Говорят, что в советские времена наши ученики по уровню знаний входили в первую тройку в мире, а сегодня скатились на 54 место. Раньше действительно в школах основательно изучали фундаментальные науки, например, как физика, решали задачи из журнала Квант. Сегодня школьники тренируются на типовых задачах из ЕГЭ с готовыми решениями, превращаясь в автомат, который правильно выбирает один из верных ответов.
Я 4 года изучал физику в школе, 5 лет в институте и 15 лет преподавал в школе, но некоторые задачи до сих пор ставят меня в тупик
Предлагаю вам творческие задачи, на которые вы не найдете решения ни в одном учебнике физики.
1 Металлический и воздушный шары одинакового размера бросают под равными углами. Почему металлический шар летит дальше, чем воздушный, если у них начальные скорости равны, сопротивление воздуха тоже одинаковое?
2 В более плотной жидкости выталкивающая сила больше. Молоко плотнее сметаны. Почему металлическая ложка в сметане тонет медленнее, чем в молоке?
сметана
3 Мальчик на веревке вертит груз. На груз вдоль веревки действует центростремительная сила. Почему после обрыва веревки груз летит в противоположную сторону?
центростремительная сила
4 В термосе находятся вода и лед при температуре 0 градусов. Что произойдет, растает лед или замерзнет вода? Температура таяния льда и отвердевания воды 0 градусов
вода и лёд
5 Почему у нас не бывает града зимой, а только в летнюю жару?
град
5) не знаю сам
4) зависит от наличия точки кристаллизации. Т.к. термос не может быть абсолютным, то в зависимости от теплового баланса замерзнет (если снаружи холодно) или растает (если тепло).
3) центростремительное ускорение, а не сила. Сила — центробежная. Физику плохо знаете….
1)2) — из-за разной плотности.
3 Центробежной силы с точки зрения физики не существует, это бытовое понятие.
4 При кристаллизации выделяется тепло, а при отвердевании наоборот поглощается.
Поднимающийся от земной поверхности в жаркий летний день теплый воздух охлаждается с высотой, а содержащаяся в нем влага конденсируется, образуется облако. Минуя на некоторой высоте нулевую изотерму, мельчайшие капли воды становятся переохлажденными. Переохлажденные капли жидкой воды встречаются в облаках даже при температуре минус 40°C (высота 8–10 км). Но эти капли очень нестабильны. Поднятые с земной поверхности мельчайшие частицы песка, соли, продукты сгорания и даже бактерии при столкновении с переохлажденными каплями нарушают хрупкий баланс. Переохлажденные капли, вступившие в контакт с твердыми ядрами конденсации, превращаются в ледяной зародыш градины.
5 Исчерпывающий ответ, спасибо.
Ну в первой задаче сопротивление воздуха на воздушный шарик действует гораздо сильнее так как он легче и поэтому быстрее останавливается быстрее и падает раньше! А на металлический шарик просто действует сила тяжести вот он и падает а сила трения там очень маленькая! Ну другие ща посмотрю! Да кстате правельно ли это?
2) В молоке молекулы находятся очень далеко друг от
друга поэтому ложа туда падает быстрее чем в сметане в которой молекулы очень близко ! Я думаю всё зависит от концитрации молекул!
5) Потомучто летом капельки успевают групироваться в большие и уже в полете замерзают а зимой замерзают можно сказать мельчашие частички воды и получается так таковой снег!
1 В том то и дело, что сопротивлния одинаковы
2 Сметана — гуще, но плотность её меньше, чем у молока.
5 Частично правильно
Думаю в 4 задаче вода замерзнет.
в 5 задаче связано с давлением атмосферного воздуха.
Надо проверить
Первая задача.
Сила сопротивления, действительно равная. Но масса шариков разная. А поскольку F=m*a, то скорость замедления воздушного шара будет значительно больше, чем скорость замедления металлического шара.
Согласен. Будем считать, что в этой задаче сила тяжести не влияет на дальность полета
Задача 3
Груз летит против центростремительной силы лишь относительно мальчика, то есть в инерциальной системе координат, вращающейся вокруг пацана. В неинерциальной системе координат, связанной с землей, после обрыва веревки на груз действует лишь сила притяжения земли и он начинает полет с той же скоростью, с которой двигался относительно мальчика. Летит по стандартной параболе.
Задачу можно переиначить так. Груз вращается на резиновой веревке, резина растягивается. Почему?
Чтобы груз вращался с тангенсальной скоростью V по окружности радиусом R, он должен лететь с ускорением a=V*V/R. Как раз это нормальное ускорение и создает веревка. Когда она рвется, ускорение перестает действавать и груз летит по прямой, снижаясь по параболе. Уравнение движения, расписанное по осям координат, связанным с Землей приводить не буду, так как оно очевидно.
