15. Магнитное поле. Оптика
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Геометрическая оптика (Линзы)
Расстояние от изображения до рассеивающей линзы составляет 0,75 фокусного расстояния. Во сколько раз больше фокусного расстояние от предмета до линзы?
Иголка высотой 3 см расположена перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 40 см от линзы. Оптическая сила линзы 4 дптр. Чему равна высота изображения иголки? Ответ приведите в метрах.
Рассеивающая линза с фокусным расстоянием 8 см уменьшает предмет в два раза. Найдите расстояние (в см) от предмета до линзы.
Расстояние между предметом и его увеличенным в 5 раз мнимым изображением 80 см. Найдите расстояние (в см) от предмета до линзы.
Расстояние от предмета до собирающей линзы составляет 1,25 от фокусного расстояния. Найдите увеличение линзы.
На каком расстоянии (в см) от собирающей линзы с фокусным расстоянием 30 см следует поместить предмет, чтобы получить действительное изображение, увеличенное в 3 раза?
Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти её решение.Для первого требуется воображение, а для второго только умение.Джон Десмонд БерналДжон Десмонд Бернал (John Desmond Bernal) – английский физик и социолог науки, общественный деятель. Профессор Кембриджского и Лондонского университетов, член Лондонского Королевского общества. Иностранный член АН СССР (1958). Вице-президент Всемирной федерации научных работников, Президент Всемирного Совета Мира (1959–1965), лауреат Международной Сталинской премии «За укрепление мира между народами» (1953); автор научных работ в области физики, кристаллографии и биохимии.
ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ
Дидактические материалы по физике для учащихся, а также их родителей 😉 и, конечно же, для творческих педагогов.
Для тех, кто любит учиться!
Использование качественных задач способствует более глубокому пониманию физических теорий, формированию правильных физических представлений, следовательно, предупреждает формализм в знаниях учащихся. Решение качественных задач вызывает не только необходимость анализировать и синтезировать явления, т.е. логически мыслить, но и приучает учащихся к точной, лаконичной, литературно и технически грамотной речи.
Предлагаю вашему вниманию 50 качественных задач по физике на тему «Сила трения». К некоторым задачам даны развёрнутые ответы 😉
Задача №1
Почему человек может поскользнуться, наступив на твёрдую сухую горошину или бусинку?
Задача №2
Почему легко поскользнуться на свежей арбузной корке (банановой кожуре) попавшей под ногу?
Задача №3
Почему течение воды в реке около берегов и дна медленнее, чем посередине и на поверхности?
Ответ: Трение между слоями воды меньше, чем между водой и твёрдым дном или берегами реки.
Ханс Фредрик Гуде (Hans Fredrik Gude; 13.03.1825–17.08.1903) – норвежский художник-пейзажист и маринист романтического направления.
Задача №4
Почему легче плыть, чем бежать по дну по пояс погружённым в воду?
Задача №5
Почему нагруженный корабль движется медленнее ненагруженного?
Ответ: Больше сопротивление воды, так как осадка нагруженного корабля больше.
Задача №6
Почему мука и крупа, высыпанные из стакана на стол, образуют горку конической формы, а вода растекается тонким слоем?
Жозеф Байль (Joseph Bail; 22.01.1862–28.11.1921) – французский живописец.
Задача №7
Почему живую рыбу трудно удержать в руках? И неживую тоже?
Для любознательных: У рыб чешуя покрыта слоем слизи, которая выделяется кожными железами; слизь уменьшает трение тела рыбы о воду и служит защитой от бактерий и плесеней.
Задача №8
Почему мыло в ванной иногда выпрыгивает из рук?
Задача №9
Для чего при спуске с горы тележки (воза) одно колесо её закрепляют так, чтобы оно не вращалось?
Творожников Иван Иванович (1848–1919) – русский живописец, мастер жанровой живописи.
Земская медицина – форма медицинского обслуживания сельского населения, возникла в Российской империи во второй половине XIX века. Большую роль в становлении земской медицины сыграло Общество русских врачей в память Николая Ивановича Пирогова – прославленного русского хирурга, естествоиспытателя и педагога, основоположника военно-полевой хирургии. Одним из важных мероприятий земской медицины были массовые санитарно-статистические исследования заболеваемости, физического развития и демографии с целью улучшения санитарии в России и организации медицинской помощи крестьянству.
Задача №10
Если перестать грести вёслами, лодка скоро останавливается. Почему? Для чего спортивные лодки полируют?
Ответ: Останавливает жидкое трение. Для уменьшения трения.
