит также и в том, что они вызывают большой интерес у учащихся, создают их устойчивое внимание на уроке, позволяют учителю оживить урок эмоционально, увлечь учащихся, активизировать их мыслительную деятельность, разнообразить методы изложения. Таким образом, решение качественных задач есть один из приемов де-лектаризации обучения (de/ectare (лат.) – увлекать, доставлять наслаждение, радовать, восхищать, привлекать).

Рассмотрим методику решения простых качественных задач — качественных вопросов. При решении любых задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой. Поэтому можно говорить лишь о едином аналитико-синтетическом методе решения физических (и, в частности, качественных) задач.

Пример 2. Каким образом человек, стоящий обеими ногами на полу, может быстро удвоить давление, производимое на опору?

Решение. 1.Анализ. Давление, производимое стоящим человеком, прямо пропорционально его весу и обратно пропорционально площади обеих ступней ног, соприкасающихся с полом. (Первая посылка.) Человек стоит на двух ногах. (Вторая посылка.) 2. Синтез. Быстро удвоить давление на пол человек может, либо увеличив свой вес вдвое (например, подняв штангу), либо уменьшив площадь опоры вдвое (например, приподняв одну из ног и оставшись стоять на второй ноге). Так как в условии задачи никакой груз не дан, то в качестве ответа принимаем второй способ решения задачи.

Пример 3. Почему человек, выходя из реки, даже в жаркий летний день испытывает ощущение холода?

Решение. 1. Анализ. Охлаждение (понижение температуры) тела человека происходит в результате потери телом некоторого количества теплоты. (Первая логическая посылка.) На коже искупавшегося человека есть вода. (Вторая логическая посылка.) При испарении воды увеличивается ее внутренняя энергия. Это

увеличение энергии некоторого количества воды может произойти за счет уменьшения энергии другого тела. (Третья логическая посылка.) 2. Синтез. Вода, испаряясь с поверхности тела человека, отбирает у кожи некоторое количество теплоты. Вследствие этого внутренняя энергия кожи человека уменьшается и происходит ее охлаждение.

Решение качественного вопроса можно представить в виде пяти этапов:

Схематически методику решения качественного вопроса можно представить в виде схемы (см. рисунок).

Решение сложной качественной задачи также осуществляется этими пятью этапами, но при знакомстве с условиями задачи обращается внимание на ее главный вопрос, на конечную цель решения. При составлении плана решения задачи строится аналитическая цепь умозаключений, начинающаяся с вопроса задачи и оканчивающаяся данными ее условия или формулировками законов и определений физических величин. На четвертом этапе составляется синтетическая цепь умозаключений, начинающаяся с формулировки определений физических величин, соответствующих законов, с описания свойств, качеств, состояний тела и оканчивающаяся ответом на вопрос задачи.

При решении качественных задач применяются основанные на аналитико-синтетическом методе следующие три приема: эвристический, графический и экспериментальный. Они могут и сочетаться, дополняя друг друга.

Эвристический прием состоит в постановке и разрешении ряда взаимо-

связанных целенаправленных качественных вопросов. Каждый из них имеет свое самостоятельное значение и решение и одновременно является элементом решения всей задачи.

Этот прием прививает навыки логического мышления, анализа физических явлений, составления плана решения задачи, учит связывать данные ее условия с содержанием известных физических законов, обобщать факты, делать выводы.

Следует различать три формы осуществления эвристического приема решения качественных задач в процессе обучения физике:

а) форма наводящих вопросов предполагает постановку учителем ряда вопросов и ответы на них учащихся. Это первая ступень обучения;

б) вопросно-ответная форма предполагает постановку самим учащимся вопросов и ответы на них. Как правило, решение представляется в письменном виде;

в) повествовательная (ответная) форма предполагает ответы учащихся на мысленно поставленные перед собой вопросы. Решение представляется в виде логически и физически связанных между собой тезисов (предложений), образующих цельный рассказ.

Графический прием решения качественных задач состоит в составлении ответа на вопрос задачи на основании исследования графика функции, чертежа, схемы, рисунка, фотографии и т. п.

Достоинством этого приема является наглядность и лаконичность решения. Он развивает функциональное мышление школьников, приучает их к точности, аккуратности. Особенно велика его ценность в тех случаях, когда дана последовательность рисунков, фиксирующих определенные стадии развития явления или протекания процесса.

Экспериментальный прием решения качественных задач заключается в получении ответа на вопрос задачи на основании опыта, поставленного и проведенного в соответствии с ее условием. В таких задачах обычно предлагается ответить на вопросы «Что произойдет?» и «Как сделать?»

В процессе экспериментального решения качественных задач учащиеся становятся как бы исследователями, развиваются их любознательность, активность, познавательный интерес, формируются практические умения и навыки.

При правильно поставленном опыте ответ получается быстро, он убедителен и нагляден. Так как сам эксперимент не объясняет, почему так, а не иначе протекает явление, то его сопровождают словесным доказательством.

МЕХАНИЧЕСКИЕ

ЯВЛЕНИЯ

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1. Как определить при помощи масштабной линейки средний диаметр одинаковых швейных иголок?

2. Как измерить средний объем одинаковых маленьких шариков от шарикоподшипника для велосипеда при помощи мензурки?

3. В некоторой химической реакции выделяется газ, объем которого npи нор- мальных условиях требуется определить. Предложите конструкцию прибора для измерения объема газа.

4. В каком из двух одинаковых стаканов (рис. 1) налито больше чая?

2. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА

Строение вещества. Молекулы. Диффузия

5. Если смешать равные объемы ртути и воды, а затем — спирта и воды, то в первом случае получится удвоенный объем смеси, а во втором — меньше удвоенного объема. Почему?

6. Чем отличается движение одной и той же молекулы в воздухе и в вакууме?

7. Бросьте в воду кристаллик марганцовки. Через некоторое время вокруг него образуется фиолетовое облачко. Объясните явление.

8. Детские воздушные шарики обычно наполняют гелием. Почему они уже через сутки теряют упругость, сморщиваются и перестают подниматься?

9. Чем объясняется, что пыль не спадает даже с поверхности, обращенной вниз?

10. Почему скорость диффузии с повышением температуры возрастает?

11. Для чего при складывании полированных стекол между ними кладут бумажные ленты?

12. Почему нельзя соединить в одну две деревянные линейки, плотно приложив их друг к другу?

Три состояния вещества

13. Может ли быть поваренная соль жидкой, а углекислый газ твердым?

14. Какова будет форма жидкости, если перелить ее из стакана в колбу, в мензурку (рис. 2)? Изменится ли при этом ее объем?

15. Почему не удается наполнить бутылку жидкостью, если воронка плотно прижата к стенкам горлышка бутылки?

16. Почему при сгибании прутика паяльного олова слышен характерный треск?

3. ДВИЖЕНИЕ И СИЛЫ

Механическое движение

17. Как движется пантограф (токоприемник, расположенный на крыше вагона электропоезда) относительно вагона, воздушного провода?

18. Автомобиль и комбайн движутся прямолинейно, так что некоторое время расстояние между ними не меняется. Укажите, относительно каких тел каждый из них в это время находится в покое и относительно каких тел движется.

19. Человек, сидящий на вращающейся карусели, видит, что относительно нее он неподвижен, а окружающие его предметы и Земля движутся. Что является в данном случае телом отсчета?

20. Вперед или назад движется рама велосипеда относительно верхней части колеса?

21. Аэростат увлекается постоянным по силе и направлению ветром в северном направлении. Будут ли протягиваться при этом флаги на его гондоле?

22. Одинаковые ли пути проходят электровоз и хвостовой вагон при движении поезда?

23. Летчик-спортсмен сумел посадить самолет на крышу движущегося легкового автомобиля. При каком физическом условии это возможно?

Взаимодействие тел. Масса тела

24. Почему трудно разбить орех на мягкой опоре и легко на твердой?

25. Для чего сапожник, прибивая подметку, надевает ботинок на железную лапку?

26. Лодочник, стоя одной ногой на пристани, другую ногу ставит в лодку и отталкивается от пристани. В каком случае ему удобнее сесть в лодку: когда она пустая или когда в лодке сидят люди?

Плотность вещества

27. Три кубика — из железа, меди и свинца — имеют одинаковые размеры. Какой из них имеет наибольшую (наименьшую) массу?

28. Два одинаковых ящика наполнены дробью: в одном крупная, в другом

мелкая. Какой из них имеет большую массу?

29. В двух одинаковых стаканах налита вода до одной высоты. В один стакан опустили однородный слиток стали массой 100 г, а в другой — серебра той же массы. Одинаково ли поднимется вода в обоих стаканах?

Инерция

30. Почему капли дождя при резком встряхивании слетают с одежды?

31. Положите на стакан почтовую открытку, а на нее — монету. Ударьте по открытке щелчком. Почему открытка отлетает, а монета падает в стакан?

32. Есть два способа колки поленьев. В первом случае полено ударяют быстро движущимся топором. Во втором — слабым ударом загоняют топор в полено, а затем, взмахнув топором с насажанным поленом, бьют обухом о колодку. Объясните механические явления, наблюдаемые при этом.

33. Почему удары о наковальню паровых молотов сотрясают почву гораздо меньше при тяжёлых наковальнях, чем при более легких?

34. Кирпич кладут на ладонь и ударяют по нему молотком. Почему рука, держащая кирпич, не ощущает боли от ударов молотка?

35. Мяч, спокойно лежавший на столе вагона при равномерном движении поезда, покатился: а) вперед по направлению движения поезда; б) назад против движения; в) вбок. На какое изменение в движении поезда указывает каждый из перечисленных случаев?

36. Всадник быстро скачет на лошади. Что будет со всадником, если лошадь споткнется?

37. В ряде случаев на горизонтальном участке пути автомобиль, мопед и другие машины довольно длительное время продолжают свое движение при неработающем двигателе. На каком механическом свойстве тел основан этот свободный ход машины?

Сила. Явление тяготения. Сила тяжести

38. Какие тела взаимодействуют при падении камня, движении спутника, автомобиля, парусной лодки?

39. Масса второго тела вдвое больше массы первого. Сравните силы тяжести, действующие на эти тела.

40. а) Если взвесить одно и то же тело на рычажных весах у подножия Эльбруса и на его вершине, то каков будет результат? Одинаков ли вес тела в этих двух местах?

б) На чувствительных пружинных весах взвесили тело А у подножия горы, а тело В на тех же весах — на ее вершине. Показания весов оказались одинаковыми. Сравните массы тел.

41. Барон Мюнхгаузен, герой известной повести Р.Э. Распе, привязав конец веревки к Луне, спускался по ней на Землю. В чем главная физическая несуразность такого передвижения?

Вертикальное направление. Отвес

42. а) Укажите в комнате вертикальные и горизонтальные линии.

б) Укажите в комнате вертикальные и горизонтальные плоскости.

в) Можно ли на стене провести горизонтальную линию, наклонную, вертикальную?

г) Можно ли на полу провести вертикальную линию, горизонтальную?

43. а) Под каким углом наклонены друг к другу отвесные линии на полюсе и на экваторе?

б) Под каким углом наклонены друг к другу отвесные линии на полюсах Земли?

44. а) В землю воткнули шест. Как узнать, вертикально ли направление шеста?

б) Как проверить, верен уровень или нет?

45. Повторяет ли свободная поверхность океана шарообразную форму Земли?

Вес тела. Понятие о невесомости

46. Гулливер, герой известной книги Д.Свифта, в «Путешествии в Бробдинг-нег» рассказывает: «Мальчик нес меня в ящике… Орел, захватив клювом кольцо моего ящика, понес его… Затем вдруг я почувствовал, что падаю отвесно вниз около минуты, но с такой невероятной скоростью, что у меня захватило дух». В каком состоянии движения находился рассказчик?

47. При изготовлении гири в ней высверливают небольшое углубление, в которое запрессовывают свинцовую или медную пробку. Для чего это делают?

48. Придумайте механический дозатор — автомат для непрерывной погрузки сыпучих тел в железнодорожные вагоны, отмеривающий строго определенный вес. Автомат должен легко настраиваться на различный вес.

49°. На штативе на нити подвешен груз. Как должен двигаться штатив, чтобы нить не испытывала никакого натяжения?

Задачи, отмеченные знаком ⁰, предназначены для внеклассной работы или профилированных школ

50°. Изменится ли плотность воздуха в кабине космического корабля в состоянии невесомости?

51°. Мальчик, поднявшись на лестницу, выпустил из рук сосуд с водой. Чему равно давление воды на дно во время падения?

52°. На дне стакана из оргстекла находится железный диск. Над ним на некотором расстоянии прикрепляют к стакану магнит. Какие изменения в состоянии диска будут наблюдаться во время свободного падения стакана?

53°. К одному концу упругой стальной пластинки АВ подвешена гиря, а второй ее конец укреплен на «доске Любимова» (рис. 3).

Объясните изменения, которые будут наблюдаться в электрической цепи, когда вертикально расположенная доска начнет свободно падать.

Сила и ее измерение. Сложение сил. Равнодействующая сил

54. Определите цену деления шкалы трубчатого динамометра (рис. 4).

55. Предложите способ измерения силы, с которой игрушечный автомобиль (или танк) тянет по столу деревянный брусок.

56. На рис. 5 в одном и том же масштабе изображено несколько сил. Сила F5⁼5Н. Укажите силу, равную 4 Н и направленную под углом 30° к оси ОХ.

57. К штативу на нити подвешен груз массой 102 г. Изобразите графически в выбранном вами масштабе силы, действующие на груз.

58. Пружинные весы одним концом прикреплены к потолку, а к другому подвешен груз весом 1470 Н. Под грузом помещается человек, опирающийся ногами на платформу десятичных весов, которые показывают вес человека, равный 700 Н.

а) Каковы будут показания пружинных и десятичных весов, если человек с усилием в 350 Н будет стараться приподнять груз?

б) Каковы будут показания весов, если человек с таким же усилием будет тянуть груз вниз?

Сила трения. Трение в природе и технике

59. Почему мел оставляет след на классной доске?

60. Почему металлические ступеньки (лестницы, подножки трамвая, поезда и т. п.) не гладкие, а имеют рельефные выступы?

61. Какие силы уравновешиваются при равномерном движении автомобиля по горизонтальному участку дороги?

62. Может ли велосипедист двигаться равномерно по горизонтальному шоссе, не вращая педали?

63. Парашютист массой 75 кг при раскрытом парашюте спускается с постоянной скоростью 6 м/с. Чему равна сила сопротивления воздуха при этом движении?

64. Для чего «разводят» пилы, т. е. соседние зубья наклоняют в противоположные стороны?

65. Почему кусок хозяйственного мыла легче разрезать крепкой ниткой, чем ножом?

66. У автомобиля повышенной проходимости при движении по плохим дорогам обе оси могут работать как ведущие. При движении же по хорошим дорогам у этих автомобилей, как и у обычных, в качестве ведущей применяют только заднюю ось. Почему проходимость автомобиля увеличивается, когда обе оси делают ведущими?

67. Почему медицинские иглы полируют до зеркального блеска?

68. Почему шелковый шнурок развязывается быстрее хлопчатобумажного, шерстяного?

69. Дайте физическое обоснование пословице «Коси, коса, пока роса; роса долой, и мы домой». Почему при росе косить траву легче?

70. Почему трудно держать в руках живую рыбу?

71. Почему в метро запрещается облокачиваться о движущиеся поручни лестницы эскалатора?

72. Почему при постройке электровозов не применяются легкие металлы или сплавы?

73. Автомашина с прицепом должна перевезти тяжелый груз. Куда его выгоднее поместить: в кузов автомашины или на прицеп? Почему?

74. Почему увеличение натяжения приводного ремня, передающего движение от шкива к шкиву, увеличивает трение между ремнем и шкивом?

75. На столе лежит стопка тетрадей, нижняя приклеена к столу. Как будут двигаться тетради в стопке, если медленно потянуть в горизонтальном направлении за одну из них?

76. Какой вид трения имеет место при катании на коньках и при катании на роликах?

77. Зачем при спуске телеги с крутой горы иногда одно колесо подвязывают веревкой так, чтобы оно не вращалось?

78°. Почему осенью у трамвайных линий, проходящих в районе парков, бульваров, садов и т. п., вывешиваются надписи «Осторожно, листопад!», «Берегись юза1»?

79. По заявлению членов экипажа «Аполлона-12» Ч. Конрада и А. Бина, по Луне ходить легко, но они часто теряли равновесие, так как даже при легком наклоне вперед можно упасть. Объясните явление.

Сила взаимодействия молекул. Явление смачивания

80. Ножовочное полотно изогнули в дугу. Какие силы возникли на внешней и на внутренней поверхностях полотна?

81. Сила тяжести, действующая на сидящего на стуле человека, уравновешивается силой упругости ножек стула. Какова природа силы упругости?

82°. Если к носику химической чашки приблизительно перпендикулярно его кончику (рис. 6) приложить стеклянную палочку, то вода при наклоне чашки будет спокойно стекать по ней струёй. Без упомянутой предосторожности значительная часть жидкости потечет по внешней поверхности чашки. Объясните явление.

83°. Почему воду из стеклянного пузырька можно отмерять каплями, а ртуть нельзя? Из какого материала должен быть пузырек, чтобы из него можно было отмерять ртуть каплями?

84°. Как сделать, чтобы стекло не смачивалось водой?

85°. Почему для склейки употребляется жидкий клей?

86°. Можно ли отливать металл в формы, сделанные из материала, который смачивается данным расплавленным металлом?

87″. Существует предание о том, как некогда люди добывали золотой песок, который несла быстрая река, протекавшая по Колхиде. Мудрые жители древней страны использовали для этой цели бараньи шкуры. Положат шкуры на ночь на дно реки, а утром, вынув их из воды, видят: весь ворс светится, так много осело на нем золотого песка. Как объяснить, что ворс задерживает крупинки золота?

Капиллярность

88. Отчего легко писать чернилами на плотной бумаге, трудно на промокательной и нельзя писать на промасленной?

89°. Почему шелковый платок не так хорошо вытирает пот, как полотняный?

90°. Будет ли портиться зерно, если его ссыпать на сухом укатанном току под навес?

91°. Положите в воду кусок мела. Из него во всех направлениях начнут выходить пузыри. Объясните явление.

92°. Какой грунт сохнет скорее после дождя – песчаный или глинистый? Почему?

93°. При возведении построек поверх кирпичного фундамента кладут слой толя – толстой бумаги, пропитанной каменноугольной смолой. Без такой прокладки помещение легко может оказаться сырым. Почему?

94. Можно ли в состоянии невесомости писать обыкновенной авторучкой?

95°. Почему стальные изделия, упакованные в угольный порошок, не покрываются ржавчиной?

Давление

96. На вспаханной пограничной полосе обнаружен след сапог нарушителя границы. Можно ли по следу определить, что прошел только один человек или что он нес еще на себе другого или какой-то тяжелый груз?

97. Если тяжелую покупку нести за веревку, то ощущается сильная боль (режет пальцы), а если под веревку подложить сложенный в несколько раз лист бумаги, то боль уменьшается. Объясните, почему.

98. Объясните назначение наперстка, надеваемого на палец при шитье иголкой.

99. Почему класть голову на подушку приятнее, чем на наклонную деревянную дощечку?

100. Можно ли приготовить такое каменное ложе, чтобы лежать на нем можно

было с таким же ощущением, как на мягком диване?

101. Если металлический стакан сдавливать ладонями вдоль его оси, то рука, нажимающая на края стакана, будет ощущать боль, а другая нет. Почему?

Давление в природе и технике

102. Почему буря, которая летом валит живые деревья, часто не может свалить стоящее рядом сухое дерево без листьев, если оно не подгнило?

103. Зависит ли давление колесного трактора на дорогу от давления внутри баллона колеса?

104. Небольшие по весу ледоколы не могут сломать многометровый лед. Почему же это удается сделать тяжелым ледоколам?

105. Почему задние оси грузовых автомашин часто имеют колеса с двойными баллонами?

106. Зачем под гайку подкладывают широкое металлическое кольцо, называемое шайбой?

107. К человеку, под которым провалился лед, ‘подходить нельзя. Для спасения ему бросают лестницу или длинную доску. Объясните, почему таким способом можно спасти провалившегося.

108. Почему при постройке дома все его стены выводятся одновременно до примерно одинаковой высоты?

109. Почему плотину строят так, что ее профиль расширяется книзу?

110. Для чего точат (заостряют) стамески, пилы и другие режущие инструменты?

111. При работе новым напильником приходится прикладывать большие усилия, чем старым. Почему же предпочитают пользоваться новым напильником?

112. Объясните, как наждачная бумага шлифует металлические предметы.

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ И УКАЗАНИЯ

1. Кладут вплотную 10—20 иголок, измеряют общую их толщину и делят на число иголок.

2. Наливают в мензурку жидкость (например керосин), отмечают уровень. Отсчитывают некоторое число шариков (чем больше, тем точнее будет ответ) и высыпают их в мензурку. Замечают новый уровень. Разделив изменение показаний мензурки на число шариков, получают искомый объем.

3. Одним из вариантов является следующая установка. Через трубку А газ поступает в сосуд В (рис. 7), наполненный жидкостью, в которой газ не растворяется, и опрокинутый над проградуированным и открытым сосудом С (мензуркой).

Заполняя сосуд B, газ будет вытеснять воду в сосуд С. По изменению уровня воды в этом сосуде можно определить объем газа.

4. В стакане А, так как уровни воды в обоих стаканах одинаковы, но в стакане В находится чайная ложка.

5. Молекулы спирта и воды взаимно проникают в имеющиеся между ними промежутки и вступают в химическое взаимодействие. Вследствие этого объем смеси воды и спирта меньше, чем сумма первоначальных объемов.

6. В вакууме молекула двигается равномерно и прямолинейно. В воздухе вследствие столкновений с другими молекулами та же молекула движется по ломаной зигзагообразной линии с изменяющейся скоростью.

7. Вещество, растворяясь, диффундирует в воде, окрашивая ее фиолетовым цветом.

8. Гелий диффундирует сквозь оболочку шара.

9. Частички пыли удерживаются на поверхности силой взаимного притяжения молекул.

10. С повышением температуры увеличивается скорость движения молекул, следовательно, и скорость диффузии.

11. Чтобы стекла не слипались под действием сил взаимного притяжения молекул.

12. Вследствие неровностей поверхностей приложенных друг к другу линеек образуется малое количество точек соприкосновения, где проявляются силы молекулярного притяжения.

13. Да, при нормальном атмосферном давлении поваренная соль становится жидкой при температуре 800 °С (а углекислый газ твердым — при 250 °С. — Ред.)

14. Жидкость принимает форму сосуда, в который ее помещают. Объем жидкости при этом не меняется.

15. Воздух занимает весь объем бутылки, а сила, с которой налитая в воронку вода давит на воздух, недостаточна, чтобы сжать его в значительной мере.

16. Разрушаются связи между кристалликами олова.

17. Относительно вагона пантограф находится в покое, относительно провода он движется со скоростью поезда.

18. Покоятся друг относительно друга; движутся относительно Земли.

19. Телом отсчета является карусель.

20. Назад.

21. Флаги свисают отвесно, как в безветренную погоду.

22. Одинаковые.

23. Если самолет относительно автомобиля неподвижен, т. е. движется почти горизонтально с той же скоростью относительно Земли, что и автомобиль.

24. Чтобы разбить орех, надо приложить к его скорлупе две равные и противоположно направленные силы, сжимающие ее настолько, что она разрушается. Одну из сил создает ударяющее тело (молоток, камень и т. п.); другая возникает при взаимодействии ореха с опорой. Если опора твердая и неподвижная, условия, необходимые для раскалывания скорлупы, соблюдаются. В случае мягкой опоры сила реакции в основном идет на изменение скорости ореха – под действием силы удара он приобретает скорость, а затем, углубляясь в опору, теряет ее. Скорлупа же почти не изменяет своей формы и поэтому не разрушается.

25. Чтобы создать условие взаимодействия ботинка и молотка (см. ответ к задаче 24).

26. Чем больше в лодке людей, тем больше ее масса и тем меньше изменится ее скорость во время прыжка лодочника.

27. Наибольшую — свинцовый кубик, наименьшую — железный.

28. Тот, в котором мелкая дробь.

29. Так как плотность серебра больше плотности железа, то объем слитка серебра меньше. Следовательно, уровень воды в первом стакане будет выше.

30. Вследствие инертности капель воды.

31. Вследствие инертности монеты и недостаточного взаимодействия монеты и открытки.

32. В том случае, когда колют дрова, ударяя по полену топором, он, продолжая движение вследствие инертности, входит глубоко в неподвижное полено. Когда же ударяют обухом топора, частично вошедшего в полено, о колодку, на которой колют дрова, топор останавливается, а полено продолжает движение вследствие инертности и раскалывается.