Блин. Задача простая. Просто переходим из одной системы координат в другую- и всё стает на свои места. А нормальное там ускорение или центростремительное- это все вторично. Достаточно модулей этих всех ускорений, и так понятно, что, куда, когда летит.
Если можно, объясните популярно без систем координат, почему сила направлено в одну сторону, а груз стремится в обратную сторону? Как это объяснить школьнику?
«почему сила направлено в одну сторону, а груз стремится в обратную сторону?»
сила и скорость не связаны. Сила создает ускорение, т.е. изменение скорости. Нет силы-нет изменения.
А как дождь образуется Вы знаете?
Не плохой ответ.
1.Баллистическая траектория зависит от массы тела. Изобразите силы действующие на каждый шар и получите результирующую-увидите результат.
2. Вязкость у сметаны больше, т.е . сопротивление движению(смещению слоев сметаны)
град образуется только в жару за счет перегретых участков земной поверхности, которые создают теплые воздушные потоки, поднимающие на большую высоту, начинающую падать в облаке капельку воды.В результате капелька становится льдинкой, и опять падает, обрастая новыми капельками воды, а теплый воздушный поток, ее опять поднимает и так несколько раз, пока сила тяжести не перевесит. Чем сильнее прогревается земля, тем крупнее будет град
1 А в вакууме они тоже будут летать по разному?
2 Отлично. Вязкость — одна из характеристик жидкости, к сожалению в школьной программе не изучается.
Тогда предложите своим школьникам утопить ложку ,ну , к примеру в пробке(пробковое дерево) .Его плотность ого-го во сколько раз меньше плотности воды.
пробка не жидкость!
Сметана = это неньютоновская, а точнее реопексационная жидкость, но это тоже не проходят в школе
да тоже. А как быть с вопросом про воду со льдом?
» в вакууме они тоже будут летать по разному?»
Не притворяйтесь неучем. На космической орбите корабль по-вашему летит отдельно от космонавта? Изменение скорости — одинаковое!!!!!
Хочу ответить на вопрос про лед и воду: если температура окружающей среды ниже нуля, то будут замерзать. А если температура окружающей среды выше нуля, то будут таять.
А если рассматривать изолированную систему?
ничего происходить не будет в термодинамическом равновесии системы. в этом состоянии параметры системы остаются сколь угодно долго без внешнего воздействия неизменными.
параметры системы это давление, температура и объем. При кристаллизации или отвердевании меняется объем. Следовательно ничего не должно происходить.
вот ещё такой вопрос: Почему муравей может поднять 100 муравьев, а слон ни одного слона, хотя слон в 1000 раз сильнее муравья
В задаче с грузом. Момент импульса направлен перпендикулярно центробежной силе.(см. вектор скорости). При резинке надо учитывать что действует еще и сила упругости нити. Учитывая все эти вещи груз поведёт себя именно так, как он себя и ведет. Модель работает. Обыкновенная кинематика и ньтоновсая механика.
Сила направлена внутрь, момент импульса перпендикулярно, а резина растягивается в противоположную сторону.
В популярных учебниках говорят о центробежной силе. Но такой силы нет, а что же растягивает резину?
Ребята приходят на экзамен, фотографируют мобильный телефоном задания и отправляют на страницы группы «В Контакте». В день экзамена на каждой из этих страниц прямо во время экзамена выкладывались правильные решения по ЕГЭ.
Про муравьев и слона: вопрос некорректно поставлен или из области юмора. Почему слон не может поднять одного муравья? Глупый вопрос. А ему это надо? Аналогично с муравьем. За раз сто муравьев? Интересно кто проводил такие наблюдедия. Сам вопрос вызывает сомнения? Если такие задачи решают наши дети? У меня просто нет слов!
Да вопрос был не совсем точным, надо спросить так: Почему муравей может поднять 100 муравьев, а слон ни одного слона, хотя слон в 1000 раз сильнее муравья
Про шары. Шары разной массы. Им изначально придана скорость, следовательно импульс, следовательно кин. энергия. Шар с большей массой(металлический) обладает большей кин. энергией. Следовательно и полетит дальше при равном сопротивление воздуха или при отсутствии оного. Если же два шара просто отпустить, то они упадут под действием силы тяжести одновременно (старый физический опыт с пером и камнем в вакуумной колбе)
Это в вакууме. Дальность полета в космосе у шаров будет одинаковый, а сопротивление воздуха одинаковое.
В уравнении для определения дальности полета нет МАССЫ, следовательно при отсутствии воздуха или иной среды , тела будут лететь одинаково,а баллистическая траектория зависит …(см. выше)
Массу приходится учитывать, когда имеем дело с сопротивлением воздуха.