Задача №11
Рассмотрите внимательно, как соткана из ниток какая-нибудь лёгкая хлопчатобумажная ткань, например ситец, сатин, марля и т.п. Что произошло бы с тканью, если бы не трение? Какой материал самый «капризный», сильно сыпется при шитье?
Для любознательных:
Самой «капризной» тканью при шитье считается шёлк, так как волокна шёлка очень гладкие и сила трения между нитями этого материала невелика. Опытные мастера рекомендуют для раскроя шёлковой ткани укладывать её не на голый гладкий стол, а предварительно застелить поверхность стола ровной шершавой тканью, например, шерстяным одеялом. По шерсти шёлк не будет скользить – к тому же он ещё и «приклеится» к ней благодаря статическому электричеству. Во избежание осыпания краёв шёлковой ткани при кройке следует использовать очень острые фигурные ножницы-зигзаг.
Задача №12
Вязальные спицы и швейные иголки отполированы до блеска. Для какой цели нужна такая тщательная полировка? Почему ржавой иглой трудно шить?
Альберт Анкер (Albert Anker; 01.04.1831–16.07.1910) – швейцарский художник, график.
Гюстав Дуайен (Gustave Leon Doyen; 29.12.1836–06.03.1923) – французский живописец.
Задача №13
Отгадайте загадку и ответьте на вопрос: «Шершавое как тёрка на пальчике ведёрко». Почему это ведёрко делают шершавым?
Задача №14
Для чего на крышки пузырьков и бутылок наносят насечки?
Задача №15
С какой целью гимнасты (штангисты), приступая к выполнению упражнений на гимнастических снарядах, натирают ладони рук жжёной магнезией – веществом, хорошо поглощающим влагу?
Кнуд Ларсен Бергслиен (Knud Larsen Bergslien; 1827–1908) – норвежский художник и педагог.
На картине Кнуда Бергслиена норвежские герои биркебейнеры спасают наследника престола – Хокона IV – будущего короля объединённой Норвегии. Хакон IV – король (конунг) Норвегии с 1217 по 1263 гг. Правление Хокона IV считается своего рода «золотым веком» Норвегии. В этот период был основан королевский совет, к королевству были присоединены Исландия и Гренландия. Кроме того, король Хакон IV был известен как покровитель искусств.
Задача №16
Почему лыжник, стремительно спустившись с горы, катится дальше по ровной горизонтальной поверхности снежного поля с уменьшающейся скоростью?
Задача №17
Зачем вратарь футбольной команды надевает на время игры специальные перчатки, имеющие на ладонях и пальцах тонкий слой шероховатой резины?
Григорьев Сергей Алексеевич (1910–1988) – советский живописец и график. Народный художник СССР. Действительный член АХ СССР. Лауреат двух Сталинских премий второй степени.
Задача №18
Зачем на подошвы спортивной обуви футболистов (бутсы, шиповки) набивают кожаные, пластмассовые, металлические шипы?
Ответ: Так как сила сопротивления воды зависит от площади лобового сечения.
Пауль Чарльз Чокарне Моро (Paul Charles Chocarne Moreau; 1855–1931) – французский художник и иллюстратор, мастер жанровой живописи.
Крокет – спортивная игра, участники которой ударами специальных молотков на длинной ручке проводят шары через воротца, расставленные на площадке в определённом порядке. Крокет входил в программу летних Олимпийских игр 1900 года в Париже. Крокет часто путают с другой спортивной игрой – крикетом.
Задача №20
Почему при игре в крокет деревянный шар после удара молотком катится по земле, а твёрдый круглый мяч при игре в хоккей с мячом после удара клюшкой нередко скользит по льду, не вращаясь?
Ответ: Трение при скольжении обледеневшего мяча по поверхности льда может быть в некоторых случаях меньше, чем трение при качении.
Задача №21
Массивную дверь ребёнок может закрыть, а открыть её ему бывает не под силу. Почему?
Ответ: При закрывании двери преодолевается сила трения возникающая в шарнирах. А при открывании двери необходимо преодолеть не только силу трения в шарнирах, а также трение двери о косяк.
Задача №22
Зубья пилы разводят в разные стороны от плоскости пилы. Какой пилой труднее пилить разведённой или не разведённой. Почему?
Ответ: При неразведённой пиле пропил имеет ширину, равную толщине полотна пилы. Возникающее при движении полотна трение о стенки пропила затрудняет движение пилы. При разведённой пиле трение почти устраняется.