33. Тяжелые наковальни имеют большую массу и поэтому приобретают меньшую скорость при ударе молота.

34. Вследствие инертности кирпич за время удара не успеет значительно изменить свою скорость и не будет дополнительно давить на держащую его руку. Поэтому она не будет ощущать боли.

35. а) Поезд начал уменьшать скорость; б) увеличивать ее; в) сделал поворот.

36. При остановке лошади, двигаясь по инерции, всадник упадет вперед через голову коня.

37. Свободный ход (движение машины при неработающем двигателе) основан на использовании свойства инертности машины и тел, движущихся вместе с ней.

38. Камень и Земля, камень и воздух. Спутник и Земля, спутник и разреженный воздух. Автомобиль и воздух, колеса автомобиля и полотно дороги. Парус и воздух, корпус лодки и вода.

39. Сила тяжести пропорциональна массе тела.

40. а) Рычажные весы дадут одинаковые показания, хотя вес тела изменится (в такой же мере изменится и вес гири); б) вес тела определяется силой тяжести, которая зависит от массы тела и расстояния до центра Земли. Так как вес тел А и В одинаков, а тело В более удалено от центра Земли, то масса тела В больше массы тела А.

41. Герой повести никак не мог бы скользить по веревке к Земле, этому препятствовала бы сила притяжения его к Луне.

42. в) Можно; г) вертикальную — нельзя, горизонтальную — можно.

43. а) 90°; б) 180°.

44. а) С помощью отвеса. б) (С помощью исправного уровня. – Ред.)

45. Свободная поверхность воды в океане, перпендикулярная направлению силы тяжести в каждой точке, повторяет шарообразную форму Земли.

46. (В состоянии свободного падения, т. е. в состоянию невесомости. —Ред.)

47. Чтобы при изготовлении можно было легко изменить массу гири, если возникнет такая необходимость при поверке ее по эталону. Обычно на этой пробке бюро контроля мер и весов ставит свое клеймо.

48. Одной из конструкций может быть следующая. По транспортеру Т сыпучее вещество поступает в бункер К (рис. 8), имеющий приставное дно АО, вращающееся вокруг оси О. К АО приварен длинный стержень 0В, по которому может легко скользить груз Р. Располагают груз Р так, чтобы он уравновешивал вес дна АО и сыпучего вещества, заполняющего бункер. В соответствующем месте закрепляют фиксатор С.

Когда вес сыпучего тела, заполняющего бункер, достигнет заданной величины, дно АО открывается, а конец 0В поднимается, и груз Р соскальзывает к точке О. Содержимое бункера пересылается в вагон М. После этого груз Р снова смещают к фиксатору С и. т.д.

Настройка дозатора на определенный вес достигается перемещением фиксатора С на плече 0В коромысла весов полуавтомата.

49. Свободно падать.

50. Нет, так как масса тела при малых скоростях не зависит от характера его движения.

51. Нулю.

52. При падении стакана наступает состояние невесомости, диск и магнит притягиваются друг к другу.

53. Когда доска свободно падает, наступает состояние невесомости. Стальная пластина АВ постепенно выпрямляется, замыкает цепь в точке С, и лампочка загорается.

54. 1 Н.

55. Заменив автомобиль достаточно чувствительным динамометром, повторяют опыт. Показание прибора равно силе тяги автомобиля, если рука, держащая динамометр, движет брусок равномерно с той же скоростью, с которой его двигал автомобиль.

56. F,.

57. Сила тяжести и сила упругости равны 1 Н каждая.

58. а) Пружинные весы будут показывать 1120 Н, а десятичные – 1050 Н;

б) пружинные весы будут показывать 1820 Н, а десятичные – 350 Н.

59. Когда прижимают мел к доске, создают большую силу трения, которая и отрывает частички мела, – возникает след на доске.

60. Чтобы увеличить силу трения скольжения подошв ног о ступеньки.

61. Сила тяги двигателя автомобиля и сумма сил сопротивления воздуха и трения подвижных частей машины.

62. Нет, так как действуют силы трения и сопротивления воздуха, уменьшающие его скорость.

63. Fсопр ⁼ тд.

64. При «разведенной» пиле пропил имеет ширину, большую толщины полотна пилы. Этим уменьшается трение движущейся пилы о стенки пропила.

65. При разрезании ниткой возникает значительно меньшая сила трения, чем при разрезании ножом.

66. При вращении ведущей оси между колесами и грунтом возникает сила трения покоя, толкающая автомобиль. Чем больше ведущих осей, тем больше сила тяги, действующая на автомашину.

67. Кроме требований гигиены инструмента, существенным является уменьшение силы трения иглы о кожу при уколе.

68. Шелковый шнур имеет более гладкую поверхность, значит, возникает меньшая сила трения.

69. Роса увеличивает массу стебля. Поэтому при ударе косой он в меньшей степени изгибается, и коса сразу срезает его.

Роса служит смазкой, что уменьшает силу трения, когда при обратном движении коса скользит по траве.

70. Тело рыбы покрыто слизью. Эта смазка уменьшает силу трения, и рыба выскальзывает из рук.

71. Чтобы не увеличивать трение поручней о направляющие пластины, по которым они скользят.

72. Уменьшать вес электровоза невыгодно, так как это уменьшит силу давления на рельсы, а следовательно, и силу трения между ведущими колесами и рельсами, что уменьшит силу тяги электровоза.

73. В кузов автомашины. Это увеличит силу давления на задние (ведущие) колеса машины, а значит, увеличит сцепление с полотном дороги. Если поместить груз на прицеп, возможна пробуксовка машины на мокрой скользкой дороге и на подъеме.

74. Так как возрастает сила давления ремня на шкив.

75. Сила трения между тетрадями вверху меньше, чем внизу, так как меньше сила давления. Поэтому тетради, лежащие выше той, за которую потянули, сдвинутся вместе с ней, а лежащие ниже останутся неподвижными.

76. На коньках — трение скольжения, на роликах — трение качения и небольшое скольжение.

77. Чтобы увеличить силу трения.

78. Потому что лист на рельсах уменьшает трение и может помешать торможению.

79. Устойчивость ходьбы человека определяется силой трения между подошвой обуви и почвой. Поскольку сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, то там при ходьбе возникает и малая сила трения.

(Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. Во столько же раз там меньше (при прочих равных условиях) и сила трения, а сила мышц такая же, как и на Земле. Это все равно, что на Земле стать в шесть раз сильнее. Ходьба сразу превратится в прыжки, и устойчивость потеряется. — Ред.)

80. На внешней — силы притяжения, на внутренней — силы отталкивания между молекулами.

81. Сила упругости есть сила отталкивания молекул вещества, из которого изготовлен стул.

82. Вода смачивает поверхность стеклянной палочки и по ней вытекает из чашки.

83. Вода смачивает стекло, ртуть — нет. Чтобы можно было отмерять ртуть каплями, пузырек должен быть из олова, цинка, золота или других металлов.

84. Покрыть его пленкой, которую вода не смачивает.

85. Клей смачивает соединяемые поверхности, и этим обеспечивается прочность соединения.

86. Нет, так как будет происходить спаивание металла и материала формы.

87. Крупинки золота, покрываясь жиром овчины, прилипают к ворсу, который также покрыт жиром.

88. Плотная бумага чернилами смачивается, но капилляры в ней заполнены другим веществом. Промокательная бумага имеет большое количество капилляров, в которые проникают чернила, поэтому запись на ней получается расплывчатой. Промасленная бумага чернилами не смачивается, и они на ней собираются каплями.

89. Шелк влагой плохо смачивается.

90. Будет, за счет влаги, которая поднимается по капиллярам почвы.

91. Мел — вещество пористое. Проникающая по капиллярам вода вытесняет из мела воздух.

92. Песчаный, так как в нем содержатся капилляры, по которым вода поднимается из почвы на поверхность.

93. Кирпичный фундамент содержит капилляры, по которым вода из почвы проникала бы в стены здания. Слой толя преграждает воде путь вверх.

94. Можно. Из-за смачивания чернила растекутся по стенкам баллона авторучки и будут подаваться к перу по капилляру.

95. Потому что угольный порошок содержит тонкие капилляры, которые впитывают влагу, предохраняя стальные изделия от порчи.

96. Да, по глубине следа на вспаханной земле.

97. Ощущение боли зависит от давления, которое предмет производит на тело человека. Величина давления зависит от площади, на которую действует вес покупки. У бумажной ручки площадь опоры больше, поэтому давление на ручку меньше, чем в первом случае.

98. При шитье возникает давление иглы на палец. Чтобы его уменьшить, увеличивают площадь опоры, помещая между пальцем и иглой наперсток.

99. Давление обратно пропорционально площади опоры. В мягкой по

душке голова делает удобную вмятину, тяжесть головы приходится на большую площадь. Вследствие этого становится малым давление на подушку. Поэтому возникает малое давление на кожу головы, т. е. не возникает ощущение боли.

100. Да, если поверхность ложа точно соответствует форме тела человека.

101. См. ответ на задачу 97.

102. Сила, с которой ветер действует на крону дерева (при одинаковом давлении), зависит от площади ее поверхности. У живого дерева она больше. Поэтому буря свалит живое дерево раньше, чем сухое.

103. Зависит. При увеличении давления внутри баллона уменьшается площадь опоры колеса на дорогу, поэтому давление трактора на дорогу возрастает.

104. Чтобы расколоть лед, надо в определенном месте произвести на него большое давление. Чем больше вес ледокола, тем большее давление он создает на лед.

105. У грузовых автомобилей тяжесть в основном приходится на задние колеса. Чтобы не возникало большого давления их на грунт и они не погружались глубоко в почву, увеличивают площадь опоры задних колес, насаживая на ось дополнительные баллоны.

106. Шайба увеличивает площадь опоры. При этом уменьшается давление на детали, скрепленные с помощью болта и гайки.

107. При опоре человека на доску или лестницу его тяжесть распределяется на большую площадь, и давление на кромку льда уменьшается.

108. Давление стен на фундамент (и на грунт) зависит от веса стены и прилегающей к ней части здания. Под действием веса здания происходит уплотнение (усадка) грунта. Если бы здание строилось неравномерно по высоте, то происходило бы неравномерное оседание грунта под ним. А это могло бы привести к авариям.

109. Плотина имеет огромный вес. При широком основании она будет производить меньшее давление на грунт.

110. Для уменьшения площади острия режущего инструмента, что увеличивает давление на материал изделия и облегчает его обработку.

111. Новый напильник глубже входит в металл (так как у него меньшая площадь выступов насечки напильника), тем самым возрастает скорость обработки детали.

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи2»

МЕХАНИЧЕСКИЕ

ЯВЛЕНИЯ

4. ДАВЛЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Давление газа

113. Почему лимонад и минеральная вода в закупоренной бутылке «спокойны», а если вынуть пробку, то сейчас же «закипают»?

114. Ствол артиллерийского орудия имеет стенки разной толщины. В казенной части они толще. Почему?

116. При каком условии нагревание газа не приводит к изменению его плотности?

117. Каким простым способом удаляют вмятину, которую получил мячик для настольного тенниса?

Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля

118. Пищу для космонавтов изготовляют в полужидком виде и помещают в тюбики с эластичными стенками. При легком надавливании на тюбик космонавт извлекает из него содержимое. Какой закон проявляется при этом?

119. Почему железнодорожные шпалы кладут на сыпучий балласт (песок, гравий, щебень), а не прямо на твердый грунт железнодорожного полотна?

120. Как добиться, чтобы вода вытекала по трубке из сосуда, изображенного на рис. 9?

121. В нефтяной промышленности для подъема нефти на поверхность земли применяется сжатый воздух, который нагнетается компрессорами в пространство над поверхностью нефтеносного слоя. Какой закон проявляется при этом?

122. Иногда ребята надувают камеру футбольного мяча ртом, каждый раз посылая в нее порцию воздуха. Почему через некоторое время мальчик уже не может вдувать воздух?

123. Почему пустой бумажный мешок, надутый воздухом, с треском разрыва

ется, если ударить им о руку или обо что-то твердое?

Гидравлические и пневматические машины

124. Изменится ли производимое при помощи гидравлического пресса давление, если воду заменить более тяжелой жидкостью — глицерином?

125. Будет ли разница в действии гидравлического пресса на Земле и на Луне?

126. Приподнять грузовой автомобиль, ухватившись за его колесо, не смогут даже несколько человек. Почему же одному шоферу удается немного приподнять машину, накачивая баллон колеса воздухом с помощью ручного насоса?

Свободная поверхность жидкости

127. Какую форму имеет поверхность воды в каждом ковше водоналивного колеса гидротурбины?

128. Если приподнять немного конец уровня, куда переместится пузырек воздуха?

129. Поверхность воды в реке плоская. Горизонтальна ли она?

Давление в жидкости и газе при действии на них силы тяжести

130. К трубке прикреплен тонкостенный резиновый шар (рис. 10). В трубку с шаром налита вода. Изменится ли уровень воды в трубке,если шар погрузить в сосуд с водой?

131. В сосуд, имеющий форму косого параллелепипеда (рис. 11), налита жидкость. Сравните давление, производимое ею на боковые стенки в точках А и В, лежащих на одном уровне.

132. В сосуде Л на металлической стойке В закреплен герметично закрытый сосуд С, имеющий гофрированную, легко подвижную боковую поверхность (силь-фон).

Как изменятся размеры сосуда С, если в сосуд А налить воды (рис. 12)?

Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда

133. Почему вода из ванны вытекает быстрее, если в нее погружается человек?

134. Воду, которая была в узкой мензурке, перелили в широкую банку. Изменилось ли давление воды на дно?

135. Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах?

136. Почему вода из самовара вытекает сначала быстро, а потом все медленнее и медленнее?

137. Из отверстия, находящегося в нижней части сосуда сбоку, бьет струя воды. Как сделать, чтобы струя вытекала все время под постоянным давлением, несмотря на то, что уровень воды в сосуде по мере ее вытекания все время понижается?

138. Из небольшого отверстия в боковой стенке сосуда вытекает струйка воды. Что произойдет с этой струёй, если сосуд начнет свободно падать? Сопротивлением окружающего воздуха пренебречь.

139. Как изменяется объем пузырька воздуха, когда этот пузырек поднимается со дна водоема на поверхность?

140°. Герметически закрытый бак залит водой полностью, только на дне его имеется пузырек воздуха. Высота воды в баке Н. Каким станет давление на дно, когда пузырек всплывет?

Гидростатический парадокс

141. Жидкость налита в сосуд (рис. 13). Как определить ее давление на дно АЕ?.

142. В сосуд с водой опускают тело, подвешенное на нити. Оно не касается дна сосуда. Изменится ли при этом давление воды на дно сосуда? Зависит ли изменение давления от веса тела?

143. Какую форму следует придать сосуду, если желают с помощью данного количества жидкости получить возможно большую силу давления на дно?

144. В полусферический колокол, плотно лежащий на столе, наливают воду через отверстие вверху. Когда вода доходит до отверстия, она приподнимает колокол и начинает вытекать внизу. Объясните явление.

Давление на дне морей и океанов. Исследование морских глубин

145. Лет сто назад для работы человека под водой его опускали туда в водолазном колоколе. Находящийся в колоколе воздух не давал возможности воде проникнуть внутрь. Колокол опускали на дно, и человек производил необходимую работу. Был ли при этом водолаз избавлен от присутствия воды под колоколом?

146′. Герой книги Ж. Кусто и Ф. Дюма «В мире безмолвия» рассказывает: «На глубине шести футов (1,83 м. – М.Т.) уже было тихо и спокойно, но катящиеся наверху валы давали о себе знать до глубины в двадцать футов ритмичным усилением давления на барабанные перепонки». Объясните явление.

Сообщающиеся сосуды

147. Какие неудобства создает чайник с коротким носиком?

148. Во время ремонта театрального зала с наклонным полом возникла необходимость наметить на всех стенах горизонтальную линию. Предложите наиболее простое устройство, с помощью которого можно сделать отметки на одном и том же уровне.

149. Трубка ABCD (рис. 14) заполнена той же жидкостью, какой заполнен сосуд. Как изменится уровень жидкости в сосуде при открывании одного из кранов А, В, С, О?

150. Одинаково ли давление воды в точках А, В, С (рис. 15)?

151. Для чего отводящим трубам кухонной раковины придают коленчатую форму ABCD(рис. 16)?

152. Если нижнее отверстие цилиндрической трубки А закрыть пробкой, сквозь которую пропущена трубка с оттянутым концом в (пипетка),

и погрузить в сосуд с водой, то возникает фонтан (рис. 17). Объясните явление. 153. Почему иногда на верхних этажах здания вода не идет через краны водопроводной сети, тогда как она продолжает вытекать из кранов на нижних этажах?

Атмосферное давление

154. Буду т ли сохраняться неизменными уровень воды в сосуде А (рис. 18) и условия вытекания струи из отверстия D?

155. Почему приходится прилагать огромное усилие, вытаскивая ногу, увязшую в глине или топком болотистом грунте?

156. Почему парнокопытные животные не испытывают трудностей (см. задачу 154), передвигаясь по болотистой местности?

157. Горючее из топливного бака поступает в карбюратор двигателя по трубке самотеком. Почему прекращается поступление горючего, если засорится отверстие в пробке, закрывающей горловину топливного бака?

158. Почему вода из опрокинутой бутылки выливается рывками, с бульканьем, а из резиновой медицинской грелки вытекает ровной сплошной струёй?

159. Две пробирки входят одна в другую с небольшим зазором. В большую пробирку наливают воду, а затем на глубину нескольких сантиметров в нее вталкивают другую пробирку, пустую. Потом пробирки переворачивают. Как будет вести себя внутренняя пробирка при вытекании воды из более широкой пробирки?

160. Под колоколом воздушного насоса помещен стакан с опрокинутой в него колбой, наполненной водой (рис. 19).

Описать явления, наблюдаемые при откачивании воздуха из-под колокола, затем при открывании вентиля, соединяющего колокол с атмосферой.

161. Может ли космонавт набрать чернила в поршневую авторучку, находясь в состоянии невесомости?

162. а) Равно ли давление воздуха внутри туго надутого резинового мяча давлению наружного воздуха?

б) Как по внешнему виду оболочки мяча можно судить о равенстве давлений воздуха внутри мяча и снаружи?

Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли

163. Какой барометр чувствительнее:

ртутный или масляный?

164. Можно ли через вертикальную трубку длиной 1 м откачать насосом из сосуда ртуть?

166. Можно ли для демонстрации опыта Торричелли воспользоваться трубками, изображенными на рисунке 18, а?

167. Будет ли давать правильные показания атмосферного давления ртутный:

барометр, если при его сборке заполнена ртутью не вся трубка?

168. Почему в ртутном барометре чашка гораздо шире трубки?

169. Чашечный барометр повешен наклонно. Даст ли отсчет по шкале значение атмосферного давления?

170. На высоте 8 км в вертикальном положении падает ртутный барометр. Каковы показания прибора?

171. Какого типа барометр следует применять для измерения давления внутри космического корабля, когда он движется с выключенным двигателем?

172. В чем различие между изменением плотности воздуха с высотой и плотности воды на различных морских глубинах?

175. Две трубки В, и В₂ через тройник /С подсоединены к источнику светиль-

ного газа (рис. 20). Как объяснить, что при горизонтальном перемещении одной из трубок высота газового пламени не изменяется, а при поднятии, например, трубки В1, пламя А2 уменьшается, а пламя А1, увеличивается?

Манометры

176. У жидкостного манометра (рис. 21) одно колено — А — широкое и вертикальное, а другое – В — узкое и наклонное. Какие преимущества имеет он по сравнению с манометром, у которого обе трубки одинакового сечения и вертикальны?

177. Будет ли выпрямляться манометрическая трубка металлического манометра, если ее концу придать скос СС1 так, чтобы длина дуги AВC (рис. 22) была равна длине дуги A₁В₁С₁?

Поршневой жидкостный насос

178. Можно ли подавать воду на высоту 30 м при помощи насоса, расположенного на высоте 30 м? 5 м?

179. Найдите ошибку в проекте водяной насосной установки (рис. 23). Почему при такой установке насос не может качать воду? Произведите необходимое исправление в проекте.

180. Можно ли считать медицинский шприц насосом?

181. Где расположены и как устроены клапаны, которые позволяют накачивать воздух насосом в велосипедную камеру?

182. Для действия всасывающего водяного (или воздушного) насоса требу

ется меньшее усилие, чем для нагнетательного. Почему?

Сифон

183°. В верхней части сифона (рис. 24)сделано отверстие К, закрытое пробкой. Будет ли действовать сифон, если вытянуть пробку?

184°. Изобразите сифоны для «переливания» газов тяжелее и легче воздуха.

185°. Из ванны, стоящей на полу и не имеющей в дне сливного отверстия, требуется вылить воду, не перевертывая самой ванны. Можно ли слить воду из ванны сифоном?

186°. Три стакана наполнены водой и установлены на разной высоте (рис. 25). Из каждого проведены вверх трубки, соединяющиеся вместе. Трубки тоже заполнены водой. Что произойдет, если одновременно открыть все краны К1, К2, К3?

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело

187. Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу она не может сдвинуть его с места. Почему?

188. Герой романа А.Р.Беляева «Человек-амфибия» рассказывает: «Дельфины на суше гораздо тяжелее, чем в воде. Вообще у вас тут все тяжелее. Даже собственное тело». Прав ли автор романа? Объясните.

189. Ходить по берегу, усеянному морской галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

190. Почему все водяные растения обладают мягким, легко сгибающимся стеблем?

191. Один конец изогнутой трубки закрыт фанерным кружком и опущен в сосуд с водой (рис. 26). Будет ли всплывать кружок?

192. Для подводных лодок устанавливается глубина, ниже которой они не должны опускаться. Чем объясняется существование такого предела?

193. Тяжелый цилиндр А прикреплен . к динамометру D и без зазора проходит через отверстие В в дне сосуда (рис. 27). Изменится ли показание динамометра, если в сосуд налить жидкость?

194. С некоторой высоты падает сосуд с водой, в котором в начальный момент падения на некоторой глубине находится кусок пробки. Каково будет движение пробки относительно стенок сосуда? Сопротивление воздуха в расчет не принимать.

Архимедова сила

195. В воду опущен медный кубик массой 10 г и тонкая медная пластинка массой 10 г. Одинакова ли выталкивающая сила в обоих случаях?

196. Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная гиря. Какое из этих тел легче удержать в воде?

197. В романе Жюля Верна «80 000 километров под водой» есть такое место: «”Наутилус” стоял неподвижно. Наполнив резервуары, он держался на глубине тысячи метров… Я отложил книгу и, прижавшись к окну, стал всматриваться. В жидком пространстве, ярко освещенном электрическим прожектором, виднелась какая-то огромная неподвижная черная масса… “Это корабль!” -вскричал я».

Возможно ли описанное здесь явление: будет ли затонувший корабль «висеть» неподвижно в глубине океана и не опускаться на дно, как это описано в романе автором?

198. Для погружения на 1 м под воду глубоководный аппарат принимает некоторое количество воды. Сколько воды ему надо принять, чтобы погрузиться на 10 м, на 100 м, на дно Баренцева моря?

199. Плотность тела определяется взвешиванием его в воздухе и в воде. При погружении небольшого тела в воду на его поверхности удерживаются пузырьки воздуха, из-за которых получается ошибка в определении плотности. Больше или меньше получается при этом значение плотности?

200. Какое заключение можно сделать о величине архимедовой силы, проводя соответствующие опыты на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле?

201. Действуют ли на искусственном спутнике Земли закон Паскаля и архимедова сила?

202. Из какого материала надо сделать гири, чтобы при точном взвешивании можно было не вводить поправки на потерю веса (архимедову силу. — Ред.) в воздухе?

Плавание тел

203. Лежащий на воде неподвижно на спине пловец делает глубокие вдох и выдох. Как изменяется при этом положение тела пловца по отношению к поверхности воды? Почему?

204. Одинаковы ли выталкивающие силы, действующие на один и тот же деревянный брусок, плавающий сначала в воде, а потом в керосине?

205. Почему тарелка, положенная на поверхность воды плашмя, плавает, а опущенная в воду ребром тонет?

206. Может ли спасательный круг удержать любое число ухватившихся за него людей?

207. На груди и на спине водолаза помещают тяжелые свинцовые пластинки, а к башмакам приделывают свинцовые подошвы. Зачем это делают?

208. В сосуд с водой опущен кусок дерева. Изменится ли от этого давление на дно сосуда, если вода из сосуда не выливается?

209. Стакан до краев наполнен водой. В него помещают кусок дерева так, что он свободно плавает. Изменится ли вес стакана, если вода по-прежнему наполняет его до краев?

210. Сила давления воды на дно и сила тяжести плотно прилегающей к цилиндрической трубке Т пластинки АВ (рис. 28) точно уравновешиваются силой упругости пружины.