У Вас много было вопросов в детстве «почему?», тут Вы сможете найти ответы. «Почему?», «Как?», «Зачем?» и многие другие. На сайте нет сложных формул и длинных расчетов с доказательствами. Зато тут много понятных и наглядных рисунков, а так же пояснений в простой незамысловатой форме. Дети и школьники найдут тут много интересного, а их родители будут спокойны за сознание своего «чада» и тоже могут к ним присоединиться.
Занимательная физика
http://www.afizika.ru/
спасибо Tuba
Классная физика для малышей
http://class-fizika.narod.ru/fizmal.htm
Эта страничка для самых маленьких, но очень любознательных, пытливых, глазастых «почемучек», у которых в школе еще нет уроков физики, а может быть, они и в школу-то еще не ходят.
Можно конечно решить эти задачи, очень интересные вопросы здесь даны!
В вопросе про воду и лед, думаю если не будет теплообмена с окружающей средой то вода и лед так же останутся при температуре 0 градусов, не изменяя агрегатного состояния.
Все задачи очевидны, их даже не надо обсуждать, Посмотрите лучше анекдот на абстрактное физическое мышление.: Вовочке ставится задача на абстратное мышление.: синяя речка , в ней зеленый крокодил, берега тоже зеленые. Сколько мне лет, спрашивает Мария яивановна — учительница? Вова отвечает: Вам 32 года. Почему ты так решил и как ты догадался так правильно?
- а потому что мне 16 и меня называют полудурком. Надо было просто умножить 16 на 2. С учительницей истерика. Вовиных родителей взывают к директору. Директор отчитывает их в присутствии мальчика и говорит: «раз ты такой омный, то придупай мне задачу на абстактоное мышление сам». Вова ставит абстрактную задачу: » Посмотрите в окно. Идут две девушки, едят мороженное, одна из ни кусает его, а другая сосет. Как Вы думаете какая из ни замужем». Директор в недоумении. Потом спохватившись говорит:» Это та,кторач сосет». Неправильно, отвечает Вовик, замужем которая кусает. Почему — говорит директор?
Да это же очень просто, ведь у нее обручальное кольцо на правой руке.
Вот вам и ответы на все Ваши задачи, кстати и на абстрактное или физическое мышление с шарами, со льдом в воде, с грузом на веревке и со сметаной выпавшей в качестве града в осадок на землю. Вступайте лучше в группу «Физики и Лирики» в «Дневник. ру» и приглашаю Вас в друзья, но только там.
С уважением, Н.В Бессекерных
Однозначно не егэ. Поясню почему. Никакие тесты не заменят экзамены старого образца. Весь смысл егэ был в приближении к евростандартам и борьба с коорупцией в вузах. Печальный итог — коррупция ушла в школы.
нужно больше доверять учителю. Экзамен сдают больше родители чем их дети, их специально освобождают с работы в день сдачи ЕГЭ, а до этого они лихорадочно покупают дорогие телефоны с наушниками.
1.
F= m*a
где F — сила сопротивления воздуха, m — масса тела,
a — ускорение сообщаемое телу (оно отрицательное, относительно скорости тела, разумеется, т. е. это замедление).
Масса воздушного шарика, очевидно, меньше массы металлического, следовательно, замедление, сообщаемое воздушному шарику больше замедления сообщаемого металлическому шарику.
2. Очевидно, у сметаны большая вязкость.
Странно, не знала что сметана плотнее молока.
3. Чтож. Все мы знаем закон Ньютона, кратко: у любой силы есть противодействующая сила. Центростремительная сила не исключение. Ее противодействующая называется центробежной силой (если я не ошибаюсь) и направлена ровно в противоположную сторону (в законе Ньютона это тоже есть). Центростремительная сила, в данном случае, появляется за счет натяжения веревки, на которой крутится шар. Как только веревка рвется — сила исчезает. Остается противодействующая, благодаря которой, шар и улетает в сторону, противоположную центростремительной силе.
4. Ничего. Ничего не произойдет. Это, конечно, если термос хороший.
Во всяком случае, мне так кажется.
5. Во-первых, мне казалось, что град зимой бывает, но упустим это маловажную деталь.
Возможно, для образования града нужно тепло. Предположим, выпадает снег (наверху-то холодно), потом он падает, снежинки сталкиваются, слипаются, падая вниз они чуть-чуть подтаивают и, собственно, получается град.
Т. к. зимой холодно снежинки не подтаивают и просто падают большими хлопьями.
Если в моих рассуждениях есть ошибки, или наоборот они правильны, буду благодарна если мне об этом сообщат по емэйлу [email protected]
Учусь в школе. Не физмат. Задачки трудными не показались:-)
Хотя.. В школе у нас, практически, нет физики. Самообучение.