Гарри Брукер (Harry Brooker; 1848–1940) – британский жанровый живописец.
Задача №23
Как можно облегчить распиловку металла пилой?
Ответ: Смазать ножовочное полотно маслом.
Задача №24
Почему на рукоятки инструментов, головки болтов, гайки круглой формы, завинчиваемые и отвинчиваемые вручную, наносят специальную насечку (рифление)? Каково назначение насечек на губках тисков и плоскогубцев?
Ответ: Для увеличения силы сцепления (трения) необходимой для завёртывания или отвёртывания. Насечки на губках тисков и плоскогубцев позволяют увеличить силу трения между рабочей поверхностью и деталью.
Задача №25
Для предупреждения самопроизвольного отвёртывания гаек применяют контргайку, которую завёртывают после основной гайки. Почему при наличии контргайки соединение не ослабевает?
Ответ: Контргайка увеличивает силу давления гайки на резьбу, тем самым усиливается сила трения, препятствующая произвольному отвёртыванию гайки.
Задача №26
Гвоздь сравнительно легко выдернуть из сухой доски и трудно из набухшей. Почему? Ведь, казалось бы, вода, играя роль смазки, должна уменьшать трение.
Ответ: Дело в том, что сила трения зависит не только от коэффициента трения, но и от прижимающей силы (силы нормального давления), которая в случае набухшей доски значительно больше, чем в случае ссохшейся.
Задача №27
На шляпке гвоздя имеется насечка в виде сетки, а под нею на стержне – несколько поперечных рисок. В чём их назначение? На рукоятке отвёртки тоже имеется рифление. Зачем оно?
Ответ: Риски на стержне увеличивают силу трения между гвоздём и древесиной, насечка нужна для того, чтобы не было скольжения молотка при ударе о головку гвоздя.
Задача №28
Зачем на шинах автомобиля делают рельефный рисунок (протектор)? Какую беду таит в себе «лысая резина»?
Ответ: Рельефный рисунок делают для того чтобы увеличить сцепление колеса с дорогой (для предотвращения проскальзывания).
Для любознательных:
Такое понятие, как «лысая резина», в автомобильной сфере используется в отношении к сильно истёршимся покрышкам, на которых наблюдается значительное уменьшение глубины рисунка протектора. Износ шин и уменьшение глубины протектора влияют не только на комфорт управления автомобилем, но и на безопасность вождения. Автомобиль теряет устойчивость при движении, поскольку рельеф шин не обеспечивает должное сцепление с дорожным покрытием. Это приводит к появлению заносов на поворотах, неровной езде, а также может стать причиной опрокидывания автомобиля.
Задача №29
Иногда приходится видеть, как автомобиль буксует, т.е. задние колёса вращаются, но машина с места не двигается. Почему это происходит? Почему нагруженный автомобиль реже буксует? Какие меры следует предпринять, чтобы сдвинуть автомобиль с места?
Задача №30
Почему нужно беречь тормозную колодку и тормозной барабан транспортного средства от попадания между ними масла?
Ответ: При попадании масла между тормозной колодкой и тормозным барабаном ослабевает сила трения, а это приводит к увеличению длины тормозного пути.
Задача №31
Перед поездкой на автомобиле после дождя по грунтовой дороге водитель ослабил давление в шинах автомобиля. Следовало ли это делать. Ответ прокомментируйте.
Ответ: Да. Уменьшив давление в баллонах, водитель этим самым увеличил силы сцепления колёс с грунтом, чем способствовал устранению проскальзывания колёс.
Задача №32
Зачем между листами рессоры автомобиля вводят графит?
Ответ: Чтобы ослабить силу трения, возникающую между листами рессоры.
Задача №33
Почему большую льдину, плавающую на воде, привести в движение легко, но сразу же сообщить большую скорость трудно?
Ответ: В воде сила трения покоя полностью отсутствует. Для того чтобы сообщить телу большой массы большое ускорение, нужна большая сила.
Шильдер Андрей Николаевич (1861–1919) – русский художник-пейзажист. Писал также театральные декорации.
Задача №34
Почему надо беречь смазочные материалы от попадания в них песка и пыли?
Ответ: Чтобы уменьшить силу трения и износ трущихся деталей.
Задача №35
Какие меры следует предпринять, чтобы обеспечить себе безопасное передвижение по обледеневшему тротуару? Прокомментируйте их подробно.
Задача №36
Что следует сделать, чтобы снять с отёкшей руки кольцо?