Отпадет ли пластинка, если опустить в воду кусок дерева?

211. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов, если в одном из сосудов находится поплавок?

212. В коленах U-образной трубки ртуть и вода уравновешивают друг друга. Изменится ли уровень соприкосновения воды со ртутью, если в оба колена опустить по одинаковому деревянному шарику?

213. В сосуде с водой плавает стакан. Изменится ли уровень воды в сосуде, если, наклонив стакан, зачерпнуть им из сосуда немного воды и пустить стакан снова плавать?

214. В стакане, наполненном до краев водой, плавает кусок льда. Перельется ли вода через край, когда лед растает? Как изменится ответ, если в стакане будет находиться не вода, а более плотная или менее плотная жидкость?

215. В сосуде с водой плавает кусок льда, внутри которого заключен кусок свинца (рис. 29). Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает? Как изменится ответ, если внутри льда находится не свинец, а пузырек воздуха?

216. Как изменился бы уровень воды в океане, если бы растаяли айсберги?

217. В сосуде с водой плавает кусок льда, к которому примерзла корковая пробка. Как изменится уровень воды в сосуде, если лед растает, в случае, когда пробка целиком находится под водой (рис. 30, а), и в случае, когда она находится целиком над водой (рис. 30, б)?

Плавание тел в зависимости от плотностей тела и жидкости

218. Может ли тело в одной жидкости тонуть, а в другой плавать? Приведите пример.

219. В сосуд со ртутью опустили железную гайку. Потонет ли она?

220. Два сплошных цилиндра одинакового веса и диаметра, алюминиевый и свинцовый, в вертикальном положении плавают в ртути. Сравните глубину погружения цилиндров.

221. Для очистки семян ржи от рожков спорыньи семена погружают в двадцатипроцентный водный раствор поваренной соли. Рожки спорыньи всплывают, а рожь остается на дне. О чем это свидетел ьствует?

222. В сосуд налили крепкий раствор поваренной соли, а сверху осторожно прилили чистой воды. Если в сосуд поместить куриное яйцо, оно будет держаться на границе между раствором и чистой водой. Объясните явление.

223. В банке, наполненной водой, на дне лежит картофелина. Как следует изменить состав воды, чтобы картофелина всплыла на поверхность?

224. Стальной шарик плавает в ртути. Изменится ли погружение шарика в ртуть, если сверху налить воды?

225. Почему молоко опускается на дно стакана, когда его подливают в чай?

226. Почему нельзя тушить горящий керосин, заливая его водой?

227. В одну бутылку налиты растительное масло и уксус. Как можно налить из бутылки любую из этих жидкостей в любом количестве?

228. На поверхности воды в ведре плавает пол-литра растительного масла. Как собрать большую часть масла в бутылку, не имея никаких приспособлений и не трогая ведра?

229. Будет ли плавать стеклянная бутылка с водой в воде, со ртутью в ртути?

230. В сосуде с водой плавает металлическая чашка. Как изменится уровень воды в сосуде, если, наклонив чашку, потопить ее в воде?

231. Утонет ли латунная гайка, смазанная маслом, если ее осторожно положить на поверхность воды в сосуд, находящийся на движущемся по круговой орбите искусственном спутнике Земли?

232. В книге Ж. Кусто и ф. Дюма «В мире безмолвия» есть такое место: «Я совершал всевозможные маневры: петлял, кувыркался, крутил сальто… Я парил в пространстве, словно перестал существовать закон тяготения». Можно ли считать состояние аквалангиста в воде сходным с состоянием невесомости, испытываемым космонавтом?

233. Подводная лодка, опустившись на мягкий грунт (илистое дно), иногда с трудом отрывается от него. Как объясняется это присасывание лодки к грунту?

234. Отстойник трактора (рис. 31) предназначен для очистки топлива от грязи и воды, чтобы эти примеси не попадали в карбюратор двигателя. Объясните принцип действия отстойника.

Плавание судов

235. Теплоход переходит из реки в море. Сравните выталкивающие силы, действующие на него в этих бассейнах.

236. В морском деле различают объемное водоизмещение корабля (объем погруженной части) и тоннаж (масса воды в объеме погруженной части). Одинаковы ли численно эти величины для одно-

241. Лактометром (рис. 33) определяют плотность молока. В каком молоке — с большим или меньшим содержанием жира — лактометр погрузится глубже? Почему?

ro и того же корабля в речной и морской воде?

237. Вес тел по мере приближения к экватору уменьшается. Корабль, имеющий в Белом море вес 200 000 кН, в Черном море становится легче на 800 кН. Изменится ли его осадка в воде? Различием плотности воды в Черном и Белом морях пренебречь.

238. В гавани во время прилива стоит судно, с которого спускается в море лесенка. Ученик, желая определить скорость подъема воды во время прилива, измерил высоту каждой ступеньки и сел на берегу отсчитывать число ступенек, которые покроет вода за 2 ч. Получит ли он результат? (Задача-шутка.)

Ареометры

239°. В какой части шкалы ареометра расположено деление, отмеченное числом 1, если ареометр предназначен для измерений в более плотных жидкостях, чем вода?

240. На рис. 32 изображен поплавок, который может быть использован как весы для небольших грузов. Как действуют такие весы?

242°. На рис. 34 изображены два ареометра разной формы. Какой из ареометров более чувствительный?

243°. Можно ли пользоваться земными ареометрами на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле?

Воздухоплавание

244°. Почему нагретый воздух поднимается в более холодном?

245. В атмосфере какой планеты будет подниматься воздушный шар, наполненный воздухом?

246°. Чем объясняется наличие максимальной высоты («потолка») для воздушного шара, которую он не в состоянии преодолеть?

247°. На рис. 35 представлен один и тот же стратостат на различных высотах над землей. Какой форме стратостата соответствует большая высота подъема?

248°. Дирижабль наполняют легким газом. Не лучше ли было бы из него выкачать воздух?

249°. Одинаковый ли вес покажут весы при взвешивании камеры от футбольного мяча, надутой воздухом (камера еще не приняла шарообразной формы), и той же камеры, не надутой воздухом?

250°. Картонный ящик уравновешен на весах. В ящик кладут детский воздушный шар, наполненный водородом, и закрывают ящик крышкой.

а) Нарушится ли равновесие весов?

б) Нарушится ли равновесие весов, если в ящик поместить шар с привязанным к нему грузом такого веса, что шар может висеть в воздухе?

251°. Водород и гелий под действием силы тяжести должны двигаться вниз. Но наполненные ими летательные аппараты поднимаются вверх. Как разрешить это кажущееся противоречие?

252°. Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?

253°. Изобретатель предложил наполнять воздушный шар горячим воздухом, подогреваемым трущимся о тормозные колодки валом, который приводится в движение ветряком, выдвинутым из гондолы. В чем состоит принципиальная ошибка этого проекта?

254. Две одинаковые по весу оболочки воздушного шара, сделанные одна из тонкой резины, а другая из прорезиненной ткани, наполнены одинаковым количеством водорода (водород из шаров выходить не может). Какой шар поднимется выше?

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ И УКАЗАНИЯ

113. В этих напитках растворен углекислый газ род давлением большим, чем атмосферное давление воздуха. При раскупорке бутылки давление извне уменьшается, растворимость газа падает, поэтому газ частично выходит из жидкости, расширяется, вследствие этого жидкость бурлит, слышно шипение (напиток «кипит»).

114. Для прочности. Наибольшее утолщение ствола сделано в казенной

части, где при взрыве пороха в малом пространстве возникает наибольшее давление.

116. При нагревании в сосуде, емкость которого не изменяется.

117. Путем нагревания его в горячей воде.

118. Закон Паскаля.

119. Сыпучий материал передает давление не только вниз, но и в стороны. Поэтому величина площади грунта, на которую распределяется вес поезда, увеличивается. Соответственно уменьшается давление на грунт. Это обеспечивает большую сохранность железнодорожного пути.

120. Чтобы вода вытекала, необходимо создать разность давлений на воду внутри и вне сосуда, причем внутри сосуда оно должно быть большим. Этого можно достичь четырьмя способами:

а) соединить трубку с откачивающим насосом; б) нагнетать воздух в сосуд через трубку; в) нагревать воздух в сосуде; г) кипятить воду.

121. Закон Паскаля.

122. Давление, создаваемое легкими мальчика, равно давлению воздуха внутри камеры,

123. Давление, созданное в одном месте, передается воздухом по всем направлениям. Так как площадь оболочки мешка велика, то возникает большая сила давления на бумагу. Оболочка не выдерживает и разрывается.

(Поскольку бумажный пакет почти нерастяжим, при ударе внутри пакета резко возрастает давление. Пакет рвется, и воздух вырывается наружу, создавая звуковую волну. Мы слышим хлопок. – Ред.)

125. Разницы не будет.

126. Насос совместно с баллоном образует пневматическую машину, дающую определенный выигрыш в силе.

128. В сторону приподнятого конца.

129. Нет. Если бы поверхность воды в реке была горизонтальной, то вода не текла бы вдоль ее русла.

130. Уровень воды в трубке повысится, так как гидростатическое давление воды дожмет резиновый шар.

131. Давление жидкости зависит не от ориентации площадки, а только от ее глубины погружения. Поэтому давление в точках А и В одинаково.

132. Вследствие давления слоев воды, расположенных над верхней крышкой сильфона, он сожмется.

134. Уменьшилось.

135. Давление в жидкости пропорционально глубине погружения.

136. Давление воды на дно (у крана) прямо пропорционально высоте ее уровня в самоваре.

137. Одним из возможных решений является сосуд Мариотта (рис. 36). Давление, под которым вытекает жидкость

из отверстия А, определяется разностью высот точки А и отверстия В открытой трубки BD, т. е. высотой Н, и не зависит от уровня С жидкости в сосуде.

138. Если сопротивление воздуха отсутствует, то вода в свободно падающем сосуде находится в состоянии невесомости, т. е. не производит давления на дно и стенки сосуда. Следовательно, вода из отверстия вытекать не будет.

140. Давление в пузырьке равно давлению на дно сосуда, т. е. р = рgН. Таким же оно останется в пузырьке, когда он всплывет, так как объем пузырька не изменяется (бак герметичен и заполнен почти несжимаемой водой). Таким образом, на поверхность воды пузырек оказывает давление р. Это давление вода в соответствии с законом Паскаля передает по всем направлениям (в том числе и на дно сосуда). Следовательно, вода производит давление на дно сосуда, равное сумме давления р водяного столба и давления р внутри пузырька воздуха, т. е. всего 2р.

141. Давление на дно АВ будет определяться разностью уровней КМ и АВ жидкости в сосуде.

142. Давление увеличится. От веса тела изменение давления не зависит.

143. Так как сила давления увеличивается вместе с площадью дна и высотой жидкости, то дно следует сделать пошире, а сам сосуд узким, чтобы жидкость стояла в нем повыше.

144. В соответствии с законом Паскаля жидкость производит давление на стенки полусферы. Равнодействующая сил давления воды на отдельные участки поверхности колокола направлена вверх. Когда уровень воды достигает верхнего отверстия, величина силы давления воды на стенки колокола становится равной его весу* и вода приподнимает его.

145. Нет, так как под давлением воды воздух под колоколом сжимался и немного воды проникало внутрь колокола.

146. Давление внутри жидкости пропорционально глубине погружения. При наличии волн толщина слоя воды над аквалангистом периодически изменялась. Это приводило к изменению давления, что и ощущали барабанные перепонки пловца.

* По нынешней терминологии рекомендуется разделять понятия вес и сила тяжести. Термин вес обозначает силу, с которой тело действует на опору или подвес.

Термин сила тяжести обозначает силу гравитационного воздействия на тело. В данном случае речь идет о силе тяжести. — Прим. ред.

148. Можно применить такое устройство: две стеклянные трубки соединяют длинной резиновой трубкой и наполняют их водой. Держа одну из трубок у одной из стен и зафиксировав определенный уровень воды в ней (согласно отметке на стене), обходят вместе с другой трубкой остальные стены и делают на них отметки согласно уровню воды в трубке (начальный уровень воды в неподвижной трубке при этом не должен изменяться).

149. Если сосуд широк, а трубки узкие и короткие, то при открывании крана А уровень воды в сосуде практически не изменится. При открывании крана С вся вода из сосуда вытечет. В случае от-крывания кранов В и D вода в сосуде установится на уровне отверстий трубок этих кранов.

150. Давление внутри жидкости, созданное ее весом, зависит от глубины погружения. В соответствии с законом Паскаля это давление передается по всем направлениям без изменения. Следовательно, внутри жидкости оно одинаково на. данной горизонтальной плоскости АВС и равно рдН, где р – плотность воды, д= 9,8 м/с², Н— глубина погружения.

151. В колене АВС образуется водяная пробка, которая препятствует проникновению газов из канализационных труб в жилое помещение.

153. Водопровод—система сообщающихся сосудов. При большом расходе воды уровень воды в водонапорной башне понижается. Чем выше располагается кран водопроводной сети, тем меньше разность уровней воды в водонапорной башне и в кране, тем меньше давление, под которым вытекает вода из крана. Если не использовать дополнительные насосы, то вода иногда и не доходит до кранов верхних этажей здания.

154. Вначале уровень воды в сосуде А будет понижаться до уровня горловины С сосуда В. При этом дальность полета струи будет уменьшаться, так как уменьшается давление воды на уровне отверстия D. Затем уровень воды в сосуде А будет постоянным (вода из колбы В вытекает, а вместо нее входит воздух) до тех пор, пока в сосуде В будет еще вода (если диаметр горловины С больше диаметра отверстия D. Когда вся вода из сосуда В вытечет, уровень жидкости в сосуде А будет снова понижаться и дальность полета струи также будет уменьшаться.

155. При выдергивании ноги из болота под стопой создается пространство, в которое воздух не может попасть. Поэтому, вытаскивая ногу, человек должен преодолеть не только сопротивление вязкой почвы, но еще и силу давления атмосферного воздуха.

156. При вытаскивании ноги из грунта воздух просачивается через раздвоение копыта. Вследствие этого не возникает разности давлений воздуха над и под копытом и нога легко поднимается.

157. При засорении отверстия в баке создается разрежение, общее давление жидкости и воздуха в баке может оказаться меньше атмосферного давления, •и подача горючего прекратится.

158. Когда вода вытекает из бутылки, воздух в ней расширяется, давление его падает и становится меньше атмосферного. Вследствие этого наружный воздух пузырями прорывается сквозь жидкость в бутылку. Возникает бульканье. Стенки резиновой грелки эластичны. По мере вытекания воды они сжимаются. Давление воздуха внутри нее все время такое же, как и внешнее. Поэтому вода вытекает сплошной струёй.

159. Когда вода вытекает, давление между донышками пробирок становится меньше атмосферного, и наружный воздух поднимает внутреннюю пробирку вверх.

160. В первом случае вода из колбы переливается в стакан, во втором из стакана переходит в колбу.

161. Если на борту корабля поддерживается нормальное давление воздуха, то состояние невесомости не оказывает никакого влияния на процесс заполнения авторучки чернилами.

162. а) Давление воздуха внутри мяча равно сумме давления наружного воздуха и давления, создаваемого растянутой резиновой оболочкой. Поэтому давление воздуха внутри мяча больше, чем снаружи; б) оболочка должна быть свободной, не натянутой.

163. Масляный, так как плотность масла в 15 раз меньше плотности ртути, и поэтому изменению уровня ртути на 1 мм соответствует изменение уровня масла на 15 мм.

166. Можно.

167. Прибор будет давать неверные показания, так как над ртутью находится некоторое количество воздуха.

168. За показание ртутного барометра принимается высота столбика ртути в трубке, отсчитанная от поверхности ее в чашке. При изменении атмосферного давления высота столбика изменяется, при этом какое-то количество ртути переходит либо из трубки в чашку, либо из чашки в трубку. Следовательно, уровень ртути в чашке при изменении атмосферного давления будет изменяться. Шкала же прибора неподвижна и отнесена к какому-то условному уровню ртути. Значит, прибор дает систематическую ошибку, которую в точных измерениях надо учитывать. На практике, чтобы уменьшить эту ошибку прибора, чашку берут гораздо шире трубки. Тогда уровень ртути в чашке изменяется незначительно.

169. Нет.

170. В падающем барометре ртуть невесома. А так как атмосферное давление существует, то ртуть заполнит всю трубку.

171. Анероид.

172. Плотность воздуха быстро уменьшается с высотой, плотность воды незначительно увеличивается с глубиной погружения.

175. С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается, поэтому газ будет лучше выходить из трубки By и пламя А, увеличивается.

176. Уровень жидкости в широком колене практически не изменяется, и отсчет изменения давления производится» по положению уровня в узкой трубке. Высота поднятия жидкости не зависит от угла наклона трубки, а длина жидкого столбика зависит от угла наклона. Эта длина значительно больше высоты, поэтому такой манометр обладает большей чувствительностью.

177. Будет, так как на площадку СС^ действует сила давления, выпрямляющая трубку.

178. Насосом, расположенным на высоте 30 м, — нельзя, а на высоте 5м— можно.

179. При нормальном атмосферном давлении вода не может быть поднята всасывающим насосом выше 10,34 м.

180. Нельзя. Насос имеет систему клапанов, которых у шприца нет. Движение жидкости в насосе идет все время в одном направлениях, в шприце ойо идет то в одном, то в противоположном направлении. Действие шприца сходно с действием пипетки (глазной капельницы).

181. Одним клапаном является сама кожаная манжетка-поршень насоса, другим — ниппель в камере.

182. При работе всасывающего насоса, находящегося у верха колодца, подъем воды совершается действием силы атмосферного давления; у нагнетательного насоса, находящегося на дне колодца, подъем воды производится силой мышц человека.

183. Сифон перестанет действовать. Жидкость из обоих колен вытечет в сосуды.

184. См. рис. 37.

185. Вода будет выливаться из ванны, пока уровень воды в ней будет выше уровня жидкости в сосуде, куда она перетекает.

186. Система из трубок будет работать как сифон. Из верхнего стакана вода будет перетекать в средний и нижний. Кроме того, из среднего стакана вода будет перетекать в нижний. Таким образом, перетекание будет продолжаться до тех пор, пока вода в сосудах не окажется на одном уровне — том, который она занимает в нижнем сосуде.

187. В воде на тело человека действует направленная вверх выталкивающая сила. На берегу она не действует.

188. Автор выражается достаточно точно. Сила тяжести, с которой Земля притягивает к себе тела, в воде остается прежней. Но в жидкости, кроме того, действует еще и направленная в противоположную сторону выталкивающая сила. Поэтому и возникает уменьшение веса (точнее, силы воздействия на первоначальную опору. В этом смысле тело в воде легче, чем на суше. — Ред.)

189. На человека в воде, кроме силы тяжести, действует еще и выталкивающая сила, направленная вверх.

190. В воде действует выталкивающая сила. Поэтому для поддержания растения в вертикальном положении ему не нужен жесткий стебель.

191. Нет, так как давление на кружок сверху больше, чем снизу.

192. Чем глубже опустится подводная лодка, тем большее давление будут испытывать ее стенки. Так как существует предел прочности конструкции лодки, то существует и предел глубины ее погружения.

193. Показание динамометра не изменится. Силы давления жидкости действуют лишь перпендикулярно боковой поверхности цилиндра. Поэтому выталкивающая сила отсутствует.

194. Пробка будет неподвижна относительно сосуда.

‘ 195. Поскольку массы кубика и пластинки, сделанных из одного материала, одинаковы, то одинаковы и их объемы. Значит, при полном погружении в воду на них действует одна и та же выталкивающая сила.

196. Плотность мрамора меньше плотности меди, поэтому при одинаковой массе мрамор имеет больший объем, значит, на него будет действовать большая выталкивающая сила и его легче удержать в воде, чем медную гирю.

197. Нет, если корабль скроется под водой, он обязательно опустится на дно.

198. Столько же, если пренебречь изменением плотности воды на различных глубинах. Тело опускается на дно сосуда, когда действующая на него сила тяжести больше выталкивающей силы.

199. Прилипшие пузырьки воздуха незначительно увеличивают массу тела, но существенно увеличивают его объем. Поэтому значение плотности получается меньшим.

200. Такое же, как и на Земле: архимедова сила равна весу жидкости, вытесненной погруженным в нее телом.

201. Закон Паскаля действует. Архимедова сила в условиях невесомости отсутствует.

202. Гири должны быть из того же вещества, что и взвешиваемое тело.

203. При вдохе пловец всплывает, при выдохе погружается глубже в воду, так как при дыхании меняется объем грудной клетки и соответственно меняется архимедова сила.

(При вдохе пловец всплывает, при выдохе погружается глубже в воду, так как при дыхании меняется объем грудной клетки, а масса тела остается практически постоянной. Поэтому общий объем тела при вдохе возрастает, при выдохе убывает, а объем части тела, погруженной в воду, не меняется. — Ред.)

204. Одинаковы. Брусок плавает в обеих жидкостях, значит, выталкивающая сила в каждой из них равна действующей на него силе тяжести.

206. Нет, так как подъемная сила (разность между максимальной архимедовой силой и силой тяжести) круга имеет ограниченную величину.,

207. Чтобы увеличить силу тяжести и сделать ее больше архимедовой силы, иначе водолаз не погрузится на необходимую Глубину.

208. Давление увеличится, так как повысится уровень воды в сосуде.

209. Не изменится, так как вес куска дерева равен весу вытесненной им (и вылившейся из стакана – Ред.) воды.

210. Задачу можно решить двумя способами. Первый: на дно цилиндрического сосуда действует, кроме веса воды, еще и вес плавающего в ней куска дерева, поэтому пластинка отпадет. Второй:

погруженный в воду кусок дерева повышает уровень воды в сосуде, от этого увеличивается гидростатическое давление на дно сосуда, значит, увеличивается действующая на пластинку сила, поэтому пластинка отпадет.

211. Справедлив, так как вес поплавка равен весу вытесненной им жидкости.

212. При одинаковых шариках уровень соприкосновения воды со ртутью не изменится.

213. Вес плавающего стакана увеличится на вес изъятой из сосуда воды. Поэтому стакан будет погружен в воду немного глубже, так что уровень воды в сосуде не изменится.

(Вес плавающего стакана увеличится на вес изъятой из сосуда воды. Поэтому стакан вытеснит дополнительно

объем воды того же веса, т. е. тот же самый объем, который занимала зачерпнутая вода. Уровень воды в сосуде не изменится. — Ред.)

214. Вес плавающего льда равен весу вытесненной им воды. Поэтому объем воды, образовавшейся при таянии льда, будет в точности равен объему вытесненной им воды, и уровень жидкости в стакане не изменится. Если в стакане находится жидкость более плотная, чем вода, то объем воды, образовавшейся после таяния льда, будет больше, чем объем жидкости, вытесненной льдом, и вода перельется через край. Наоборот, в случае менее плотной жидкости, после того как лед растает, уровень понизится.

215. Объем количества воды, уравновешивающего свинец, в 11,3 раза больше объема грузика, ибо в 11,3 раза плотность свинца больше плотности воды. Если теперь лед растает, то погрузившийся в воду кусочек свинца, конечно, не заполнит собой той добавочной полости, которую занимал нагруженный лед. И уровень воды опустится.

Пусть теперь кусок плавающего в воде льда, содержащего внутри себя пузырек воздуха, вытесняет определенный объем воды (рис. 38). Очевидно, вес льдинки не изменится, если пузырек переместится вверх, а свободная полость заполнится льдом. Но если вес льдинки не изменился, то сохранится прежним и объем вытесненной ею воды. Теперь решение задачи сведено к случаю, описанному в задаче 214, решение которой от формы куска льда не зависит. Поэтому уровень воды после таяния льда не изменится.

216. Так как плотность пресной воды меньше плотности соленой, то повысился бы.

217. В обоих случаях уровень воды после таяния льда не изменится. В самом деле, суммарный вес воды, льда и пробки будет равен суммарному весу воды и пробки после того, как лед растает. Давление на дно сосуда не изменится, а значит, не изменится и высота уровня воды в сосуде.

218. Может. Например, лед в воде плавает, а в керосине тонет.

219. Будет плавать.

220. При одинаковых весах плавающие цилиндры вытеснят равные объемы

ртути. Так как площади оснований цилиндров одинаковы, то одинаковыми будут и глубины погружения их в жидкость.

221. Плотность примесей меньше, а плотность зерна больше плотности раствора.

222. Плотность чистой воды меньше средней плотности яйца, поэтому оно в ней тонет. Плотность раствора поваренной соли больше плотности яйца, поэтому оно в нем всплывает.

223. Всыпать а воду поваренной соли.

224. Шарик немного всплывет относительно уровня ртути.

225. Плотность молока больше плотности чая.

226. Керосин будет всплывать в воде и продолжать гореть.

227. Масло плавает поверх уксуса. Чтобы налить масло, надо просто наклонить бутылку. Чтобы налить уксус, надо закрыть бутылку пробкой, перевернуть ее, затем приоткрыть пробку ровно настолько, чтобы вылилось нужное количество уксуса.

228. Бутылка наполняется водой, закрывается пальцем, переворачивается вверх дном и опускается горлышком в слой масла. Если убрать палец, то вода из бутылки будет вытекать, а на ее место в бутылку будет входить масло. Можно еще опустить в вертикальном положении пустую бутылку в воду так, чтобы край горлышка был на уровне масла.

229. В первом случае бутылка потонет, во втором — будет плавать, так как плотность стекла больше плотности воды и меньше плотности ртути.

230. Уровень воды понизится.

231. Не утонет, так как в спутнике тела невесомы, а масло предохранит поверхность гайки от смачивания водой.

232. Нет. В состоянии невесомости мышцы тела человека не испытывают нагрузок силы тяжести, легкоподвижные части тела (внутренние органы, кровь и т. д.) не производят «весового» давления на окружающие их органы. Поэтому возникает ощущение легкости.

В воде же на пловца действуют сила тяжести и архимедова сила. Он сжат действующими на него силами и не испыты-. вает того состояния, которое ощущает космонавт.

233. Когда лодка плотно прижата к мягкому грунту так, что между нею и грунтом нет воды, давление воды на нижнюю часть лодки отсутствует, т. е. отсутствует сила, направленная вверх. Сила же давления на верхнюю часть лодки направлена вниз и вместе с силой тяжести прижимает ее к грунту.

234. Грязь и вода, имеющие плотность большую, чем керосин или бензин, опускаются на дно отстойника.

235. Одинаковы.

236. В речной воде одинаковы, в морской — неодинаковы.

(При выходе из реки в море объемное водоизмещение корабля уменьшится, а тоннаж останется прежним. — Ред.)

237. Осадка корабля зависит от его веса и веса вытесненной им воды. На разных широтах вес корабля различен, но точно так же меняется и вес постоянной массы воды. Вследствие этого осадка корабля в воде всюду одинакова, где одинакова ее плотность.

238. Положение корабля относительно поверхности воды не изменяется. Поэтому «метод» ученика никакого результата не даст. д 239. В верхней.

240. Если на площадку поплавка поместить небольшой груз, поплавок опустится. Величина погружения плавающего прибора пропорциональна весу груза.

241. Плотность более жирного молока меньше, и в нем лактометр погрузится глубже.

242. Более тонкий в верхней части.

243. Можно, так как в одинаковое число раз уменьшается и вес ареометра и вес вытесненной им жидкости.

244. Плотность нагретого воздуха меньше холодного, поэтому на нагретый воздух действует избыточная архимедова сила.

245. В атмосфере с большей плотностью, чем воздух.

246. Уменьшением плотности воздуха с высотой подъема шара.

247. Чем больше высота подъема, тем ближе форма газовой оболочки стратостата к шарообразной.

248. Выкачивать из оболочки воздух нельзя, так как огромная сила атмосферного давления легко раздавит сравнительно непрочную оболочку дирижабля.

249. Одинаковый. При заполнении камеры воздухом при атмосферном давлении вес ее не изменяется, так как вес воздуха в камере уравновешивается выталкивающей силой, равной весу воздуха, вытесненного наполненной камерой.

250. а) Чашка, на которой стоит ящик, поднимается. Шар с водородом вытесняет из ящика воздух, вес которого больше, чем вес шара с водородом; б) не нарушится.

251. Движение водорода и гелия вверх обусловлено аэростатическим давлением воздуха, вытесняющего эти газы.

252. Нельзя, так как на Луне нет атмосферы.

253. Воздух не будет нагреваться, так как не будет вращаться ветряк, ибо при полете шара в постоянном воздушном потоке шар покоится относительно окружающего воздуха.

254. Шар из резины поднимется выше, поскольку его оболочка по мере подъема растягивается.

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи3»

5. РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ПОНЯТИЕ ЭНЕРГИИ

Механическая работа

255. Для подъема судов на более высокий уровень насосы перекачивают воду из нижней ступеньки канала в камеру шлюза (рис. 39). Одинаковую ли работу совершают насосы, когда в камере находится большой теплоход или маленькая лодка?

256. Совершает ли лошадь механическую работу, когда она увеличивает скорость движения телеги?

257. Когда космический корабль больше нагреется: при запуске или при посадке на Землю?

Мощность

258. Одинаковую ли мощность развивают двигатели вагона трамвая, когда он движется с одинаковой скоростью без пассажиров и с пассажирами?

259. Почему корабль с грузом движется медленнее, чем без груза? Мощность двигателя в обоих случаях одинакова.

260. Трактор имеет три скорости:

3,08; 4,18 и 5,95 км/ч. На какой ско-роети он будет развивать при той же мощности большую силу тяги на крюке?

Простые механизмы. Рычаг

261. Груз несут на палке, перекинутой через плечо. Как влияет положение груза (ближе или дальше от плеча) на величину силы, с которой палка действует на плечо, и на ту силу, с которой рука должна удерживать палку в равновесии?

262. Почему ручку располагают у края двери?

263. Когда палку держат в руках за концы, то ее трудно переломить. Если же середину палки положить на подставку, то переломить палку легче. Объясните, почему.

264. Железный лом весом 100 Н лежит на земле. Какое усилие надо употребить, чтобы приподнять один из его концов?

265. Имеются две чугунные плиты одинаковой массы. Длина одной плиты вдвое больше, чем длина другой. Обе плиты поднимают за край и поворотом около ребра, образующего ширину плиты, ставят вертикально. Для подъема какой плиты требуется большая сила?

266. Почему при разрезании ножницами металлической проволоки ее приходится помещать ближе к винту ножниц?

267. Канцелярские ножницы имеют очень длинные лезвия. Выгодно ли это?

268. Почему получается большой выигрыш в силе при пользовании сложными кусачками, изображенными на оис. 40?

269. Должны ли изменяться величины. сил, прилагаемых к напильнику правой и левой рукой, во время опили-вания горизонтальной площадки?

270. Невесомый рычаг АВС изогнут, как показано на рис. 41. В—точка опоры. Желательно удерживать груз Р, подвешенный в точке А, наименьшей силой. В каком направлении нужно приложить силу к концу рычага С?

271. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. При этом точка приложения большей силы отстоит дальше от точки опоры рычага, чем точка приложения меньшей силы. Изобразите соответствующий чертеж.

272. Укажите ось вращения, точки приложения и плечи сил у ключа (рис. 42).

273. Мальчик, сев на один конец доски, положенной на бревно, качается на ней. Чем уравновешивается сила тяжести (вес. — Ред.) мальчика?

274. Почему посредством рычажных весов нельзя убедиться в том, что сила тяжести изменяется с переходом от экватора к полюсам?

275. Взрослому и ребенку нужно перейти ручей: одному — с левого берега, другому – с правого. Имеется по доске на каждом берегу, но доски немного короче, чем расстояние между берегами. Каким образом они могут перейти с одного берега на другой?

276. Ящики сдвигают с места рычагом, как указано на рис. 43. Какой из ящиков сдвинется с места, если масса их одинакова?

277. Метровая линейка (рис. 44) находится в равновесии, хотя Q/P = 7, а АО/ОВ = 6. Почему?

278. В чашку с малым основанием (рис. 45) налили воду и осторожно опустили на ее середину деревянный шарик. Опрокинется ли чашка, если шарик осторожно передвинуть к ее краю?

279. На рычаге уравновешены две гири из одинакового материала, но одна гиря вдвое тяжелее другой. Изменится ли равновесие рычага, если гири погрузить в воду?

280. На рычаге уравновешены две гири одинакового объема, но из различных материалов, причем одна гиря вдвое легче другой. Изменится ли равновесие рычага, если гири погрузить в воду?

Равновесие весов

281.а) Почему плечи коромысла весов никогда не делают очень короткими?

б) Почему в чувствительных весах призма, на которую опирается коромысло, и подставка должны быть сделаны из веществ весьма твердых и разнородных (например, первая из стали, вторая из агата)?

282. К равноплечному рычагу на нитях подвешены две чугунные гири одинаковой массы. Изменится ли равновесие рычага, если опустить одну из них в воду, а другую в масло?

283. К равноплечному рычагу подвешены фарфоровые шарики. Если один из шариков опущен в стакан с

водой, а другой – в стакан с керосином, то рычаг находится в равновесии. Нарушится ли равновесие, если сосуды с жидкостями убрать?

284. К коромыслу весов с одной стороны подвесили латунную, а с другой – равной массы чугунную гири. Останутся ли весы в равновесии, если их опустить так, чтобы обе гири оказались в воде?

285.0НИ-наковы ли показания динамометров А и В (рис. 46)?

286. Через неподвижный блок перекинута веревка. Один конец ее прикреплен к поясу монтажника, а второй он тянет вниз с некоторой силой. Какова эта сила, если вес рабочего 700 Н? Трением в блоке и массой веревки пренебречь.

287. Как известно, неподвижный блок выигрыша в силе не дает. Однако при проверке динамометром оказывается, что сила, удерживающая груз на неподвижном блоке, немного меньше силы тяжести груза, а при равномерном подъеме больше ее. Чем это объясняется?

288. Почему у подъемных строительных кранов крюк, который переносит груз, закреплен не на конце троса, а на обойме подвижного блока?

289. Какое наименьшее количество подвижных блоков надо использовать, чтобы уменьшить действующую силу в 4 раза? Трением в блоках и их силой тяжести пренебречь. На чертеже изобразите несколько вариантов такого выигрыша в силе.

290. Будет ли система рычага и блока, изображенная на

•

рис. 47,находиться в равновесии? Рычаг считать невесомым.

291. Во сколько раз выигрывают в силе при помощи приспособления, изображенного на рис. 48, если плечо силы Р в два раза меньше?

Потенциальная энергия

292. Совершить прыжок в высоту легче «перекатом» (рис. 49), чем «прямо». Почему?

293. На одной и той же высоте находятся кусок алюминия и кусок свинца одинакового объема. Одинаковой ли потенциальной энергией обладают эти тела?

294. Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счет какой энергии движется при этом автомобиль?

295. С помощью понтонов поднимают затонувший корабль со дна моря. За счет какой энергии происходит этот подъем?

296. За счет какой энергии поднимается аэростат?

Кинетическая энергия

297. Водителю необходимо переехать на автомобиле лужу с илистым дном. Он решил разогнать автомобиль и на большой скорости преодолеть ее. Правильно ли он поступил?

298. При штамповке инструмент пробивает отверстие в листовой стали толщиной несколько миллиметров. За счет какой энергии совершается эта работа?

299. Чтобы расколоть тяжелое полено, в него вгоняют топор, затем ударяют обухом о лежащее бревно так, чтобы раскалываемое полено было над топором. В чем преимущество этого способа колки дров?

300. Почему тяжелая автомашина должна иметь более сильные тормоза, чем более легкая?

301. Нужно ли совершать какую-либо работу для изменения скорости

движения тел в условиях невесомости, когда не существует ни трения, ни сопротивления среды?

Переход одного вида механической энергии в другой

302. Стальной шарик висит на нити. Отклоним его в сторону и отпустим. Какие превращения энергии происходят при этом?

303. Гимнаст сначала прыгает на гибкую доску-трамплин, а затем вверх. Почему в этом случае прыжок получается более высоким, чем прыжок без трамплина?

304. На Ленинградском метрополитене пути проложены так, что на первой части перегона поезда совершают небольшой спуск, а на второй части — подъем. Какое превращение механической энергии из одного вида в другой происходит на первой части перегона, на второй? Почему здесь возможна экономия электроэнергии?

305. Две корковые пробки падают с высоты 1м: одна в воздухе, другая в трубке Ньютона, из которой выкачан воздух. Одинаковы ли потенциальные энергии пробок в начале падения? Одинаковы ли их кинетические энергии в конце падения?

306. Как изменится движение пули, если на ее пути встретится доска, которую она пробивает? Сохранится ли при этом неизменной кинетическая энергия пули? Не противоречит ли закону сохранения энергии изменение кинетической энергии при пробивании пулей доски?

307. Объясните, переход каких видов механической энергии происходит в детской игрушке «воздушный пистолет-автомат», стреляющей шариками от настольного тенниса.

308. Почему иногда автомобиль не может въехать на гору, если он у начала подъема не сделал разгон (не приобрел значительной скорости)?

Использование энергии воды и ветра

309°. Изменяется ли потенциальная энергия каждой единицы объема воды в реке, когда этот объем воды перемещается на некоторое расстояние?

310°. Из верхнего сосуда в нижний жидкость переливается с помощью сифона. Вытекающая из длинного коле

на сифона жидкость обладает кинетической энергией. Откуда взята эта энергия?

311′.Сосуд разгорожен пополам и наполнен с одной стороны ртутью Л, а с другой — маслом S (рис. 50).

В перегородке сделан вырез, и в него вставлен железный цилиндр на оси О. Будут ли на части цилиндра, погруженные в масло и ртуть, действовать различные архимедовы силы, вследствие чего цилиндр начнет вращаться? Будет ли такая конструкция вечным двигателем?

312°. Какой ветер, зимний или летний, при одной и той же скорости обладает большей мощностью?

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНМЯ

6. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА И РАБОТА

Переход механической энергии во внутреннюю энергию

313. Средняя скорость движения молекул газа при нормальных условиях измеряется сотнями метров в секунду. Почему же запах разлитого одеколона распространяется сравнительно медленно?

314. Почему при недостаточной смазке выплавляются шатунные и коренные подшипники трактора?

315. Если кусок алюминиевой проволоки расклепать на наковальне или быстро изгибать в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается. Объясните явление.

316. Чем объясняется сильный нагрев покрышек колес автомобиля во время длительной езды?

317. Механизаторы внимательно следят, чтобы солома не навивались на валы зерноуборочных машин (комбайнов, жаток). Почему?

318. Когда автомобиль больше расходует горючего: при езде без остановки или с остановками?

319. Если к точильному камню прижать кусок стали, то сыплются искры. Каково их происхождение?

320. Верно ли, что можно добыть огонь трением одного куска сухого дерева о другой?

321. Молоток нагревается и когда им отбивают косу, и когда он лежит на солнце в жаркий летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.

322. Два одинаковых латунных шарика упали с одной и той же высоты. Первый упал в глину, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. Который из шариков больше изменил свою внутреннюю энергию?

323. Почему наружные части сверхзвуковых самолетов приходится охлаждать при помощи специальных устройств?

Теплопроводность твердых тел

324. Почему небольшую стеклянную палочку, накаленную с одного конца, можно держать за другой конец, не обжигая пальцев, а железный прут нельзя?

325. В какой посуде пища подгорает легче: в медной или в чугунной? Почему?

326. В двух пробирках А» В, закрытых пробками, находятся концы разнородных стержней Си 0(рис. 51).

Пробирки, при помощи стеклянных трубок соединены с манометром М. Если поместить свободные концы стержней С и D в горячую воду или пламя спиртовки, то через некоторое время образуется разность высот столбов жидкости в манометре. Как объяснить возникновение разности давления воздуха в пробирках?

327. Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая чашка с чаем нет?

328. При какой температуре и металл, и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?

329. В каком чайнике вода скорее нагреется: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь?

330. Одним пальцем нажимают на покрытое льдом стекло вагона трамвая, другим к этому же стеклу прижимают пятикопеечную монету. Почему площадь оттаивания льда во втором случае больше? Толщину слоя льда на стекле считать всюду одинаковой.

331. Опытные хозяйки, прежде чем наливать в стакан крутой кипяток, опускают в него чайную ложку. Для чего?

332. Зачем на цилиндрах мотоциклетных двигателей устроены тонкие и широкие ребра?

333. Точные измерительные приборы, как правило, рассчитаны на работу при 20 °С. Для чего слесарь-лекальщик при изготовлении таких приборов время от времени кладет их на толстую металлическую плиту, обладающую хорошей теплопроводностью?

Теплопроводность жидкостей

334. Какая почва прогревается солнцем быстрее: влажная или сухая?

335. Почему ранней весной образуются воронки в снегу вокруг стволов деревьев?

336. Каково назначение толстого слоя подкожного жира у китов, тюленей и других животных, обитающих в водах полярных морей?

Теплопроводность газов

337. Почему старое зимнее пальто со сбившейся в плотные комки ватой плохо греет?

338. В одежде из синтетической ткани в холод холоднее, а в жару теплее, чем в шерстяной. Почему?

339. Какое белье лучше греет зимой: полотняное или трикотажное, хлопчатобумажное или шерстяное?

340. Животные, имеющие на теле шерстяной покров, весной линяют, а осенью подшерсток опять восстанавливается. Какое значение это имеет для животных?

341. Человек не чувствует прохлады на воздухе при температуре 20 °С, а в воде зябнет при температуре 25 °С. Почему?

342. Для чего на зиму приствольные круги плодовых деревьев покрывают слоем навоза, торфа, опилок?

343. Почему в строительной технике широко применяется пористый материал?

344. Для чего зимой на радиаторы автомобилей надевают утеплительный чехол?

Конвекция

345. Почему оконные стекла начинают замерзать снизу раньше и в большей мере, чем сверху?

346. Почему пушинка над горящей свечой быстро поднимается вверх?

347. Когда скорее остынет чайник с кипятком: когда чайник поставлен на лед или когда лед положен на крышку чайника?

348. Для чего в верхних и нижних частях корпуса проекционных фонарей и киноаппаратов делают отверстия?

349. Почему кофе, чай, суп скорее охлаждаются, когда их мешают ложкой?

350. Почему вентиляторы для очистки воздуха обычно помещают у потолка?

351. Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растение от ночного холода?

352. Зачем на зиму стволы деревьев завертывают в рогожу или солому?

353. Когда парусным судам удобнее входить в гавань: днем или ночью?

354. Почему листья осины колеблются в безветренную погоду?

355. Какие фабричные трубы лучше: железные или кирпичные?

356. Почему давно не топленная печь плохо тянет? Почему помогает тяге предварительное прожигание бумаги над вьюшкой?

357. Почему труба, по которой вода возвращается в котел водяного отопления, подводится к нему снизу, а не сверху?

358. Почему в тихую погоду дым из трубы здания поднимается вертикально вверх, а из трубы движущегося паровоза стелется над поездом?

Излучение

359. Два одинаковых термометра выставлены на солнце. Шарик одного из них закопчен. Одинаковую ли температуру покажут термометры?

360. Почему в темных шероховатых сосудах жидкость охлаждается быстрее, чем в светлых полированных?

361. Экономично ли делать радиаторы парового отопления хорошо полированными или лучше их покрывать черной краской?

362. Какая каска лучше защищает голову от жары: грязная или блестящая?

363. Какого, цвета одежду следует носить зимой и летом?

364. Кроме красоты и требований гигиены, по каким еще соображениям холодильники изнутри и снаружи красят в белый цвет?

365. Почему при холодной погоде многие животные спят, свернувшись в клубок?

366. Почему термосы изготавливают круглого, а не квадратного сечения?

367. Почему проволоку нельзя нагреть в пламени свечи выше определенной температуры?

368. Вы собрались завтракать и налили в стакан кофе. Но вас просят отлучиться на несколько минут. Что надо сделать, чтобы к вашему возвращению кофе был горячее: налить в него молоко сразу перед уходом или после, когда вы вернетесь? Почему?

369. Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?

370. Земля непрерывно излучает энергию в космическое пространство. Почему же Земля не замерзает?

Количество теплоты

371. Если опустить одну руку в холодную воду, а другую в теплую, а потом, вынув их, опустить обе в воду, имеющую умеренную температуру, то рука, бывшая в холодной воде, будет чувствовать тепло, а бывшая в теплой — холод. Как объяснить это?

372. Имеются три медицинских термометра. Два из них не встряхивали, и они показывают 37 и 39 °С. Третий встряхнули так, что вся ртуть из трубки удалена в расширенную ее часть. Что покажут термометры, если их опустить на⁷ 5—10 минут в сосуд с водой, имеющей температуру 38 °С?

373. Как воспользоваться для измерения температуры воздуха термометром, на шкале которого сохранилось только два деления: 20 и 40 °С?

Удельная теплоемкость

374. На что идет больше теплоты:

на нагревание чугуна или воды, налитой в него, если их массы одинаковы?

375. В алюминиевом чайнике нагревалась вода. Построен график зависимости количества теплоты, полученно-

го телом, от времени. Укажите, какой из графиков (рис. 52) построен для воды и какой — для чайника.

376. Одинаково ли быстро будет изменяться температура ртути и воды, налитых в тонкостенные стеклянные пробирки, при нагревании их в пламени спиртовки, если массы ртути и воды одинаковы, а масса пробирок мала по сравнению с массой жидкости, налитой в них?

377. Почему железные печи скорее нагревают комнату, чем кирпичные, но не так долго остаются теплыми?

378. Климат островов умереннее и ровнее, чем климат больших материков. Почему?

379. Почему в пустынях днем жарко, а ночью температура падает ниже 0°С?

380. Как известно, железо имеет большую теплоемкость, чем медь. Следовательно, жало паяльника, изготовленное из железа, имело бы больший запас тепла, чем такое же жало из меди при равенстве их масс и температур. Почему, несмотря на это, жало паяльника делают из меди?

381. В два стакана, стеклянный и алюминиевый, одинаковых массы и емкости одновременно наливают одинаковое количество горячей воды при некоторой температуре t. Прикасаясь рукой к стаканам, ощущают, что один стакан прогревается скорее, хотя удельные теплоемкости стекла и алюминия одинаковы. Объясните явление.

382. Какие преимущества ртути перед другими жидкостями (вода, спирт, эфир и др.) позволяют применять ее в термометрах?

383. Можно ли сравнивать теплопроводность различных металлов следующим способом: нагреть до одинаковой температуры металлические шарики одинаковых размеров и наблюдать быстроту их остывания? Верно ли, что металлы с лучшей теплопроводностью должны остывать быстрее?

384. Нередко внутренний сосуд калориметра наполняют не водой, а керосином. Какой смысл имеет такая замена?

385. Почему внутренние сосуды калориметров делают из тонкой латуни или алюминия, а не из стекла?

Энергия топлива

386. Почему теплота сгорания сырых дров меньше сухих той же породы?

387. Почему порох невыгодно использовать как топливо, а бензином нельзя заменить порох в артиллерийских орудиях?

388. Почему при помощи одной спички древесную лучину зажечь можно, а крупное полено нельзя?

389. Кусок бумаги, плотно обмотанный вокруг медного стержня, за короткое время в пламени горелки не загорается и не обугливается. Если вместо медного взять деревянный стержень, то бумага быстро воспламеняется. Почему?

390. Почему мы сильно дуем на пламя спички, свечи и т. п., когда хотим его погасить?

391. Раскаленный уголь, положенный на металлическую пластину, гаснет быстро, а на деревянной доске продолжает тлеть. Почему?

392. Почему разбросанные угли костра гаснут скоро, а сложенные в кучу долго сохраняются в раскаленном виде?

393. Игрушка «курильщик» устроена следующим образом: в несквозное отверстие у рта сплошной фигурки вставляется «сигарета», состоящая из пластмассового прутика, обернутого слоем бумаги. Если эту «сигарету» поджечь, то дым от нее идет порциями. Почему?

Закон превращения и сохранения энергии в механических и тепловых процессах

394. Если ударить молотком по большому куску стали, молоток отскочит, а если по куску свинца, то нет. Какому металлу при однократном ударе передастся больше энергии? Кинетическую энергию молотка в момент удара считать в обоих случаях одинаковой.

395. Стальной шарик равномерно падает в касторовом масле. Совершается ли при этом работа? Какие превращения энергии при этом происходят?

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ И УКАЗАНИЯ

255. Работа насосов одинакова, так как в обоих случаях перекачивается одинаковое количество воды на одинаковые высоты.

256. При наличии трения лошадь совершает работу и по преодолению сил трения, и по изменению скорости движения телеги с лошадью.

257. При посадке на Землю, так как корабль при этом проходит больший путь, в плотных слоях атмосферы.

258. При наличии пассажиров сила тяжести (вес. — Ред.) вагона больше, увеличивается сила трения, равная в данном случае силе тяги, возрастает мощность, увеличивается расход электроэнергии.

259. С увеличением нагрузки корабль глубже погружается в воду. Это увеличивает силу сопротивления воды движению корабля, что приводит к потере скорости.

260. На наименьшей, так как N = Fv,

261. Чем ближе груз расположен к плечу, тем меньше сила, с которой рука должна удерживать палку. Поэтому сила давления палки на плечо, равная сумме веса груза и силы воздействия руки, будет меньше.

262. Чтобы увеличить плечо силы и этим облегчить открывание двери.