Задача №37
Ракета, входящая в плотные слои атмосферы с круговой орбиты, имеет настолько большую скорость, что большая её часть сгорает из-за трения о воздух. Но чтобы запустить ракету на орбиту, ей нужно сообщить именно такую скорость. Почему же она не сгорает во время подъёма?
§ Замечательная логическая задачка, посвящённая музыкантам, и натюрморт с музыкальными инструментами итальянского художника Эваристо Баскениса на зелёной страничке «Решение логических задач табличным способом» 😉
Задача №38
Для чего смычки при игре на скрипке натирают канифолью?
Ответ: Для увеличения трения.
Для любознательных: Канифоль – от древнегреческого названия города – Колофон в Малой Азии, хрупкое, стекловидное вещество от светло-жёлтого до тёмно-красного цвета; входит в состав смолистых веществ хвойных деревьев и получается как остаток после отгонки из них летучей части.
Задача №39
Почему мокрая бумага рвётся легче, чем сухая?
Ответ: Появляется как бы смазка, и трение между волокнами бумаги уменьшается. То есть сухое трение между волокнами сменяется на вязкое.
Задача №40
Почему в процессе шлифовки трущихся поверхностей трение между ними сначала уменьшается, а потом снова возрастает?
Ответ: Начинают сказываться молекулярные силы взаимодействия.
Задача №41
Почему капли дождя легко стекают с наклонного ската крыши, а снег на крышах скапливается толстым слоем.
Задача №42
Для чего режущие части у плуга, косилки, соломорезки и других сельскохозяйственных орудий и машин должны быть остро отточены?
Эдуард Бернар Деба-Понсан (Edouard Bernard Debat-Ponsan; 25.04.1847–29.01.1913) – французский академический художник.
Плуг – сельскохозяйственное орудие с широким, чаще металлическим лемехом для основной обработки почвы – вспашки земли. Первоначально плуги тащили на себе сами люди, затем волы, а ещё позже – лошади. В настоящее время в промышленно развитых странах плуг тянет за собой трактор.
Задача №43
Может ли сила трения превышать вес тела? Приведите пример.
Ответ: Может. Например, вес детали, зажатой в тисках, меньше силы трения покоя. Поэтому она и удерживается между губками тисков.
Задача №44
На столике в вагоне поезда лежат коробка конфет и яблоко. Почему в начале движения яблоко покатилось назад (относительно вагона), а коробка конфет осталась на месте?
Задача №45
На полке в вагоне, двигающимся с ускорением прямолинейно, лежит коробка конфет. Как направлена сила трения между коробкой конфет и полкой?
Ответ: Направление силы трения совпадает с направлением движения вагона.
Задача №46
Почему кусок хозяйственного мыла легче разрезать крепкой ниткой, чем ножом?
Задача №47
Рабочий вал машины делают из стали, а подшипники скольжения изготовляют из другого материала (меди, баббита). Почему?
Ответ: Трение скольжения между разнородными материалами меньше, чем между однородными. Кроме того, баббит, медь позволяют легко заменить изношенную часть подшипника.
Задача №48
Автомашина с прицепом должна перевезти тяжёлый станок. Куда выгодней его поместить – в кузов или в прицеп? Почему?
Ответ: В кузов, для того чтобы увеличить давление на заднее ведущее колесо и тем самым увеличить силу сцепления колёс.
Задача №49
Дайте физическое обоснование пословице: «Коси, коса, пока роса; роса долой, и мы домой». Почему при росе косить траву легче?
Ответ: Роса увеличивает массу стебля. Поэтому при ударе косой он в меньшей степени изгибается, и коса срезает его. Роса создаёт смазку и уменьшает силу трения, когда при обратном движении косы она скользит по траве.
Пимоненко Николай Корнильевич (21.03.1862–26.08.04.1912) – выдающийся российский жанровый живописец, академик Императорской Академии художеств, член Товарищества передвижных художественных выставок.
Задача №50
Если паровоз не может сразу сдвинуть тяжёлый состав с места, то машинист использует следующий приём: он даёт задний ход, а затем, толкнув состав немного назад, даёт передний ход. Почему этот приём позволяет сдвинуть состав с места?
Ответ: Тяжёлый железнодорожный состав из-за большой силы трения покоя трудно сдвинуть с места, если сцепки между вагонами находятся в натянутом состоянии: сила тяги паровоза должна сообщить ускорение всем вагонам состава сразу и преодолеть трение покоя всего состава. Если сначала дать задний ход, то сцепки между вагонами будут ослаблены и паровоз может сообщать ускорение каждому вагону поочерёдно.