263. Из рис. 53,о видно, что при двух опорах в точках О, и Од (пальцы рук) плечи сил F невелики. Поэтому надо прилагать большие силы. В случае опоры на подставку О (рис. 53,6) плечи сил F увеличиваются, поэтому надо прилагать меньшие силы, чтобы сломать палку.

264. 50 Н.

265. Силу требуется приложить одинаковую, равную половине силы тяжести плиты.

266. Это дает возможность уменьшить силу, прилагаемую к рукояткам ножниц.

267. Проигрыш в силе здесь не существен, а выигрыш в скорости имеет большое значение.

268. Выигрыш в силе на рычаге равен отношению плеч рычага. Выигрыш в силе у кусачек равен произведению отношений плеч составляющих их рычагов.

269. Чтобы напильник при движении всегда был горизонтален при изменении точки опоры, прилагаемые силы должны все время изменяться ло величине.

270. Чтобы сила была наименьшей, надо максимально увеличить ее плечо. Поэтому силу надо направить под прямым углом к линии ВС.

271. См. рис. 54.

272. См. рис. 55. 0,0, – ось вращения, -40,, ЯОд и СО^ — плечи сил.

273. Вес мальчика и вес части доски, на которой он сидит, уравновешиваются весом части доски, расположенной с другой стороны бревна.

274. Так как на рычаге уравновешиваются две силы, равные силе тяжести. Изменение одной из них происходит одновременно с изменением другой.

275. Необходимо переходить так, как показано на рис. 56.

276. Сдвинется ящик В, по отношению к которому рычаг имеет более выгодное соотношение плеч.

277. Линейка имеет массу, и сила тяжести (вес. — Ред.) плеча АО больше, чем плеча 0В.

278. Если шарик переместить к краю чашки, равновесие не нарушится, ибо на основании закона Паскаля давление на левую и правую стенки чашки будет одинаковым.

279. Не изменится.

280. Равновесие нарушится, причем более тяжелая гиря перетянет.

281. а) При малом плече будет мала чувствительность весов; б) большая твердость призмы и подставки, разнородность вещества, из которого они изготовлены, способствуют уменьшению силы трения между ними и повышают чувствительность весов.

282. Изменится: гиря, находящаяся в масле, опустится, а в воде — поднимется.

283. Да, перетянет шарик, который находился в воде.

284. Перетянет латунная гиря.

285. Одинаковы.

286. Действующую на монтажника силу тяжести уравновешивает сумма сил упругости свисающих с блока концов веревки. Поэтому сила натяжения каждого из них равна половине веса человека. Значит, рабочий тянет конец веревки с силой 350 Н.

287. Действием силы трения.

288. Такое крепление дает возможность уменьшить натяжение троса вдвое (если не учитывать трение в блоках).

289. Необходимо, чтобы в системе блоков было два подвижных блока. См. рис. 57.

290. Будет.

291. При отсутствии трения — в 4 раза.

292. В прыжке «перекатом» спортсмен не так высоко поднимает свое тело над планкой, как в прыжке «прямо», поэтому совершает меньшую работу.

293. Нет, у свинца энергия больше.

294. За счет разности потенциальной энергии автомобиля на вершине и у подножия горы.

295. Подъем корабля совершается за счет потенциальной энергии сжатого воздуха.

296. За счет потенциальной энергии, которую приобрел аэростат при наполнении газом.

297. Разогнавшись, автомобиль преодолевает лужу за счет накопленной кинетической энергии.

298. За счет кинетической энергии инструмента и движущихся деталей станка, в которых он закреплен.

299. Используется кинетическая энергия полена.

300. При одинаковых скоростях тело, имеющее большую массу, обладает и большей кинетической энергией.

301. Да, для изменения кинетической энергии тела.

302. К Энергии, которую сообщает телу гимнаста работа мышц, прибавляется энергия, которую сообщает ему деформированная доска.

304. На первой части перегона потенциальная энергия превращается в кинетическую, на второй части имеет место обратный переход. Так как на разгон поезда расходуется меньше электроэнергии, то происходит ее экономия.

305. Потенциальные энергии одинаковы. Кинетические энергии различны (у первой пробирки она меньше).

306. Пробивая доску, пуля совершает работу против сил трения за счет изменения своей кинетической энергии. Скорость пули уменьшается. Противоречия с законом сохранения энергии нет, так как пуля и доска при этом нагреваются.

308. Если машина делает разгон, то к механической энергии, вырабатываемой двигателем в данное время, прибавляется ранее приобретенная кинетическая энергия самого автомобиля.

309. Вода в реке течет от мест высоких к местам более низким. Следовательно, потенциальная энергия каждой единицы объема воды уменьшается.

310. За счет потенциальной энергии жидкости, находящейся в верхнем сосуде.

311. На равные части цилиндра, погруженные в различные жидкости, действуют неравные архимедовы силы. Так как силы давления жидкостей перпендикулярны к любому элементу поверхности цилиндра, то каждая из выталкивающих сил проходит через его ось симметрии (плечо силы при этом равно нулю). Поэтому цилиндр вращаться не будет, и из этой конструкции вечного двигателя не получится.

312. Так как зимой воздух плотнее, чем летом, а кинетическая энергия тела зависит от массы, то зимой при той же скорости (и других равных условиях) ветер обладает большей мощностью.

313. (Проходя за секунду путь около полукилометра, молекула находящегося при нормальных условиях газа двигается не по прямой: она испытывает за это время порядка 10¹⁰ столкновений с другими молекулами газа, так что ее траектория представляет собой сложную ломаную линию. — Ред.)

314. При недостаточной смазке подшипников в результате трения механическая энергия превращается во внутреннюю (в тепловую. — Ред.). Температура баббита поднимается до точки плавления, и он плавится.

315. Механическая энергия переходит во внутреннюю. (В соответствии с законом сохранения энергии работа, совершаемая при деформации проволоки, переходит в энергию теплового движения атомов алюминия. — Ред.)

316. Покрышки нагреваются и за счет работы трения, имеющей место при частичном проскальзывании их по полотну дороги, и за счет работы деформации покрышки при качении.

317. При трении солома может разогреться и воспламениться.

318. При остановке кинетическая энергия автомобиля расходуется на работу против сил трения в тормозных колодках, шин о дорогу и т. д. Чтобы каждый раз после остановки приобрести необходимую скорость (а значит, и кинетическую энергию), в двигателе должно быть израсходовано дополнительно некоторое количество горючего.

319. При трении стали о камень металл разогревается. Искры — это раскаленные частицы стали, отрываемые от куска металла быстро движущимися бугорками точильного камня.

322. Первый. (При неупругом ударе шарика о мягкую глину приобретенная им кинетическая энергия полностью переходит в тепловую (шарика и глины). У шарика, отскочившего на высоту, меньшую исходной, это превращение энергии было неполным. — Ред.)

323. Иначе они потеряли бы свою прочность вследствие нагревания при трении о воздух.

324. Стекло имеет меньшую теплопроводность, чем железо.

325. В медной, так как теплопроводность меди больше, чем чугуна. (Кроме того, дно чугунной посуды толще, что способствует выравниванию температуры. — Ред.)

326. Разность давлений возникает из-за различного нагревания воздуха стержнями, из-за их разной теплопроводности.

327. Алюминий обладает большей теплопроводностью, чем фарфор (и его температура практически совпадает с температурой кипятка. — Ред.)

328. При температуре, равной температуре человеческого тела, когда не происходит теплопередача. (Теплопроводность дерева значительно меньше, чем у металла. Поэтому нагретое (или охлажденное на морозе) дерево не кажется таким горячим (или холодным), как железо. — Ред.)

329. В новом, так как слой накипи ухудшает теплопроводность стенок чайника.

330. (Вследствие большей теплопроводности меди (по сравнению со стеклом и льдом) поток тепла от пальца во втором случае будет больше. — Ред.)

331. (Первые порции кипятка, стекая по металлической ложке, охлаждаются, что уменьшает величину первоначального перепада температур, который мог бы привести к разрушению стакана, и способствует более плавному прогреванию стекла. — Ред.)

332. Увеличение поверхности нагреваемого тела способствует быстрейшему его охлаждению. Ребристая поверхность имеет большую площадь. Поэтому она будет способствовать лучшему охлаждению.

333. В процессе обработки прибор нагревается выше 20 °С, и вследствие теплового расширения его размеры изменяются. Чтобы исключить тепловое расширение, слесарь кладет деталь на плиту, обладающую хорошей теплопроводностью, и деталь охлаждается до температуры 20 °С.

334. Влажная, как имеющая большую теплопроводность.

335. Днем стволы деревьев нагреваются, и некоторое количество теплоты передается вниз, так как влажное дерево обладает хорошей теплопроводностью. Вследствие этого почва согревается, и снег вокруг ствола оттаивает.

336. Жир обладает плохой теплопроводностью и защищает организм животного от чрезмерного охлаждения в холодной воде полярного моря.

337. (Нарушается заключенный в вате равномерный теплоизоляционный слой воздуха. — Ред.)

338. Плотная синтетическая ткань обладает лучшей теплопроводностью, чем шерсть, содержащая внутри себя воздух.

339. Трикотажное, шерстяное.

340. (Точно такое же, как зимняя одежда для человека. – Ред.)

341. Вода обладает большей теплопроводностью, чем воздух, поэтому в воде тело человека охлаждается быстрее.

342. Так как торф, навоз, опилки имеют малую теплопроводность, то покрытие ими приствольного круга плодового дерева предохраняет от сильного снижения температуры участок земли, где располагается его основная корневая система.

343. Пористый кирпич, различные пеноматериалы, стеклянная вата, войлок содержат воздух, обладающий малой теплопроводностью.

344. Чехол является теплоизолято-ром. Он предохраняет двигатель от переохлаждения.

345. Теплый воздух имеет меньшую плотность, чем холодный. Поэтому архимедова сила вытесняет нагретый воздух в верхние его слои.

347. Когда лед положен на крышку чайника.

348. Чтобы создать условия для возникновения конвекции воздуха в аппарате.

349. Вынужденная конвекция поднимает более нагретые слои жидкости вверх и приводит их в соприкосновение с менее нагретым воздухом.

350. Это улучшает циркуляцию воздуха. Теплый воздух вместе с различными примесями поднимается вверх и вентилятором удаляется из помещения.

351. Пленка удерживает воздух определенной температуры вблизи растения.

352. Чтобы теплоизолировать ствол дерева от окружающего воздуха и этим уменьшить не только теплопроводность коры дерева, но и исключить обдува-ние ствола конвекционными токами холодного воздуха и предупредить замерзание питательных соков внутри ствола, а значит, и гибель дерева.

353. Парусным судам удобнее входить в гавань днем, когда бриз дует с моря на сушу.

354. Даже в самую тихую погоду над землей движутся вертикальные токи воздуха. Листья осины, имеющие тонкие длинные черенки, чувствительны к самым ничтожным перемещениям воздуха.

355. Чем больше разность давлений наружного воздуха и воздуха в трубе, тем лучше тяга. Чем выше температура воздуха, тем меньше его плотность и давление в трубе. Теплопроводность кирпича меньше, чем железа. Поэтому в кирпичных трубах (при прочих равных условиях) воздух меньше остывает, чем в железных, и в них лучше тяга.

356. Холодный воздух в дымоходе создает такое же давление, как и наружный. После прогревания воздуха в дымоходе возникает тяга.

357. Чтобы обеспечить естественную циркуляцию воды в системе водяного отопления.

358. Над неподвижной трубой здания в одном и том же месте устанавливается конвекционный поток теплого воздуха, поднимаемого вверх архимедовой силой. Труба движущегося паровоза выбрасывает небольшие количества теплого воздуха в разных местах дороги, этот теплый воздух очень медленно поднимается вверх. При быстром движении поезда получается, что дым стелется над ним.

359.'(Черная шероховатая поверхность лучше поглощает падающее на нее излучение, чем гладкая и полированная. Показания закопченного термометра будут выше. — Ред.)

360. Черная шероховатая поверхность лучше излучает, чем светлая полированная.

361. Лучше покрывать черной краской.

362. Блестящая.

363. (Светлую. — Ред.)

364. Белая краска уменьшает луче-поглощательную способность холодильника.

365. Свернувшись, животное уменьшает поверхность лучеиспускания и не переохлаждается (…уменьшает площадь поверхности соприкосновения с внешней средой, что уменьшает потери тепла, происходящие как вследствие теплопроводности и конвекции, так и вследствии излучения. — Ред.).

366. При одинаковом объеме и высоте термос с круглым сечением имеет меньшую поверхность, поэтому он меньше поглощает и отдает теплоты.

367. Наряду с поглощением некоторого количества теплоты происходят и потери энергии. В результате этого температура проволоки не может стать выше температуры пламени свечи.

368. Скорость охлаждения пропорциональна разности температур нагретого тела и окружающего воздуха. Поэтому следует сразу несколько охладить кофе, влив в него молоко, чтобы дальнейшее остывание происходило медленнее.

369. Земля нагревается лучами солнца. Воздух нагревается землей. Поэтому имеется некоторое запаздывание в достижении максимума нагревания воздуха и земли.

370. Наряду с процессом излучения энергии в космос происходит и процесс поглощения энергии Солнца и звезд. (Кроме того, имеется целый ряд процессов, происходящих внутри Земли, которые способствуют ее разогреванию. — Ред.).

372. Первый и третий покажут 38 °С, второй – 39 °С.

374. На нагревание воды, имеющей большую удельную теплоемкость.

375. График А — для воды, график В — для чайника.

376. Температура ртути будет повышаться быстрее, так как удельная теплоемкость ртути меньше, чем воды.

377. Железо обладает большей теплопроводностью и меньшей удельной теплоемкостью, чем кирпич. Кроме того, масса кирпичной печи больше, чем железной.

379. Песок обладает малой удельной теплоемкостью, поэтому быстро нагревается и охлаждается.

380. Медь обладает большей теплопроводностью. (Кроме того, она легко залуживается. — Ред.)

381. При одинаковой теплоемкости стенки стаканов обладают различной теплопроводностью.Теплопроводность

алюминия значительно больше, чем теплопроводность стекла.

382. Малая удельная теплоемкость, большая теплопроводность, несмачивание стекла, сравнительная легкость получения в химически чистом виде, высокая температура кипения, более низкая, чем у воды, точка отвердевания.

383. Нельзя, так как быстрота остывания зависит не только от теплопроводности, но и от теплоемкости шариков.

384. Удельная теплоемкость керосина меньше, чем воды. Поэтому температурные изменения, происходящие в калориметре, при прочих равных условиях более заметны, и точность измерений повышается.

386. Некоторое количество теплоты необходимо израсходовать на испарение воды, содержащейся в сырых дровах.

387. Порох в отличие от бензина имеет меньшую теплоту сгорания, но большую скорость сгорания (вся энергия пороха выделяется в тысячные доли секунды).

388. Энергии горящей спички недостаточно, чтобы нагреть конец толстого полена до температуры его возгорания, т. к. поступающее от спички тепло распространяется по всему веществу полена.

389. См. ответ к задаче 388.

390. Сильная струя воздуха срывает пламя со спички (фитиля свечи) и охлаждает горючее вещество ниже той температуры, при которой может происходить горение.

391. Металл, быстро отбирая энергию у раскаленного угля, охлаждает его ниже той температуры, при которой может происходить горение угля. Деревянная доска имеет меньшую теплопроводность, чем металл, и охлаждает уголь медленнее.

393. Пластмасса горит быстрее бумаги. Поэтому, частично сгорев, пластмассовый прутик гаснет из-за недостатка кислорода и воспламеняется вновь, когда до него догорит бумага.

394. Свинцу, так как в этом случае вся кинетическая энергия молотка превращается во внутреннюю энергию свинца и молотка.

395. Работа совершается против силы трения. Потенциальная энергия поднятого шарика превращается во внутреннюю энергию шарика и жидкости.

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи4»

7. ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Кристаллические тела

396. Почему алмаз имеет большую прочность, чем графит?

397. Почему соль, брошенная на раскаленные угли, трещит?

398. Как проще всего определить, какое из двух тел более твердое?

Плавление и отвердевание кристаллических тел

399. Почему космические корабли и ракеты снабжаются обшивкой из таких металлов, как бериллий, тантал, вольфрам и др.?

400. Расплавится ли небольшой кусочек олова, если его бросить в тигель с расплавленным свинцом?

401. На рис. 58 дан график температуры замерзания раствора поваренной соли в зависимости от процентного содержания в нем соли. «Прочтите» график. При какой концентрации раствора точка замерзания наинизшая?

402. Почему в холодильниках по трубам, проложенным в помещении, которое надо охлаждать, циркулирует не чистая вода, а соляной раствор?

403. а) Иногда тротуары посыпают солью, и от этого снег на тротуаре стаивает. Почему?

б) Где ноги стынут больше: на заснеженном тротуаре или на том же тротуаре, посыпанном солью?

404. В сосуде был лед при -10 °С. Сосуд поставили на горелку, которая дает в рав-ные промежутки времени одинаковые количества теплоты. Укажите, какой из графиков (рис. 59) изменения температуры со временем построен для этого случая верно и в чем ошибочны остальные графики.

405. Два тигля с одинаковым количеством расплавленного свинца остывают в разных помещениях — в теплом и холодном. Какой из графиков (рис. 60) построен для теплого помещения и какой — для холодного? Найдите различия в графиках и объясните причины этих различий.

406. Почему морской лед, образуясь из соленой воды, сам в дальнейшем становится почти совсем пресным?

Теплота плавления

407. Один из героев книги Г.Мало «Без семьи» поучал другого: «Если снег перестанет, может наступить сильный мороз». Верно ли это? Дайте объяснение.

408. Почему мокрые пальцы примерзают зимой к металлическим предметам и не примерзают к деревянным?

409. Расплавится ли кусок льда, имеющий температуру О °С, если его по

ложить в сосуд с водой при О °С? Атмосферное давление считать нормальным.

410. Чем объяснить, что в начале осени в реках и озерах вода не замерзает, хотя температура воздуха на несколько градусов ниже нуля?

411. Большой сосуд с водой, помещенный в погреб, предохраняет овощи от замерзания. Почему?

412. Из чайника налили чай в стакан с сахаром и в стакан без сахара. Почему чай в первом стакане будет холоднее?

413. Лед тает при трении одного куска о другой. Какие превращения энергии при этом происходят?

414. Почему в теплый зимний день лыжа оставляет на свежевыпавшем снегу тонкую ледяную корку — лыжню?

415. Почему вода, налитая на мерзлую клюкву, замерзает?

416. Во время ледохода вблизи реки холоднее, чем вдали от нее. Почему?

417. Весной в воздухе уже тепло — температура воздуха выше О °С, а на реках и на озерах лед еще стоит. Чем это объяснить?

418. Как влияет большая удельная теплота плавления льда на скорость весеннего таяния снега и влажность почвы?

419. Ускорится ли таяние льда в теплой комнате, если накрыть его шубой?

420. Температура плавления стали 1400 °С. При сжигании заряда пороха в канале орудия развивается температура 3600 °С. Почему орудийный ствол не плавится?

421. Почему свинец можно расплавить пламенем лампы, а железо нельзя?

422. Почему при сильных морозах для восстановления гладкости льда поливку катка производят горячей водой?

423. Почему тонкая медная проволока плавится в пламени газовой плиты, в то время как толстый медный стержень даже не раскаляется докрасна?

Изменение объема при кристаллизации

424. В холодное время года из радиаторов выпускают воду, если машины

не будут длительное время работать. Почему?

425. Если закупоренную бутылку с водой выставить на мороз, то вода, замерзая, разрывает бутылку. Опасно ли в этом смысле ставить закупоренную бутылку с водой в тающий лед при О °С?

426°. Замерзая в закрытом сосуде (например, в закупоренной бутылке), вода разрывает его. Что произойдет с чайным стаканом, если в нем заморозить воду?

427°. Почему при отвердевании парафина получается вогнутая поверхность?

428°. Чем объяснить, что во время сильных морозов в лесу трещат деревья?

429. Почему глубокие водоемы даже в очень холодную зиму не промерзают до дна?

Испарение жидкостей

430. Для осушения болот в субтропиках сажают эвкалипты. Куда девается вода, жадно впитываемая этими деревьями?

431. Чем заполнена торричеллиева пустота в ртутном барометре?

432. Почему глина, мучное тесто при нагревании не размягчаются, а затвердевают?

433. Почему очень медленно сохнет белье, когда оно сложено в кучу?

434. Каково назначение сквозных отверстий, которые оставляет пресс-подборщик, прессуя сено?

435. Сохранится ли с течением времени равновесие, если на одну чашку весов поставить тарелку с горячей водой, а на другую уравновешивающие ее гири?

436. Зернопульт служит для очистки зерна бросанием. Однако его применяют и для сушки, увеличивая скорость выбрасывания зерна. Объясните сушку зерна с помощью зернопульта.

437. Что делают, чтобы чернила скорее просохли, если под рукой нет промокательной бумаги?

438. На чердаках белье медленнее высыхает, чем на открытом воздухе, при одной и той же температуре. Почему?

439. Для чего летом после дождей или полива приствольные круги плодовых деревьев покрывают слоем перегноя, навоза или торфа?

Поглощение энергии при испарении

440. Громадные оросительные сооружения вызывают некоторое снижение температуры в окружающей ^местности. Чем это объяснить?

441. Температура воды в открытых водоемах (прудах, озерах, реках) почти

всегда в летнюю погоду ниже температуры окружающего воздуха. Почему?

442. Два куска хлопчатобумажной ткани смочены — один в воде, другой в масле — и отжаты. Почему на ощупь можно отличить сухую ткань от смоченной в воде, но трудно отличить сухую ткань от смоченной в масле?

443. Что стынет быстрее в одинаковых условиях: жирный суп или чай?

444. Вода в бутылке, завернутой в мокрую тряпку, особенно на сквозняке, имеет температуру ниже, чем температура окружающего воздуха. Почему?

445. Чтобы молоко не скисло в жаркий день, сосуд следует поместить в воду и накрыть салфеткой, края которой опущены в воду. На чем основан этот способ хранения молока?

446. Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, человек ощущает холод?

447. Герой кинофильма «Матрос Чижик», желая определить направление очень слабого ветра, лизнул с одной стороны палец и, держа его вертикально в воздухе, стал медленно поворачивать. Как эти действия помогли ему определить направление ветра?

448. Почему вспотевшему человеку вредно выходить на холодный и сухой воздух?

449. Почему в сухом воздухе человек выдерживает температуру, превышающую 100 °С?

450. Почему в закрытой кастрюле вода нагревается быстрее, чем в открытой?

451. Почему водой можно погасить костер?

Конденсация пара

452. Одним из следствий посадки лесополос и создания искусственных водоемов является снижение вероятности весенних утренних заморозков — врага огородов и садов. Объясните, почему.

453. Почему стекло покрывается тонким слоем влаги, если на него подышать?

454. В морозный день в открытую форточку теплой комнаты валит густой туман. Почему?

455. Почему летом на лугу после захода солнца туман сначала появляется в низинах?

456. Почему в зимнее время у человека усы, борода и даже волосы на голове во время пребывания на улице покрываются инеем?

457°. Почему холодильник время от времени приходится выключать и размораживать?

Процесс кипения

458. При нагревании воды пузырьки пара образуются вначале у дна сосуда. Почему?

459. Почему, пока жидкость не кипит, пузырьки пара, образующиеся у горячего дна сосуда, поднимаясь вверх, снова уменьшаются и исчезают?

460. Почему чайник шумит перед за-кипанием воды в нем?

461. Зачем в крышке чайника делают дырочку?

Температура кипения

462. Нагреется ли до более высокой температуры вода, если она будет дольше кипеть?

463. Чем объяснить, что продолжительность варки картофеля, начиная с момента кипения, не зависит от мощности нагревателя?

464. Почему самовар не распаивается от горящих углей, пока в нем есть вода?

465. В кипящую воду можно спокойно налить растительное масло; если же в кипящее масло капать воду, то оно разбрызгивается. Почему?

466. Признаками примеси воды в смазочном масле являются пузырьки, пена и треск, наблюдаемые при нагревании масла до 100—110 °С. Объясните такой способ проверки качества масла.

467. Сосуд емкостью 500-600 см³ на одну треть заполнен водой, имеющей температуру 80-90 °С (рис. 61).

Через бюретку А впускаем немного эфира. Какое при этом можно наблюдать явление?

468. Как можно очистить ртуть, содержащую примеси цинка и олова?

469. Даны графики нагревания и кипения одинаковых масс воды, спирта и эфира (рис. 62). Для каждого графика определите, к какой из этих жидкостей он относится. (Нагреватели во всех случаях имеют одинаковую мощность.)

471. В одном из стаканов находится некоторое количество спирта при О °С, а в другом — такое же по массе количество воды при температуре О °С. Как зависит температура жидкостей в стаканах от времени, если ежесекундно им сообщают одинаковые количества теплоты? Ответ проиллюстрируйте графиком. (Количеством теплоты, затраченным на нагревание стакана, пренебречь.)

472. Удельная теплота парообразования воды значительно больше, чем эфира. Почему же эфир, налитый на руку, производит значительно большее охлаждение, чем вода?

473. Одинаково ли число секций у радиаторов водяного и парового отопления, используемых для нагревания помещений одинаковой кубатуры до одинаковой температуры?

474. Если в паропроводе парового отопления измерить температуру перед радиатором и в трубе, отводящей воду из радиатора, то температура окажется одинаковой (близкой к 100 °С). Почему же радиатор нагревает воздух в помещении?

475. Можно ли вскипятить воду, подогревая ее паром, имеющим температуру 100 °С?

476. Как кипением заставить воду замерзнуть?

477. Почему кипение воды в металлическом сосуде прекращается немедленно по снятии сосуда с огня, а в глиняном оно продолжается еще некоторое время?

478. Какая вода быстрее будет охлаждать раскаленный металл: холодная (температура +20 °С) или горячая (температура +100 °С)?

8. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ Работа газа и пара при расширении

479. Оба конца стеклянной трубки закройте картофельными пробками. На

грейте середину трубки в пламени спиртовки. Пробки вылетят. Объясните явление.

480. Какие превращения энергии происходят во время выстрела из винтовки?

481. На дне и крышке консервных банок выштампованы концентрические круги (гофры). Какое они имеют значение?

482. В каком случае совершается большая работа: при сжатии до давления 100 Н/см² литра воды или воздуха?

483. В цилиндре, снабженном поршнем, находится некоторая масса газа. В каком случае для нагревания этого газа до температуры / потребуется большее

количество теплоты: если цилиндр находится в положении А или в положении В (рис. 64)? Начальная температура газа в обоих случаях одинакова. Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь.

484. На рис. 65 изображен прибор, главная часть которого — кипятильник Франклина КМ. Прибор закреплен на оси АВ над стеклянной кюветой С, наполненной теплой водой. Кипятильник является тепловым двигателем, так как периодически колеблется, причем его шарики поочередно погружаются в воду. Объясните явление.

485. Эфирный тепловой двигатель (рис. 66) устроен так: три стеклянные трубки А с шариками В на концах, в которых находится серный эфир, закрепляются на вращающемся барабане С. Ниже оси барабана С устанавливается бак D с теплой (выше 35 °С) водой.

а) Объясните принцип работы двигателя.

б) В какую сторону вращается барабан?

в) Будет ли работать двигатель, если все шесть его шариков погружены в воду?

Двигатель внутреннего сгорания

486. Чем больше цилиндров у двигателя внутреннего сгорания, тем меньше по размерам маховое колесо. Почему?

487. Когда газ в цилиндре двигателя обладает большей внутренней энергией:

после проскакивания искры или к концу рабочего хода?

488. Почему между цилиндром и поршнем двигателя внутреннего сгорания оставляют зазор?

489. Какую форму должен иметь поршень двигателя внутреннего сгорания, если учесть, что днище его нагревается до более высокой температуры, чем юбка?

490. Почему поршень делается из легкого материала с хорошей теплопроводностью и небольшим тепловым расширением?

491. Сколько оборотов в 1 с делает вал одноцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, если за это время происходит 25 вспышек горючей смеси?

492. Почему выпуск отработанных газов (если у автомобиля нет глушителя) происходит с шумом? В чем смысл работы глушителя?

493. На рис. 67 дана схема коленчатого вала автомашины, колена которого соединены с поршнями, двигающимися в цилиндрах /, 2, 3 и 4. Сообразите, какой может быть порядок работы цилиндров, если колена вала расположены под углом в 180°.

494. Из одинакового ли материала должны делаться впускной и выпускной клапаны?

495. Почему высота подъема самолетов, двигатели которых работают на смеси горючего и воздуха, ограничена?

496. Зажигание горючей смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания происходит несколько раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Что произойдет, если зажигание будет слишком раннее или слишком позднее?

Паровые котлы и турбины

497. Почему в водотрубном котле систему труб, по которым циркулирует вода, располагают наклонно к горизонту?

498. Как можно уменьшить высоту трубы, не ослабляя тяги в топке котла?

499. Почему мощные механизмы приводят в движение не паровыми поршневыми машинами, а паровыми турбинами?

500. а) Почему стенки парового котла лучше делать из железа или меди? б) Почему очищают котлы от накипи?

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

9. СТРОЕНИЕ АТОМА

Электризация тел при соприкосновении

501. В сухом помещении потрите сухой рукой надутый воздухом резиновый детский шар, затем поднесите его к какому-либо предмету (хотя бы к потолку комнаты). Шарик «прилипает» и держится много часов. Объясните явление.

502. Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился (но не от неосторожного обращения с огнем)?

503. Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны?

504. Почему при быстром перематывании пленки на магнитофоне она приобретает способность «прилипать» к различным предметам?

505. Почему мельчайшие капельки одеколона, разбрызгиваемого пульверизатором, оказываются наэлектризованными?

506. Газета «Известия» 22 марта 1969 года поместила следующий репортаж своих спецкорреспондентов Г.Дейничен-ко и Б.Федосова: «…В Швеции сейчас наблюдается любопытное явление… Здороваешься за руку, и вдруг тебя бьет ток, взялся за какой-то металлический предмет — опять удар. В чем дело? Все объясняется просто. Воздух Скандинавии сейчас настолько сух, что статическое электричество не уходит из организма, а накапливается в нем в больших количествах. От чрезмерной наэлектризован-ности люди становятся более раздражительными и повышенно возбудимыми». Насколько, с точки зрения физики, обоснованы выводы авторов?

Два рода зарядов. Взаимодействие тел, имеющих заряды

507. Может ли одно и то же тело, например, эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно?

508. Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему?

509. Если подвесить к шарику кондуктора электрофорной машины металлический сосуд с небольшими отверстиями в дне, из которых вытекают тонкие струйки воды, то при вращении кругов машины капли воды начинают разбрасываться? Объясните явление.

Электроскоп. Понятие об электрическом поле

510. Если сухой незаряженной палочкой из оргстекла провести по металлическому стержню электроскопа, то электроскоп показывает заряд. Откуда же появился этот заряд?

511. Как при помощи отрицательно заряженной палочки узнать неизвестный знак заряда электроскопа?

512. Правильно ли утверждение, что два заряда, равные по величине, но противоположные по знаку, уничтожаются, если их поместить на один и тот же проводник?

Строение атома

513. Если в колбу,наполненную воздухом, поместить радиоактивное вещество, то альфа-частицы не вызывают свечения сернистого цинка, которым покрыты ее стенки. При откачивании же воздуха стенки начинают светлеть. Почему?

514. Каково строение ядер атомов азота ¹⁴₇/V, калия ³⁹₁₉К, висмута²⁰⁹₈₃ Bi?

515. Чем отличаются ядра изотопов лития ¹₃Li и ⁶₃Li?

516. Сколько протонов и нейтронов содержат ядра изотопов кислорода ¹⁶₈О, ,¹⁷₈O,¹⁸₈ O?

Объяснение электризации тел

517. Если стеклянная палочка трением об амальгамированную кожу заряжается положительным электрическим зарядом, то какой заряд получает кожа?

518. Металлическому шарику сообщают положительный заряд. Как изменяется при этом его масса?

Проводники и непроводники электричества

519. Можно ли наэлектризовать воду?

520. При каких условиях можно наэлектризовать кусок металла?

521. Почему стержень электроскопа делается всегда из металла?

522. Почему электризация при трении была раньше всего замечена на непроводящих электричество телах?

523. Почему в опытах по электризации рекомендуется подвешивать различные наэлектризованные тела не на простых нитях, а на шелковых?

524. Если шарик, висящий на шелковой нити, укрепленной на проводящей подставке, приблизить к кондуктору электрической машины, то шарик приходит в колебательное движение, касаясь то кондуктора, то подставки. Объясните явление. Как изменится явление, если шарик подвесить на проводящей нити?

525. Почему провода электрической сети прикрепляют к столбам при помощи фарфоровых держателей, а не прямо к металлическим крюкам?

10. СИЛА ТОКА, НАПРЯЖЕНИЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ

Электрический ток

526. Если между параллельными металлическими пластинами, присоединенными к кондукторам работающей электрофорной машины, поместить легкие пушинки, то возникает интенсивное их движение от одной пластины к другой. Какое физическое явление будет смоделировано этим движением?

527. Если вблизи отрицательно заряженного тела q расположен металлический шар, то на ближайшей его стороне А (рис. 68, о) будет сосредоточен положительный заряд, а на противоположной В — отрицательный. Приведем шар во вращение вокруг оси симметрии по направлению движения часовой стрелки. Тогда положительный заряд останется неподвижным относительно заряда q (вследствие притяжения к нему) и одновременно будет перемещаться по поверхности шара вследствие вращения шара. Следовательно, должен возникнуть и поверхностный ток. Так ли это? Что изменится, если шар заземлить (рис. 68, б)?

Гальванические элементы и аккумуляторы

528. Как изменится действие элемента Вольта, если его медный электрод заменить цинковым или цинковый заменить вторым медным?

529. Объясните, в чем состоит ошибка, допущенная при составлении батареи, изображенной на рис. 69.

530. Проверьте чувствительным прибором, получится ли гальванический элемент, если медную и стальную проволоки воткнуть в овощи (картофель, помидор, лук, морковь и др.) или фрукты (яблоко, вишня, лимон и др.)?

531. Правильно ли название «сухой элемент»? Зачем сухие элементы заливают сверху смолой?

532. Алюминиевый чайник, в который налит раствор поваренной соли, присоединен медным проводом к клемме школьного демонстрационного гальванометра. Ко второй клемме присоединен железный стакан. Что произойдет при переливании жидкости из чайника в стакан?

533. Почему аккумуляторы называются иногда вторичными элементами?

Электрическая цепь и ее составные части

534. Почему не горит исправная лампочка в цепи, изображенной на рис. 70?

535. Дана цепь, в которой ток равен нулю (рис. 71). Как надо включить в цепь другое сопротивление Ry чтобы амперметр показал ток?

536. Электрическая цепь составлена из двух гальванических элементов одного и того же рода (например Лекланше), но различающихся своими размерами и включенных навстречу друг другу (рис. 62). Каков ток в такой цепи?

Электрический ток в электролитах

537. Концы двух проволок, соединенных с полюсами батарейки карманного фонарика, опускают в водопроводную воду на небольшом расстоянии друг от друга. Какое при этом будет наблюдаться явление?

538. Почему трудно, а иногда почти невозможно зарядить электроскоп в сырой комнате?

539. Почему фарфоровые изоляторы для наружной электропроводки делаются в форме колокольчиков?

540. При устройстве заземления хорошо провод зарыть на глубину до 2,5 м. Однако в полевых условиях это не всегда представляется возможным. Поэтому заземление часто делают в виде штыря, забитого в землю. Почему в этом случае полезно место заземления полить соленой водой?

541. Почему при возникновении пожара в электроустановках нужно немедленно отключить рубильник? Почему нельзя гасить огонь, вызванный током, водой или обычным огнетушителем, а необходимо применять сухой песок или пескоструйный огнетушитель?

Действия электрического тока

542. В квартире погас электрический свет. При осмотре проволочки предохранителя мальчик обнаружил оплавленный конец ее обрыва. На каком действии тока было основано применение этого предохранителя?

543. Нужно покрыть слоем меди угли для дуговой лампы (слой меди улучшает контакт с проводом, подводящим к углям ток). Что нужно взять в качестве электролита для такого процесса?

544. Открытие физика Араго в 1820 г. заключалось в следующем: когда тонкая медная проволока, соединенная с источником тока, погружалась в железные опилки, то они приставали к ней. Объясните это явление.

545. В коробке перемешаны медные винты и железные шурупы. Каким образом можно быстро рассортировать их, имея аккумулятор, достаточно длинный медный изолированный провод и железный стержень?

546. Предложите способ, которым можно поднять электромагнитным подъ

емным краном деревянный ящик с грузом.

Направление электрического тока

547. Укажите направление тока внутри и вне аккумулятора при его зарядке и разрядке.

548. Как направлен ток (см. задачу 527) относительно читателя, относительно наблюдателя, находящегося на шаре? Изменятся ли ответы, если тело q будет иметь положительный заряд?

Количество электричества и сила тока. Амперметр

549. В электропоезде ток идет по воздушному проводу, двигателю вагона и рельсу. Одинакова ли сила тока в тонком проводе и толстом рельсе?

550. Амперметр присоединен к цепи (рис. 72) в точке D. Куда надо присоединить клемму А/прибора, чтобы он не был испорчен и показывал ток в цепи?

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ, УКАЗАНИЯ

396. Атомы алмаза образуют кристаллическую решетку, одинаково сопротивляющуюся разрушающему действию сил во всех направлениях. Кристаллическая решетка графита легче разрушается в одних направлениях, чем в других.

397. Вода внутри соли, превращаясь в пар, разрывает кристаллы.

398. Нанести царапину одним телом на поверхности другого.

399. Указанные металлы имеют высокую температуру плавления.

400. Расплавится.

401. При 22,5%.

402. Температура замерзания соляного раствора ниже О °С.

403. а) Снег взаимодействует с солью, образуется раствор соли в воде, температура замерзания которого ниже температуры воздуха. Раствор стекает с тротуара, и снег исчезает; б) так как температура раствора ниже температуры чистого снега, то ноги стынут на мокром тротуаре больше.

404. Верным является второй график. На первом графике удельные теплоемкости льда и воды одинако-

вы, что неверно. На третьем графике начальная температура равна О °С, удельные теплоемкости льда и воды одинаковы, и температура плавления льда указана выше О °С, что тоже неверно.

405. Первый график — для более холодного помещения.

406. При небольшом морозе соль в виде раствора покидает лед.

407. Примета указана верно. Образование кристалликов снега и льда связано с выделением энергии (скрытой теплоты плавления льда. — Ред.) в окружающую среду (в атмосферу). Поэтому при снегопаде большого понижения температуры воздуха быть не может. (Кроме того, облака предохраняют Землю от потерь на излучение энергии в космос. — Ред.)

408. Металл, обладая большей, чем дерево, теплопроводностью, отводит от тонкой пленки воды теплоту настолько быстро, что она охлаждается ниже точки плавления и замерзает.

410. Большой удельной теплоемкостью воды.

411. Вследствие большой удельной теплоемкости и удельной теплоты плавления вода — хороший аккумулятор энергии. При большом понижении температуры воздуха вне погреба внутри него температура значительно не снижается, так как сосуд с водой становится нагревателем.

412. На растворение сахара (на разрушение его кристаллической решетки) расходуется энергия.

413. Механическая энергия превращается во внутреннюю.

414. При трении лыжи о снег он плавится, а затем снова отвердевает.

415. Температура клюквы значительно ниже О °С. Вода отдает тепло клюкве, охлаждается и замерзает.

416. При плавлении лед отбирает некоторое количество теплоты у окружающего реку воздуха. Вследствие этого температура воздуха вблизи реки понижается.

417. Большой удельной теплотой плавления льда.

418. Большая удельная теплота плавления уменьшает скорость таяния снега. Этим предупреждаются сильные весенние паводки, а почва насыщается влагой.

419. Нет, шуба не греет, она, обладая плохой теплопроводностью, замедлит приток тепла ко льду и его таяние.

420. За короткое время выстрела орудие не успевает получить необходимое для нагревания и плавления количество теплоты.

421. У свинца ниже точка плавления и меньше удельная теплота плавления, чем у железа.

422. Горячая вода расплавляет тонкий слой льда, не так быстро замерзает, успевает растечься, и поверхность льда получается гладкой.

425. Нет, так как вода в бутылке замерзать не будет.

426. Вода, замерзая, расширяется не только вверх, но и в стороны. Стекло при этом, наоборот, сжимается. Это вызывает появление в стекле напряжений, приводящих к его разрушению.

427. При отвердевании объем парафина уменьшается.

428. Замерзающая в капиллярах дерева вода разрывает его волокна.

430. Испаряется с. поверхности листьев дерева.

431. Парами ртути.

432. Вследствие испарения воды.

433. Мала поверхность испарения.

434. Увеличивается площадь испарения.

435. Нет. Вследствие испарения масса воды в тарелке уменьшится, и чашка с гирями опустится.

436. Зерно, выброшенное зернопультом, движется в воздухе с большой скоростью. При этом возникает встречный поток воздуха. Этот ветер и увеличивает скорость испарения влаги с поверхности зерна.

439. Чтобы не было интенсивного испарения воды.

440. Поглощением энергии при испарении. (Поступающая от Солнца энергия тратиться не только на нагревание окружающих тел, воздуха и т. д., но и на испарение воды. — Ред.)

442. Влажная ткань вследствие испарения воды всегда холоднее, чем окружающая среда. Масло испаряется очень плохо, поэтому нет эффекта охлаждения. Ощущение холода усиливается тем, что вода обладает большей теплопроводностью, чем масло.

444. При ветре происходит интенсивное испарение. Необходимая для этого энергия черпается за счет внутренней энергии бутылки и содержащейся в ней жидкости; вследствие этого температура бутылки с водой понижается.

445. Постоянное испарение воды с салфетки вызывает охлаждение молока.

446. См. ответ к задаче 444.

447. Со стороны, где дует ветер, происходит более быстрое испарение влаги, и палец ощущает прохладу.

448. Быстрое испарение пота в сухом воздухе сильно переохлаждает организм человека и может вызвать простуду.

449. В сухом воздухе пот испаряется и охлаждает организм человека.

450. Из закрытой кастрюли не удаляется пар, уносящий с собой энергию, затраченную на его образование, и охлаждающий этим воду в кастрюле.

451. Испарение воды приводит к снижению температуры горящего дерева настолько, что процесс горения прекращается. Кроме того, пар обволакивает горящее тело и прекращает доступ кислорода к нему.

452. В лесистой местности при охлаждении воздуха происходит конденсация водяных паров. При этом выделяется теплота парообразования, что замедляет охлаждение воздуха и тем самым может предотвратить наступление весенних утренних заморозков.

453. Водяной пар, содержащийся в выдыхаемом легкими теплом воздухе, конденсируется на более холодной стеклянной пластинке.

454. Холодный наружный воздух настолько охлаждает соприкасающийся с ним” пар, содержащийся в комнатном воздухе , что он конденсируется и появляется туман — большое количество мелких капелек воды в воздухе.

455. В низине температура воздуха ниже, чем на холме.

456. Вследствие конденсации водяного пара, содержащегося в выдыхаемом человеком воздухе.

457. Большинство продуктов содержит воду. Испаряясь, она затем замерзает на самой холодной части холодильника — испарителе, и он покрывается толстой снеговой шубой, обладающей низкой теплопроводностью. Это приводит к уменьшению теплоотвода из камеры, и температура в холодильнике понижается недостаточно.

458. Слой воды, соприкасающийся с нагреваемым дном сосуда, имеет наиболее высокую температуру.

459. Попадая в более холодные слои жидкости, пар, содержащийся в пузырьках, конденсируется, давление его уменьшается, и пузырек либо уменьшается в размерах, либо исчезает.

460. Образующиеся у дна сосуда пузырьки пара поднимаются вверх и попадают в холодные слои воды. Здесь пар конденсируется, пузырек «захлопывается». Массовое исчезновение пузырьков пара образует шум.

461. Для выхода пара. Без дырочки в крышке пар может выплеснуть воду через носик чайника.

462. Нет.

463. Продолжительность варки определяется временем пребывания продукта при определенной температуре. Мощность нагревателя не влияет на темпе-

ратуру кипения, а влияет на скорость испарения воды.

464. Пока в самоваре есть вода, температура его не может подняться выше 100 °С.

465. Температура кипения масла выше температуры кипения воды (например, точка кипения льняного масла 316 °С). Вода, попадая в кипящее масло, быстро испаряется, и пар разбрызгивает масло.

466. Вода в масле закипает быстрее, чем само масло, и вызывает указанные явления.

467. Из трубки В ударит фонтан.

468. У ртути точка кипения ниже, чем у цинка и олова. Поэтому ртуть можно очистить перегонкой.

469. Для воды — график III, для спирта – график II, для эфира – график I.

472. Количество теплоты, отнимаемой от окружающей среды испаряющейся жидкостью в единицу времени, зависит от массы испарившейся жидкости и удельной теплоты парообразования. Масса ежесекундно испаряющегося эфира больше массы испаряющейся за то же время воды, так как температура руки человека выше точки кипения эфира. Поэтому рука сильнее охлаждается, когда она смочена эфиром.

473. Нет, у радиатора водяного отопления секций больше, поскольку каждый грамм пара, конденсируясь при 100 °С, отдает большее количество теплоты.

474. Радиатор нагревается той энергией, которая выделяется при конденсации пара (теплотой парообразования).

475. Нельзя.

476. Надо производить откачку воздуха и водяного пара из сосуда, где находится вода, так, чтобы вода все время кипела.

477. Теплоемкость глиняного сосуда больше металлического. Поэтому от глиняного сосуда еще некоторое время передается то количество теплоты, которое необходимо для кипения воды.

478. Быстрее будет охлаждать металл вода при 100 °С, так как, испаряясь, каждый грамм ее отбирает от металла 539 калорий, в то время как каждый грамм холодной воды, нагреваясь на 1 °С, отбирает от металла лишь одну калорию.

479. При нагревании воздуха в трубке давление его увеличивается, он расширяется и выталкивает пробки.

480. При выстреле порох сгорает, образуются раскаленные газы, производящие огромное давление. Энергия химической реакции передается образовавшимся в ее результате газам, которые совершают работу по увеличению кине

тической энергии летящей пули и кинетической энергии отдачи винтовки. Часть этой энергии идет на нагревание ствола, на образование звуковой волны; остальная часть энергии остается в нагретых газах, вылетающих вслед за пулей, и в конце концов передается молекулам окружающего воздуха.

481. При такой форме крышки легко прогибаются наружу и вовнутрь банки. А это будет происходить, когда при изменении температуры меняется объем жидкости и газа, заключенных в банке.

482. Работа по сжатию воды близка к нулю, так как она при этом практически не изменяет своего объема. Работа по сжатию воздуха будет отлична от нуля.

483. При нагревании газ расширяется. Если цилиндр находится в положении В, то газ при расширении совершает работу, идущую на поднятие поршня (на увеличение потенциальной энергии поршня) и на увеличение потенциальной энергии самого газа. Эта работа совершается за счет подводимого к газу количества теплоты. Если же цилиндр находится в положении А, то поршень опускается. Работа, ведущая к уменьшению потенциальных энергий газа и поршня, совершается внешней силой тяжести. В этом случае для нагревания газа до температуры / потребуется меньшее количество теплоты.

484. Шарик К, в котором эфира больше, перевешивает и, соприкасаясь с теплой водой, нагревается. В нем возрастает давление паров эфира. В шарике М, находящемся в контакте с окружающим холодным воздухом, давление паров эфира будет меньше. Поэтому эфир из шарика К вытесняется в шарик М, последний перевешивает и погружается в воду. Затем процесс повторяется.

485. а) Пусть в начальный момент эфир целиком заполняет шарик B1 Попав в теплую воду, эфир в нем нагревается, закипает и давлением паров перегоняется в шарик B4. За время движения шарика B1, внутри теплой среды (вал вращается по ходу часовой стрелки) из него вытекает максимально возможное количество эфира так, что шарик B4 пройдя вертикальную плоскость, становится тяжелее шарика B1 (см. состояние шариков В3—В6). Аналогичное происходит со всеми шариками, находящимися в воде. Итак, за счет энергии теплой воды эфир перетекает из шариков B3 B2 B1, в шарики B6 B5 В4.

б) В результате этого правая сторона вала двигателя оказывается все время тяжелее, и он вращается по ходу часовой стрелки.

в) Система является тепловым двигателем. Если все шарики погрузить в воду, вал вращаться не будет, потому что температура эфира во всех шариках будет одинакова и он не будет перетекать из одного шарика в другой.

486. С увеличением числа цилиндров возрастает масса подвижных деталей, (это способствует увеличению инерционности заданного вращения. — Ред.), что позволяет уменьшить массу махового колеса.

487. В первом случае, так как за счет своей внутренней энергии газ во время рабочего хода совершает полезную работу.

488. Так как во время работы двигателя поршень имеет температуру большую, чем цилиндр. При точной подгонке размеров поршня и цилиндра произойдет заклинивание цилиндра, и двигатель может выйти из строя.

489. В верхней части поршень должен иметь меньший диаметр, чем в нижней.

490. При плохой теплопроводности поршень расплавился бы, а изготовленный из металла с большим тепловым расширением заклинивался бы в цилиндре.

491. 50 оборотов.

492. Отработанные газы при выпуске из цилиндра имеют значительно большее давление, чем атмосферный воздух. Расширяясь с большой скоростью, они создают шум. Смысл работы глушителя состоит в уменьшении скорости выхода газа из цилиндра двигателя.

493. Так как колена вала расположены под углом в 180 °С, то при рабочем ходе в первом цилиндре в четвертом будет впуск — поршни идут одновременно вниз. В одном из средних цилиндров — сжатие, а в другом — выпуск, потому что поршни идут вверх.

494. Выпускной клапан работает в более жестком режиме (при больших температурах), чем впускной, поэтому его изготовляют из жаропрочной стали.

495. Вследствие разреженности воздуха и недостатка в нем кислорода.

496. При слишком большом опережении в двигателе возникают стуки: расширяющиеся газы оказывают воздействие на поршень раньше, чем тот оказался в верхней мертвой точке. При позднем зажигании смесь не успевает сгореть и выбрасывается в глушитель вместе с отработанными газами. Возможны взрывы этих остатков горючей смеси в сильно нагретом глушителе. В том и другом случае кпд двигателя снижается.

497. Чтобы обеспечить подъем пароводяной смеси и создать условия для естественной циркуляции воды в котле.

498. Надо создать искусственную тягу. Например, введя трубку, через которую пропускается струя пара. Пар, увлекая за собой дым и газы, усиливает тягу в топке котла.

499. Поршневые машины при той же мощности имеют большие размеры и вес и меньший кпд. В ряде случаев это технически неудобно и экономически невыгодно.

500. а) Чтобы улучшить теплопроводность стенок котла и этим поднять его кпд.

б) Слой накипи ухудшает теплопроводность стенок котла, приводит к появлению выпучин, трещин и в конце концов к порче котла.

501. При трении шарик электризуется и приобретает способность притягиваться к другим предметам.

502. Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют.

503. Потому что железнодорожная цистерна заземлена через колеса и рельсы.

504. При трении пленка электризуется.

505. Электризация происходит при трении капелек о воздух.

506. Статическое электричество может образоваться на теле человека. Но причиной этого является шелковая или синтетическая одежда и обувь. Сухость воздуха способствует удержанию зарядов на теле человека. Статическое электрическое поле оказывает определенное воздействие на нервную систему человека.

507. Может в зависимости от того, чем ее натирают.

508. При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.

509. Струи отталкиваются друг от друга, так как имеют одинаковые по знаку заряды.

510. При трении палочки о стержень электроскоп электризуется.

511. Приблизить палочку к шарику электроскопа. Если листочки его разойдутся еще больше, то электроскоп заряжен отрицательно, если листочки опустятся, то — положительно.

512. Заряды не уничтожаются. Каждый из них создает свое электрическое поле. Но заряды могут располагаться так, что их суммарное доле равно нулю.

513. Альфа-частицы в колбе с воздухом испытывают частые столкновения

с атомами газа, поэтому длина свободного пробега у них небольшая, они быстро теряют свою энергию и могут не попасть на стенку колбы. При откачивании газа средняя длина пробега альфа-частиц резко возрастает, и они начинают попадать на стенки колбы, вызывая свечение.

514. Ядро азота содержит 7 протонов и 7 нейтронов, калия — 19 протонов и 20 нейтронов, висмута – 83 протона и 126 нейтронов.

515. Первое имеет на один нейтрон больше, чем второе.

516. Восемь и восемь, восемь и девять, восемь и десять.

517. Отрицательный.

518. Масса шарика уменьшается, так как при электризации положительным зарядом уменьшается число электронов в заряженном теле.

519. Да.

520. Изолировав его от других предметов (особенно от земли).

521. Чтобы заряды могли перемещаться.

522. Потому что на таких телах заряд не стекает, а остается в том месте, где он образован.

523. Чтобы не было утечки зарядов (шелк – изолятор).

524. Под действием электрического поля зарядов машины шарик на шелковой нити притягивается к кондуктору, получает заряд, отталкивается от кондуктора, притягивается к подставке, отдает ей свой заряд, затем снова притягивается к кондуктору и т. д. Если шарик подвешен на проводящей нити, он притянется к кондуктору и «прилипнет» к нему вследствие того, что на соприкасающейся с кондуктором стороне шарика все время будет находиться заряд, противоположный заряду кондуктора.

525. Фарфор – хороший изолятор.

526. Электрический ток. Пушинки как заряженные частицы осуществляют упорядоченное движение в электрическом поле.

527. В первом случае возникнут два равных противоположно направленных взаимно компенсирующих друг друга тока, так что суммарный ток равен нулю. Во втором случае отрицательный заряд уйдет в землю, и возникнет ток.

528. Элемент не будет действовать.

529. Два элемента, расположенные внутри, ничего не прибавляют к действию элемента, от пластинок которого отходят провода батареи.

531. Название неточное, так как между электродами имеется киселеобразная жидкость, а чтобы она не вытекала и все части прибора не смещались относитель

но друг друга, элемент заливают смолой.

532. В цепи возникнет ток, и стрелка прибора отклонится.

533. Потому что они не самостоятельно вырабатывают электроэнергию, а получают ее от другого источника тока, сохраняют, а в нужный момент отдают. Элементами их называют за то, что электроэнергию они вырабатывают в результате химических реакций, которые протекают в них при разрядке.

534. В точке А цепь разомкнута.

535. Либо между точками В и Е, либо между В и D.

536. Ток равен нулю.

537. На проволочках будут выделяться водород и кислород.

538. Поверхность электроскопа в сырой комнате покрывается тонкой пленкой жидкости-проводника, и электроскоп разряжается.

539. У изоляторов, имеющих форму колокольчиков, во время дождя и снега внутренняя часть остается сухой. Поэтому не происходит утечки тока через влагу, осевшую на изоляторе и столбе.

540. Водный раствор солей улучшает проводимость.

541. Вода и струя обычного огнетушителя сами являются проводниками и могут снова замкнуть цепь и восстановить причину пожара.

542. На тепловом.

543. В качестве электролита надо взять раствор соли меди, например, раствор медного купороса.

544. Ток обладает магнитным действием.

545. Медный провод наматывают на железный стержень, а концы провода присоединяют к аккумулятору. Стержень намагничивается и притягивает к себе шурупы из коробки.

546. Один из способов: поместить ящик в стальной контейнер или надеть на ящик несколько обручей из полосовой стали.

547. При зарядке — рис. 73, сг, при разрядке – рис. 73, б.

548. Относительно читателя — по ходу часовой стрелки, относительно наблюдателя на шаре заряды покоятся, и ток равен нулю.

549. Одинакова.

550. При разомкнутом ключе К надо клемму М соединить с точкой В.

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи5»

10. СИЛА ТОКА, НАПРЯЖЕНИЕ,
СОПРОТИВЛЕНИЕ
(продолжение)

Напряжение. Вольтметр

551. Когда дуга трамвайного вагона
замыкает цепь, то по верхнему проводу
и по рельсу идет одинаковый ток. Поче-
му же, стоя на земле и касаясь проволо-
ки, соединенной с верхним проводом, мы
будем поражены током, а прикоснове-
ние к рельсу безопасно?

552. При заземлении электролинии
по правилам техники безопасности один
конец каната сначала присоединяют к
земле, и только потом второй конец на-
брасывают на провода линии. Почему не
делают наоборот?

553. Имеет ли значение, как поста-
вить выключатель: по схеме а или по схе-
ме б (рис. 74)?

554. Что нужно отключить сначала:

вилку переносного шнура из розетки или
другой конец шнура, подключенного к
прибору?

555. Напряжение между проводами А
и В двухпроводной линии равно U. Как
изменят свои показания вольтметры V1 и
V2 (рис. 75, а}, если заземлить один из про-
водов так, как показано на рис. 75, б?

556. Зависимость силы тока от на-
пряжения на участке АВ выражена гра-
фиками 1 и 2 (рис. 76). В каком случае

проводник АВ имеет большее сопротив-
ление?

Закон Ома для участка цепи

557. Сформулируйте зависимости,
изображенные на рис. 77.

558. Зависимость силы тока от со-
противления на участке АВ выражена
графиками 1 и 2 (рис. 78). В каком слу-
чае проводник АВ находится под боль-
шим напряжением?

559. Что изменилось на участке цепи,
если включенный последовательно с ним
амперметр показывает увеличение силы
тока?

560. Как будут изменяться показания
амперметра, если точку А (рис. 79) по-
очередно соединять медной проволокой
с точками В, С, D, E?

561. Что изменилось на участке цепи,
если включенный параллельно вольтметр
показывает уменьшение напряжения?

562. Как будут изменяться показания
вольтметра, если точку А (рис. 80) по-
очередно соединять медной проволокой
с точками В, С, D, E? __

563. На столе расположена электри-
ческая цепь, собранная по схеме, изо-
браженной на рис. 81. Увеличим сопро-
тивление R2 Изменятся ли показания во-
льтметров?

564. Какими способами можно опре-
делить напряжение в городской сети,
имея в своем распоряжении любые при-
боры, кроме вольтметра?

565. Каким должно быть сопротив-
ление амперметра, чтобы при включе-
нии его в цепь напряжение на зажимах
источника тока практически не измени-
лось?

566. Один ученик утверждал, что
если сопротивление амперметра сде-
лать большим, чем сопротивление
цепи, то прибор все равно будет пра-
вильно измерять силу тока. Другой
ученик говорил, что показания ампер-
метра правильны только в том случае,
если его сопротивление мало по срав-
нению с сопротивлением цепи. Кто из
них прав?

Расчет сопротивления проводника.
Реостаты

567. Какой проводник представляет
большее сопротивление для постоянно-
го тока: медный сплошной стержень или
медная трубка, имеющая внешний диа-
метр, равный диаметру стержня? Длину
обоих проводников считать одинаковой.

568. Проводник АВ (рис. 82) изго-
товлен из однородной никелиновой про-
волоки, вдоль которой перемещается
скользящий контакт С. Изобразите гра-
фически зависимость показаний вольт-
метра от длины / отрезка АС.

569. Вольтметр, подключенный к точ-
кам А и В (рис. 83), показывает некото-
рое напряжение U. К какому концу рео-
стата {D или Q надо передвинуть ползу-
нок, чтобы увеличить напряжение на
участке АВ?

Последовательное соединение
проводников

570. Зачем вспомогательные части
цепи — клеммы, замыкатели и т. п. — де-
лают из меди, причем короткими и тол-
стыми?

571. На заводе электролитического
хлора установили динамо-машину напря-
жением 220 В. Напряжение же, необхо-
димое для электролиза поваренной соли,
равно 5 В. Как включить в цепь динамо-
машины электролитические ванны?

572. Как можно осветить елку 6-во-
льтовыми лампами, если напряжение в
сети 127 В? Как использовать в сети
напряжением 220 В лампы, рассчитанные
на 110 В? Нарисуйте схему- включения
ламп.

573. В каком случае вольтметр даст
большее показание: при подсоединении
к лампе или к амперметру? Почему?

574. Электрическая цепь содержит
два одинаковых по размерам проводни-

ка, медный и железный, соединенных
последовательно. Почему лампа, подклю-
ченная к концам железного проводника,
будет гореть, а к концам медного – нет?

575. В замкнутую цепь последова-
тельно включены реостат и электриче-
ский звонок. Изменится ли напряжение
на зажимах звонка, если реостат пере-
ставить в цепи с одной стороны звонка
на другую?

576. Изменится ли показание ампер-
метра, включенного в замкнутую цепь,
если переставить реостат с одной сто-
роны амперметра на другую?

577. Как измерить напряжение при-
бором, измеряющим силу тока?

Параллельное соединение
проводников

578. На рис. 84 изображена схема
магазина сопротивлений. Как получить
на этом приборе сопротивления 5, 6, 7 и
100м?

579. Две проволоки — железная и
медная, одинаковой длины и одинако-
вого сечения — включены в цепь парал-
лельно. В какой из проволок сила тока
будет больше?

580. Кусок неизолированной прово-
локи имеет сопротивление 1 Ом. Чему
будет равно сопротивление этой же про-
волоки, если ее посередине разрезать и
свить полученные половины по всей дли-
не вместе?

581. Сопротивление вольтметра всег-
да должно быть значительно больше, чем
сопротивление того участка, на концах
которого измеряется напряжение. Поче-
му?

582. Что нужно сделать, чтобы умень-
шить чувствительность амперметра?

583. Ползунковый реостат рассчитан
на определенный ток. Как поступить,
если необходимо им регулировать вдвое
больший ток?

584°. К какому виду (последователь-
ное, параллельное, смешанное) следует
отнести соединение трех сопротивлений,
изображенное на рис. 85?

585°. Каков ток в сопротивлении 2R
(рис. 86)?

586°. Сопротивления R1, R2, R3, R4,
быт включены в цепь сперва по схеме
а, затем по схеме б (рис. 87). Какому
соотношению должны удовлетворять эти
сопротивления, если известно, что сила
тока в цепи при переключении сопротив-
лений не изменилась? (Решите эту зада-
чу, не применяя вычислений.)

587°. Три одинаковых сопротивления
соединяют различными способами. На-
чертите схемы этих соединений.

588°. Начертите схемы возможных
различных соединений из четырех оди-
наковых сопротивлений.

Схемы электрических цепей

589. Как нужно соединить аккумуля-
торную батарею, телефон, амперметр и
ключ, чтобы измерить силу тока в ка-
тушках телефона от данной батареи ак-
кумуляторов?

590. Как нужно выполнить проводку,
чтобы одним звонком можно было поль-
зоваться из двух мест?

591. Составьте электрическую цепь
из источника тока, двух электрических
звонков, одной кнопки и проводов так,
чтобы оба звонка работали при нажатии
кнопки.

Как нужно их соединить, чтобы при на-
жатии на любую кнопку звонил звонок и

загоралась лампочка соответствующего
номера?

593. Начертите схему электрической
цепи, состоящей из четырех параллель-
но соединенных элементов, ключа и лам-
почки от карманного фонаря.

594. К батарее аккумуляторов при-
соединены параллельно три электриче-
ские лампы. Нарисуйте схему включения
в эту цепь двух выключателей так, что-
бы один управлял двумя лампами одно-
временно, а другой — одной третьей лам-
пой.

595. При открывании двери внутри
холодильника загорается лампа, а при
закрывании она гаснет. Составьте схему
соответствующей электрической цепи.

596. На
рис. 89 по-
к а з а н о
включение
двух одина-
ковых ламп

в осветительную сеть. а) На какое на-
пряжение рассчитаны лампы? б) Как надо
изменить схему, чтобы горели полным
накалом две лампы, рассчитанные на на-
пряжение 220 В каждая?

11. РАБОТА И МОЩНОСТЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

598. На рис. 91 показаны две схемы:

на первой — одна лампа от карманного
фонаря горит под напряжением, поддер-
живаемым двумя щелочными аккумуля-
торами; на второй — горят шесть таких
же ламп от четырех аккумуляторов. Пре-
небрегая внутренним сопротивлением ак-
кумуляторов, скажите, какова сила тока
на неразветвленном участке второй схе-
мы по сравнению с силой тока в цепи
первой схемы? Какова мощность тока во
второй схеме по сравнению с мощностью
тока в первой?

599. Две электрические лампы,
мощность которых 40 и 100 Вт, рас-
считаны на одно и то же напряжение.
Сравните нити накала обеих ламп.

600. Комната освещена с помощью
40 электрических ламп от карманного
фонаря, соединенных последователь-
но и питаемых от городской сети. Пос-
ле того как одна лампа перегорела, ос-
тавшиеся 39 снова соединили после-
довательно и включили в сеть. Когда в
комнате было светлее: при 40 или 39
лампах?

Нагревание проводников
электрическим током

601. Последовательно соединенные
медная и железная проволоки одина-
ковых длины и сечения подключены к
аккумулятору. В какой из них выделит-
ся большее количество теплоты за оди-
наковое время?

602. Два проводника различной
длины, но одинакового сечения и ма-
териала включены параллельно друг
другу в цепь электрического тока. В
каком из них будет выделяться боль-
шее количество теплоты?

603. На рис. 92 изображена схема
цепи, содержащей биметаллическую
пластинку АВ (железо наверху, медь —
снизу). Какие изменения произойдут в
цепи при замыкании ключа К?

Лампа накаливания

604. Объясните, почему лампу, рас-
считанную на 127 В, не следует вклю-
чатьв сеть с напряжением 220 В.

605. Две одинаковые лампы вклю-
чены в сеть по схеме рис. 93. Как бу-
дет изменяться накал ламп при пере-
мещении ползунка реостата к точке А?

606. Две одинаковые лампы вклю-
чены по схеме рис. 94. Ползунок реос-
тата находится посередине. Как изме-
нится накал ламп, если сместить пол-
зунок реостата?

607. Лампы, на цоколях которых на-
писано «220 В, 15 Вт» и «220 В,
500 Вт», соединены последовательно и
включены в сеть с напряжением 220 В.
Какая из них будет гореть ярче?

608. Как будут гореть три одинако-
вые 40-ваттные лампы, рассчитанные на
напряжение 220 В, соединенные по схе-
ме рис. 95, если напряжение на ЛС рав-
но 220 В? Какие изменения будут на-
блюдаться при поочередном выключе-
нии ламп, при их закорачивании?

Рис. 95

609. Начертите схему включения в
осветительную сеть с напряжением
220 В трех ламп, из которых одна тре-
бует для нормального накала 220 В, а
две одинаковые другие — по 110 В каж-
дая.

610. Пять электрических ламп, рас-
считанных на напряжение 110 В каж-
дая, мощности которых 40, 40, 40, 60
и 60 Вт, должны быть включены в сеть
с напряжением 220 В так, чтобы все
горели нормальным накалом. Начерти-
те схему цепи.

611. В различные участки городс-
кой осветительной сети (рис. 96) вклю-
чают дополнительно лампу Л3 и полу-
чают схемы, изображенные на рис. 97.
Какие изменения произойдут в пока-
заниях приборов и накале ламп?

Электрические нагревательные
приборы

612. Почему, несмотря на непрерыв-
ное выделение энергии в электрической
печи или утюге, обмотка последних не
перегорает?

613. Как изменилось количество теп-
лоты, выделяемое электрической плит-
кой в единицу времени, если спираль
плитки перегорела и поэтому была не-
сколько укорочена?

614. Две одинаковые спирали, нагре-
ваемые одинаковым электрическим то-
ком, расположены одна вертикально, а
другая горизонтально. Какая из них на-
греется до более высокой температуры?

Короткое замыкание. Предохра-
нители

615. Решая
задачу 587, уче-
ник предложил
вариант схемы
соединения
трех сопротив-
лений, изображенный на рис. 98. В чем
ошибка такого решения?

616. Какими физическими соображени-
ями надо руководствоваться при выборе
проволоки для плавкого предохранителя?

617. Двухпо-
люсный предохра-
нитель смонтирован
на вертикальной
стойке (рис. 99). С
помощью шнура че-
рез клеммы 1—2
предохранитель
включается в сеть
городского тока. В
предохранителе

одна из пробок

перегорела, а) Как, не вынимая пробок из
предохранителя и не отвинчивая их кры-
шек, можно с помощью лампы, ввинчен-
ной в патрон со шнуром с зачищенными
концами проводов, точно указать, какая из
двух пробок перегорела? б) Если в кварти-
ре погасло электрическое освещение, то
как можно установить причину этого явле-
ния (произошло ли оно вследствие обрыва
провода в квартире, перегорания пробок,
отсутствия тока во внешней линии)?

618. Как с помощью установки, опи-
санной в задаче 617 и двух электрических
ламп можно осуществить автоматически
действующий сигнализатор, который: а) ос-
ветил бы предохранитель в момент пере-
горания одной или двух пробок; б) указал
бы, какая пробка предохранителя перего-
рела; в) показал бы, существует ли еще в
цепи короткое замыкание?

619. Как будет вести себя каждая из
одинаковых ламп, рассчитанных на на-
пряжение 220 В (рис. 100), при замыка-
нии ключа К? при коротком замыкании
в розетке?

12. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Магнитное поле тока

620. В сочинении французского фи-
зика Араго «Гром и молния» приводит-
ся много случаев перемагничивания
стрелки компаса и намагничивания сталь-
ных предметов действием молнии. Как
можно объяснить эти явления?

621. Провод с током расположен вер-
тикально. Так как он оказался слишком
длинен, в средней части его изогнули,
сделав виток в горизонтальной плоско-
сти. Начертите магнитные силовые ли-
нии витка с током, если ток в проводе
направлен сверху вниз.

622. Нарисуйте примерную картину си-
ловых линий магнитного поля проводни-
ка с током, свернутого в виде восьмерки.

Магнитное поле катушки с током

623. Через соленоид (катушка с од-
нослойной намоткой провода) пропуска-
ют ток (рис. 101). Определите полюсы
катушки.

624. Определи-
те направление
тока в катушке и
знаки полюсов у
источника тока
(рис. 102), если на
верхнем конце ка-
тушки находится
северный магнит-
ный полюс.

Электромагниты

625. Одинаковые ли полюсы в точке
А (рис. 103) получатся у электромагни-
та, если повести намотку катушки на же-
лезный стержень АВ от точки С к точке
D по ходу часовой стрелки или против
ее хода?

626. Намотка катушки А (рис. 104)
произведена по ходу часовой стрелки, а
катушки В — против хода часовой стрел-
ки. Одинаковые ли полюсы имеют ле-
вые концы электромагнитов?

627. Как следует намотать изолиро-
ванный провод на железный цилиндр и
как надо соединить его с гальваничес-
ким элементом, чтобы на концах цилин-
дра образовались одноименные полюсы?

628. Как следует включить в цепь
электромагнит (см. задачу 627), чтобы,
не изменяя его обмотки, получить на его
концах разноименные полюсы?

629. Какие по-
люсы получаются
на концах элек-
тромагнита, изо-
браженного на
рис. 105?

630. Определите направление тока,
если положение полюсов у подковооб-
разных магнитов при пропускании тока
таково, как указано на рис. 106.

Электрические телеграф
и звонок

631. Для чего в некоторых приборах
на полюсах сердечника электромагнита
имеются медные напайки?

6
32.Соедините проводами
детали, изо-
браженные
на рис. 107,
так, чтобы
можно
было нажа-
тием кнопки

К привести звонок За действие от акку-
мулятора А.

633. Как включить электрический
звонок, чтобы при нажатии кнопки был
слышен лишь один удар молоточка?

634. Электрический звонок, включен-
ный последовательно с лампой 40 Вт,
звонит слишком тихо. Какую другую лам-
пу следует поставить: 25 Вт или 60 Вт?

Э
лектромагнитное реле

635.Устройство ру-
бильника показано на
рис. 108. Составьте схему
управления работой гене-
ратора постоянного тока с
помощью автоматического
рубильника и батареи ак-
кумуляторов.

636. На рис. 109 изображена схема
реле с качающимся якорем.Как действу-
ет это реле? Может ли оно применяться
и при постоянном и при переменном уп-
равляющих токах?

6
37.К како-
му сердечнику
п ритянется
якорь поляри-
зованного реле,
если полюсы
намагниченного
якоря и сердеч-
ника разме-
щены так, как
показано на
рис. 110?

Постоянные магниты

638. Намагниченная спица разлома-
на на мелкие и одинаковые по длине
части. Какой из полученных обломков
окажется намагниченным сильнее: нахо-
дившийся ближе к концам или к середи-
не спицы?

639. Можно ли намагнитить стальной
стержень, если вдоль него водить одним
полюсом магнита то в одном, то в про-
тивоположном направлении?

640. а) Из стального пера ученик ре-
шил изготовить стрелку компаса. Каким
полюсом магнита следует намагничивать

острый конец пера, чтобы на нем обра-
зовался северный полюс?

б) Как следует намагничивать перо
для получения наилучшего результата?

641. Каково
будет располо-
жение магнит-
ных полюсов у
стального стер-
жня АВ при
способе намаг-
ничивания, по-
казанном на
рис. 111?

642. Одним и тем же магнитом можно
намагнитить очень большое количество
стальных палочек. За счет какой энергии
происходит намагничивание этих палочек?

643. Если поднести несколько раз к
часам сильный магнит, то показания ча-
сов станут неправильными. (Иногда толь-
ко через несколько дней часы восста-
навливают правильный ход.) Как можно
объяснить это явление?

644. Можно ли получить искусствен-
ный магнит с одним полюсом?

645. Одинаково ли влияние постуки-
вания на намагничиваемое тело и на уже
намагниченное тело?

646. В средние века существовало
поверье, что сила магнита ослабляется
от запаха чеснока, и некоторые часов-
щики, чтобы размагнитить случайно на-
магниченную часовую пружину, варили
ее в настое чеснока, причем действитель-
но получалось ослабление магнетизма.
Почему?

647. Вещества, обладающие магнит-
ными свойствами и длительное время
сохраняющие остаточный магнетизм,
называют магнитожесткими, а быстро
размагничивающиеся — магнитомягкими.
Из какого вещества изготовляют магнит-
ную стрелку компаса, сердечники элек-
тромагнита, электрического звонка?

Взаимодействие магнитов

648. В коробке перемешаны медные
винты и железные шурупы. Укажите наи-
более простой способ их разделения.

649. Две намагниченные стальные спи-
цы сложили противоположными полюсами
и поднесли к одному из полюсов магнит-
ной стрелки. Каково действие спиц на
стрелку? Как изменится это действие, если
спицы сложить одноименными полюсами?

650. К середине стальной полосы под-
несли магнитную стрелку; полюс стрелки
притянулся. Намагничена ли полоса?

651. Конец магнитной стрелки при-
тянулся к одному из концов стального
стержня. Можно ли сделать вывод, что
стержень был намагничен?

652. К середине стальной полосы
поднесли магнитную стрелку, стрелка
отклонилась. Намагничена ли полоса?

653. Как при помощи магнитной
стрелки определить, намагничен ли
стальной стержень?

Магнитное поле постоянных
магнитов

654. Начертите расположение магнит-
ных силовых линий двух одинаковых
прямых магнитов, положенных парал-
лельно одноименными и разноименны-
ми полюсами.

655. Укажите полюсы магнитов
(рис. 112), приняв во внимание направ-
ление силовых линий магнитного поля.

6
56. Почему железные опилки, при-
тянувшись к полюсу магнита, образуют
кисти, отталкивающиеся друг от друга?

657. Магнит
имеет форму,
показанную на
рис. 113. На-
чертите распо-
ложение сило-
вых линий поля
этого магнита.

6
58. К пря-
мому магниту
поднесли сим-
метрично разно-
именными пол-
юсами два дру-
гих прямых маг-
нита (рис. 114).
Начертите (приб-
лизительно) расположение силовых ли-
ний возникшей системы магнитов.

659. Изменится ли расположение
стрелки компаса, если к ней поднести
кусок железа?

660. Измерьте расстояние, на кото-
ром стальное перо притягивается магни-
том. Проверьте, изменится ли это рас-
стояние, если между магнитом и пером
поместить лист картона.

661. Магнит помещен вблизи магнит-
ной стрелки. Как, не удаляя магнита,
можно оградить стрелку от его дейст-
вия?

662. Если бы кто-нибудь, находясь
между южным магнитным и Северным
географическим полюсами Земли, поже-
лал двинуться на север, как ему при этом
следовало бы пользоваться компасом?

Магнитное поле Земли

663. Почему стальные полосы и рель-
сы, лежащие на складах, с течением вре-
мени оказываются намагниченными?

664. Как узнать, намагничена ли пил-
ка от лобзика? Предложите самый про-
стой способ.

665. Как, учитывая магнитное поле
Земли и выполняя опыт Эрстеда, следу-
ет направить в горизонтальной плоскос-
ти прямолинейный проводник, чтобы
магнитная стрелка под действием доста-
точно сильного тока максимально откло-
нилась от своего первоначального на-
правления?

666. Академику А.Ф.Иоффе в 1911 г.
удалось обнаружить магнитное поле,
возникающее вокруг пучка электронов
(катодных лучей). Как установится маг-
нитная стрелка, находящаяся над пото-
ком катодных лучей, направленных на
север вдоль магнитного меридиана?

Сила, действующая
на проводник с током
в магнитном поле

667. На рис. 115 изображены четыре
проводника с током, находящиеся в маг-
нитном поле. Как движется каждый из
этих проводников? (Куда направлена
сила, действующая на каждый из этих
проводников? — Ред.)

668. Укажите направление тока в от-
клоненном проводнике AB (рис. 116).

669. Прямолиней-
ный провод с током I
расположен над полю-
сами подковообразного
магнита (рис. 117). Будет
ли перемещаться про-
вод под действием поля
магнита, если он может
свободно двигаться во
всех направлениях?

670. Как объяс-
нить постоянно на-
блюдаемое движе-
ние электрической
искры в роговом га-
зоразряднике слева
направо (рис. 118),
от основания к кон-
цам разрядника?

671. Как отразится на электролизе
наличие магнитного поля, силовые ли-
нии которого направлены так, как ука-
зано на рис. 119 (от наблюдателя)?

672. Внутрь катуш-
ки Р (рис. 120) поме-
щен вращающийся во-
круг острия О провод-
ник ОС, конец которо-
го С погружен в ртуть,
налитую в кольцеоб-
разный желобок АВ.
Один из концов А ка-
тушки присоединен к
желобу, а другой – к
полюсу батареи D.

Второй полюс батареи М через ключ К
соединен с осью О. Что можно наблю-
дать при замыкании ключа К7

673. К подве-
шенному на тонких
нитях кольцевому
проводнику, по ко-
торому идет ток,
поднесли магнит
северным полюсом
(рис. 121). Провод-
ник притянулся.
Каково направление тока в проводнике?

674. На рис. 122 изображены полюса
кольцевого магнита громкоговорителя. В
какую сторону движется катушка диф-

фузора в то время, когда по ней идет
ток в направлении oт А к В7

675. Свободно висев-
ший вблизи прямого маг-
нита гибкий проводник АВ
при включении цепи
обвился вокруг него
(рис. 123). В каком на-
правлении идет ток?

676. Кольцо с током, направленным
от А к В (рис. 109), надето на магнит.
Что произойдет с кольцом, если изме-
нить в нем направление тока?

Вращение райки с током в
магнитном поле

6
77. Рамка с током расположена
между полюсами подковообразного маг-
нита так, что плоскость ее перпендику-
лярна силовым линиям. Будет ли пово-
рачиваться рамка?

678. Какое
положение от-
носительно маг-
нита займет при
пропускании
тока подвижная
рамка ABCD
(рис. 124)?

Электродвигатель постоянного тока

679. На рис. 125 схематически изо-
бражено сечение якоря электродвигате-
ля. В сечениях проводов обмотки якоря
показаны направления тока. Полюсы элек-
тромагнита обозначены N и S Определи-
те направление вращения якоря.

680. Из какой стали должен быть
сделан электромагнит (индуктор) элек-
тродвигателя?

681. Изменится ли направление вра-
щения якоря, если переменить направ-
ление тока:

– только в обмотке якоря электро-
двигателя;

– только в обмотках электромагнитов;

– одновременно и в якоре, и в элек-
тромагнитах?

682. Направление вращения якоря
электродвигателя зависит от направле-
ния тока в обмотке якоря. На электри-
фицированной железной дороге верхний
провод всегда положительный, а рель-
сы, соединенные с землей, всегда отри-
цательны. Почему же электровоз может
двигаться в обе стороны?

Явление электромагнитной
индукции

683. Если поместить проволочный
прямоугольник в плоскости магнитного
меридиана и двигать его в этой плоскос-
ти, будет ли в нем наводиться ток?

684°. Как надо
двигать рамку
ABCD относитель-
но прямолинейного
проводника с то-
ком (рис. 126), что-
бы в ней не возни-
кал индукционный
ток?

685°. Как надо двигать проводник
(рис. 127), чтобы в нем индуцировался
ток в направлении от А к В?

686°. По П-образному вертикально-
му проводнику, замыкая его, скользит
снизу вверх медный стержень, располо-
женный вдоль линии запад—восток.
а) Каково направление индукционного
тока в стержне? б) Изменится ли ответ,
если П-образный проводник повернуть
вокруг горизонтальной оси на 180°, а
стержень по-прежнему двигать вверх?

687°. Внутри прямоугольной медной
рамки ABCD расположен прямой магнит
(рис. 128). Определите направление ин-
дукционного тока в рамке при повороте
магнита по ходу часовой стрелки (вид
сверху) на 90° вокруг оси КМ, лежащей
в плоскости рамки и проходящей через
середину магнита.

688°. Длинную изолированную про-
волоку складывают вдвое и наматывают
катушку (как и из обычной одинарной
проволоки). Концы проволоки присоеди-
няют к гальванометру. Будет ли индуци-
роваться ток в катушке при введении в
нее прямого магнита?

689°. Определите направление тока
в медном кольце, расположенном гори-
зонтально, когда в него сверху вдвига-
ют магнит северным полюсом.

Г
енератор электрического тока

690. На ро-
торе генерато-
ра намотано
несколько пос-
ледовательно
соединенных
витков провода
(рис. 129). На-
чертите график
изменения тока
в обмотке за
один оборот
ротора.

691. Как будет вести себя пучок элек-
тронов, если его поместить в межполюс-
ное пространство электромагнита, в об-
мотке которого течет переменный ток от
осветительной сети?

692. Почему телефонные провода не
следует подвешивать на столбах с про-
водами переменного тока?

Явление радиоактивности

693°. Что произойдет, если изолиро-
ванный медный шарик покрыть полони-
ем, излучающим альфа-частицы, и по-
местить в вакуум?

694°. Трущиеся части машин, напри-
мер, ременной передачи, наэлектризо-
вавшись, могут явиться причиной аварий
и неполадок. Достаточно установить
вблизи таких непрерывно заряжающих-
ся электрическими зарядами материалов
и изделий радиоактивный источник, что-
бы не было этого. Если ремень заряжа-
ется положительно, то устанавливают
источник радиоактивного стронция, ко-
торый испускает электроны. Объясните
работу такой защитной установки.

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ
И УКАЗАНИЯ

551. Между телом человека, который
стоит за земле, и верхним проводом име-
ется высокое напряжение, а между телом
и рельсом почти нет напряжения, так как
оба они находятся на одном и том же про-
воднике — земле.

552. Если провода находятся под напря-
жением, то рабочий, набрасывающий неза-
земленный канат на линию, рискует оказать-
ся под напряжением, поскольку линия мо-
жет быть по ошибке не выключена.

553. Имеет. По правилам техники без-
опасности необходимо ставить выключа-
тели только по схеме а, так как во время
размыкания такой цепи лампочка не бу-
дет под напряжением.

554. Сначала вилку из розетки.

555. В первом случае сумма показа-
ний обоих приборов была равна U, т. е.
напряжению линии. Во втором случае на-
пряжение в линии не изменилось. Вольт-
метр V1 покажет напряжение U, а вольт-
метр V2 — нуль.

556. Во втором случае, так как при
некотором напряжении Uy, одинаковом для
обоих проводников, сила тока во втором
проводнике меньше, чем в первом.

558. В первом случае, так как при не-
котором значении сопротивления R0, оди-
наковом для обоих проводников, сила тока
в первом случае больше, чем во втором.

559. Повысилось напряжение или
уменьшилось сопротивление.

560. При соединении с точкой В –не изменятся, с точкой С- сильно умень-
шатся, с точкой D – практически обра-
тятся в нуль, с точкой Е- также обра-
тятся в нуль.

561. Уменьшился ток или уменьшилось
сопротивление.

562. При соединении с точками B и С
не изменятся, с точками D и Е обратятся
почти в нуль.

563. Показание вольтметра V2 возрас-
тет, а вольтметра V1 уменьшится.

564. Один из способов: имея извест-
ное сопротивление, включить его после-
довательно с амперметром в сеть; иско-
мое напряжение вычислить по формуле
U= IR.

565. Малым по сравнению с другими
сопротивлениями, включенными в цепь.

566. Независимо от величины сопро-
тивления амперметр правильно показыва-
ет величину тока в данной цепи. Но если
удалить из цепи амперметр с большим
сопротивлением, то сила тока в цепи су-
щественно изменится. Вот почему сопро-
тивление амперметра должно быть неболь-
шим.

567. Трубка, так как площадь попереч-
ного сечения у нее меньше, чем у стержня.

568. Так как напряжение прямо про-
порционально сопротивлению, а оно при
прочих равных условиях прямо пропорци-
онально длине, то искомая зависимость
будет также прямо пропорциональной.

569. К точке D.

570. В этом случае они обладают ни-
чтожно малым сопротивлением и не влия-
ют на силу тока в цепи.

571. Последовательно 44 ванны.

572. В первом случае в сеть включают
последовательно 21 лампу, а во втором —
2.

573. При последовательном включении
проводников напряжение больше на том
из них, у которого сопротивление боль-
ше. Следовательно, вольтметр даст боль-
шее показание, если его подсоединить к
лампе.

574. См. ответ к задаче 573.

575. Не изменится.

577. Нужно соответствующим образом
увеличить сопротивление прибора.

578. Так как сопротивление штепселя
много меньше сопротивления спирали, то
при включении штепселя ток идет по нему,
а не через спираль. Поэтому, чтобы полу-
чить сопротивление прибора, равное, на-
пример, 6 Ом, надо вставить штепсели в
первое и третье гнезда, а из второго и
четвертого их вынуть.

579. В медной.

580. 0,25 Ом.

5
81. (Чтобы вольтметр как можно
меньше изменял ток в измеряемой цепи.
– Ред.) ,

582; Его нужно зашунтировать, т. е.
параллельно прибору включить проводник.

83. Надо поставить еще один ползу-
нок и соединить концы реостата провод-
ником. На рис. 130 показана схема такого
реостата. Ток от общей точки А пойдет по
двум направлениям одновременно: к точ-
ке В и к точке С. Получится двойное ис-
пользование реостата по току.

584. Эквивалентная схема изображе-
на на рис. 131: сопротивления включены
параллельно.

585. Эквивалентная схема представ-
лена на рис. 132. Вследствие симметрии
схемы ток через сопротивление 2R ра-
вен нулю.

586. Сопоставив схемы, приходим к
выводу, что R4 = R1+R2
588. См. рис. 133.

589. Последовательно.

590. Кнопки должны быть включены
параллельно друг другу.

591. Звонки могут быть включены лю-
бым способом – и параллельно, и по-
следовательно.

592. См. рис. 134.

595. Один из вариантов решения за-
дачи представлен на рис. 135. Здесь А —
пружина, В — замыкатель, КР— часть двер-
цы, С — кнопка замыкания.

596. а) На 110 В; б) лампы надо вклю-
чить в сеть параллельно.

597. Вверх.

598. Во второй схеме сила тока в 3
раза, а мощность в б раз больше, чем в
первой.

599. Мощность равна U²/R. Поэтому
у лампы 100 Вт сопротивление меньше.
Следовательно, ее нить толще и короче,
чем у лампы 40 Вт.

600. При заданном напряжении на кон-
цах цепи потребляемая в ней мощность
тем больше, чем меньше сопротивление
цепи. Следовательно, 39 ламп, общее со-
противление которых меньше, чем 40, бу-
дут потреблять большую мощность, и тем-
пература их нитей будет выше. Поэто-
му при 39 лампах в комнате будет свет-
лее, чем при 40. Конечно, намного умень-
шать число ламп нельзя, так как они тог-
да перегорят.

601. В железной, так как при прочих
равных условиях (длина, сечение) она име
ет большее сопротивление.

602. В коротком.

603. Когда пластинка касается контак-
тов 1—2, замыкается цепь, по спирали идет ток и горит лампа Л1 Биметаллическая пластинка нагревается и изгибается вверх,
замыкая контакты 3—4. Лампа Л1 гаснет, а
Л, зажигается. Так как ток по спирали не
идет, то пластинка Лв остывает, изгибает-
ся вниз и замыкает контакты 1-2. Далее
все повторяется.

604. Волосок лампы нагревается на-
столько, что перегорает.

605. При перемещении ползунка к точ-
ке А накал обеих ламп увеличивается.

606. При перемещении ползунка к точ-
ке А накал лампы Л1 уменьшается, а лам-
пы Л — увеличивается.

607. Первая лампа, имеющая большее
сопротивление.

608. Лампы Л1 и Л2 будут гореть оди-
наково, но слабее, чем лампа Л3
610. См. рис. 136.

6
11. а) Показания амперметра уве-
личатся; б) ничто не изменится; в) пока-
зания вольтметра немного уменьшатся;

г) ничто не изменится; д) накал лампы
Л, и показания амперметра уменьшатся;

е) накал лампы Л2 и показания ампер-
метра уменьшатся; ж] накалы ламп Л1, и
Л2 и показания амперметра уменьшатся;

з) накалы ламп и показания обоих при-
боров уменьшатся.

612. Любой нагревательный прибор
не только получает энергию, но и теряет
ее все время путем теплопроводности,
конвекции и лучеиспускания.

613. Увеличилось в соответствии с
формулой Q= (U²/R)t

614. Вертикально расположенная
спираль все время находится в потоке
восходящего нагретого воздуха, что спо-
собствует ее нагреванию до более вы-
сокой температуры.

615. При таком соединении получит-
ся короткое замыкание в цепи.

616. 1. При заданном напряжении на
предохранителе должно выделяться на-
ибольшее количество теплоты. Это воз-
можно, если сопротивление его наимень-
шее, т. е. когда он изготовлен из толс-
той проволоки с небольшим удельным
сопротивлением.

2. Предохранитель должен быть лег-
коплавким, значит, вещество проволоки
должно иметь низкую точку плавления.
При небольшом количестве теплоты тем-
пература должна быстро повышаться до
точки плавления. Поэтому удельная теп-
лоемкость материала не должна быть
большой и масса проволоки не должна
быть велика. Следовательно, очень тол-
стую проволоку брать не следует.

3. Материал должен быть дешевым
и легко обрабатываться, т. е. быть эко-
номически выгодным.

Всем этим условиям лучше всего
удовлетворяет свинец.

617. а) Присоединить провода от лам-
пы сначала к клеммам 1—4, а затем к 2—
3. Если в первом случае лампа горит, то
перегорела левая пробка, если нет, то —
правая.

б) Если лампа, присоединенная к
клеммам 3—4, горит, то разрыв цепи про-
изошел в квартире. Если не горит, то
либо перегорели пробки, либо отсутству-
ет ток во внешней цепи. Накаливание
лампы, подключенной к клеммам 1—2,
свидетельствует о том, что перегорели
пробки. Если же она не накаливается,
то, очевидно, электрический ток отсут-
ствует во внешней линии.

618. Одну сигнальную лампу присо-
единить к клеммам 1—3, другую — к
клеммам 2—4 (рис. 99). Тогда при пере-
горании левой пробки включится левая
сигнальная лампа, при перегорании пра-
вой — правая. При коротком замыкании
обе сигнальные лампы (или одна лампа)
дают максимальный накал.

619. До замыкания ключа обе лам-
пы горели вполнакала. При замыкании
ключа лампа Л1 будет гореть в полный
накал, а Л2 погаснет. Если до включе-
ния ключа К в розетке сделать корот-
кое замыкание, то произойдет то же,
что и при замыкании ключа. Если это
сделать после включения К, то ничто
не изменится.

620. Молния — электрический ток.
Вокруг молнии возникает сильное маг-
нитное поле. Оно действует на стальные
предметы, намагничивая или перемагни-
чивая их.

621. См. рис. 137.

622. См. рис. 138.

623. У конца А — южный полюс.

624. В — плюс, А — минус.

625. Нет, в первом случае в точке А
будет южный полюс, во втором — се-
верный.

626. Одинаковые — южные.

627. См. рис. 139.

628. См. рис. 140.

629. Оба полюса — южные.

630. От В к А и от С к D.

631. Чтобы якорь сразу после пре-
кращения тока отрывался от сердечни-
ка электромагнита и не задерживался
действием остаточной намагниченности.

632. См. рис. 141.

633. См. рис. 142.

634. Ту, у которой сопротивление нити
меньше, т. е. лампу 60 Вт.

6
35. См. рис. 143.

636. Может.

637. К левому.

638. Все обломки будут намагничены
одинаково.

639. Можно, только очень слабо.

640. а) Южным; б) перо кладут на стол
выпуклой стороной вверх. Затем на сере-
дину пера накладывают южный полюс
магнита, который двигают от середины к
острому концу пера. После этого магнит
поворачивают и накладывают на середи-
ну пера северный полюс, двигая его к ту-
пому концу пера. Такое поочередное на-
магничивание одного и другого концов
пера проделывают несколько раз.

641. На концах будут южные полюса.

642. За счет энергии тела, которое
удаляет магнит от палочки.

643. Стальная пружина и другие сталь-
ные детали часов намагничиваются, взаи-
модействуют друг с другом, вследствие
чего правильный ход часов нарушается.

644. Нет.

646. При нагревании вследствие уве-
личения средней скорости теплового дви-
жения атомов и молекул магнита проис-
ходит его размагничивание. Настой чес-
нока никакого отношения к размагничи-
ванию не имеет.

647. В первом случае — из магнито-
жесткой стали, в остальных – из магнито-
мягкой.

648. С помощью магнита.

649. При разноименных полюсах стрел-
ка притянется к сложенным спицам так,
как если бы они вовсе не были намагни-
ченными. При одноименных полюсах в
зависимости от знака полюса стрелка либо
притягивается, либо отталкивается.

650. Ничего сказать нельзя, так как
даже в прямом магните середина не про-
являет магнитных свойств.

651. Нельзя.

652. Намагничена таким образом, что
в середине полосы образован магнитный
полюс.

653. Надо подносить к одному из по-
люсов магнитной стрелки поочередно оба
конца стержня. Если один из концов от-
толкнет полюс стрелки, значит, стержень
нэмйгн ичвн

655. Так как силовые линии магнитно-
го поля «выходят» из северного и «вхо-
дят» в южный полюс, то на всех рисунках
в точках С и D расположены северные
полюсы, а в точках А и В— южные.

656. Опилки — маленькие магнитики
— располагаются вдоль силовых линий
магнитного поля.

657. См. рис. 144.

658. См. рис. 145.

659. Стрелка притянется к железу бли-
жайшим к нему полюсом.

660. Не изменится, картон не влияет
на поле магнита.

661. Окружить стрелку железным фут-
ляром.

662. Идти в направлении, которое по-
казывает южный полюс магнитной стрел-
ки.

663. Сказывается влияние магнитного
поля Земли.

664. Подвесить пилку за середину на
некрученой нитке. Если она намагничена,
то будет вести себя как магнитная стрел-
ка.

665. Вдоль магнитного меридиана.

666. Северный полюс ее будет направ-
лен на запад.

667. а) К читателю; б) вниз; в) вверх;

г) от читателя.

668. Ток направлен от А к В.

6
70. Дей-
ствием магнит-
ного поля тока
подводящих
проводов (ро-
жков) на ток ис-
кры (рис. 146).

Применив, например, правило левой
руки, можно определить направление
силы, действующей на электрическую ис-
кру.

671. Ионы обоих знаков будут сме-
щаться кверху.

672. Проводник ОС будет вращаться
вокруг оси О по ходу часовой стрелки.

673. От В к А

674. От наблюдателя.

675. От Л к 5.

676. Кольцо соскочит с магнита, пе-
ревернется и снова наденется на него
другой стороной.

677. Нет, так как силовые линии маг-
нитного поля рамки совпадают с сило-
выми линиямм магнита.

678. Такое, чтобы силовые линии ее
магнитного поля совпали с силовыми ли-
ниями поля постоянного магнита, т. е.
перпендикулярно плоскости чертежа,
причем к наблюдателю повернется сто-
рона CD.

679. По часовой стрелке.

680. Из жесткой магнитной стали.

681. В первых двух случаях — да, в
третьем все останется без изменения.

682. Электровоз имеет переключа-
тель, с помощью которого можно изме-
нять направление тока в обмотке якоря
двигателя.

683. Нет, так как стороны прямо-
угольника не пересекают силовых линий
магнитного поля Земли.

684. Вращать вокруг оси, совпадаю-
щей с проводником.

685. Сверху вниз.

686. а) С востока на запад; б) ответ
не изменится.

6
87. Учитывая, что плоскость рамки
относительно магнита движется против
хода часовой стрелки (вид сверху), при-
меняя правило правой руки, получим на
участке АD ток, направленный от A к D
и на участке ВС – от С к В. Следова-
тельно, в рамке ток имеет направление
DCBA

688. Нет.

689. Против хода
часовой стрелки, т.е.
по направлению DCBA
(вид сверху, рис. 147).

690. Синусоида.

691. Пучок будет совершать колеба-
ния с частотой 50 Гц.

692. В телефонных проводах будет
индуцироваться переменный ток, созда-
ющий помехи разговору.

693. Полоний, теряя положительный
заряд, сообщает шарику отрицательный
заряд.

694. Электроны нейтрализуют по-
ложительные заряды ремня.

Источник

Библиографическое описание:

Просмотр содержимого документа «Качественные задачи1»

Просмотр содержимого документа «Качественные задачи2»

Просмотр содержимого документа «Качественные задачи3»

Просмотр содержимого документа «Качественные задачи4»

Просмотр содержимого документа «Качественные задачи5»

Вам также может понравиться

Appcrash как исправить на windows 7 32 bit

Как найти бомбу лунная пыль

Как составить грунт для фикуса

Добавить комментарий Отменить ответ

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи1»

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи2»

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи3»

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи4»

Просмотр содержимого документа

«Качественные задачи5»