Желаю Вам успехов в самостоятельном решениикачественных задач по физике!
Литература:
§ Лукашик В.И. Физическая олимпиадаМосква: издательство «Просвещение», 1987
§ Тарасов Л.В. Физика в природеМосква: издательство «Просвещение», 1988
§ Перельман Я.И. Знаете ли вы физику?Домодедово: издательство «ВАП», 1994
§ Золотов В.А. Вопросы и задачи по физике 6-7 классМосква: издательство «Просвещение», 1971
§ Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физикеМосква: издательство «Просвещение», 1972
§ Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике 6-7 классМосква: издательство «Просвещение», 1978
§ Ердавлетов С.Р., Рутковский О.О. Занимательная география КазахстанаАлма-Ата: издательство «Мектеп», 1989
Классные задачи по физике!
Ржавой иглой трудно шить, так как ржа делает поверхность иглы шероховатой, что в свою очередь увеличивает силу трения между иглой и тканью. Ржавой иглой не только трудно шить, но можно и ткань повредить. Нити будут цепляться за бугорки и мелкие заусенцы ржавчины – вытягиваться и рваться.
Для любознательных: Ржавчина (ржа) – это гидратированная окись железа (гидроксид железа). На поверхности железа образуется в виде красно-бурого шероховатого налёта, который имеет рыхлую структуру. Термин «ржавчина» присущ только продуктам коррозии железа и его сплавов. Любые другие металлы могут корродировать, но не ржаветь!
ШКАТУЛКИ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ
§ Физика и География Казахстана
Совместный проект: ОФРО «БЭСТ» и Технический лицей №165 (г. Алма-Ата)
§ Шкатулка качественных задач по физике «сборная солянка» 🙂
Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые, иначе такое бросание будет пустою забавою. Козьма Прутков
Шкатулка состоит из четырёх тематических блоков: 1) Броуновское движение. Диффузия; 2) Атмосферное давление; 3) Свойства жидкости. Архимедова сила; 4) Тепловые явления.
§ Шкатулка качественных задач по физике: Строение вещества, диффузия
Творчество поэта, диалектика философа, искусство исследователя – вот материалы, из которых слагается великий учёный. Климент Аркадьевич Тимирязев
§ Шкатулка качественных задач по физике:Элементы статики: равновесие тел, момент силы, простые механизмы
Науку всё глубже постигнуть стремись, познанием вечного жаждой томись. Лишь первых познаний блеснёт тебе свет, узнаешь: предела для знания нет. Фирдоуси
§ Шкатулка качественных задач по физике: Давление твёрдых тел
Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые. Дьёрдь де Хевеши
§ Шкатулка качественных задач по физике: Давление жидкостей и газов
Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты. Пифагор Самосский
§ Шкатулка качественных задач по физике:Смачивание, поверхностное натяжение, капиллярные явления
Образование не даёт ростков в душе, если оно не проникает до значительной глубины. Протагор
§ Шкатулка качественных задач по физике: Испарение, конденсация, кипение
Приложи сердце твоё к учению и уши твои – к умным словам. Библия, Ветхий Завет, «Книга Притчей Соломоновых»
§ Шкатулка качественных задач по физике: Виды теплопередачиРадость видеть и понимать есть самый прекрасный дар природы. Альберт Эйнштейн
§ Шкатулка качественных задач по физике: Тепловые двигатели
Живи так, как будто ты умрёшь завтра. Учись так, как будто ты будешь жить вечно. Махатма Ганди
§ Шкатулка качественных задач по физике: Электричество
Инвестиции в знания всегда дают наибольшую прибыль. Бенджамин Франклин
§ Шкатулка качественных задач по физике: Магнитные явления
Знание должно служить творческим целям человека. Мало накоплять знания; нужно распространять их возможно шире и применять в жизни. Николай Александрович Рубакин
§ Шкатулка качественных задач по физике: Механические волны – звукМногие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий. «Плоды раздумий», Козьма Прутков
§ Шкатулка качественных задач по физике: Оптика (Световые явления)Надо много учиться, чтобы знать хоть немного. Шарль Луи Монтескье
ФИЗИКА И ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Качественные задачи по физике
§ Физика и художественная литература: Оптика (Н.В. Гоголь и Х.К. Андерсен)Едва ли есть высшее из наслаждений, как наслаждение творить.Николай Васильевич Гоголь
Качественные задачки по физике Николая Васильевича Гоголя и Ханса Кристиана Андерсена 😉 Интеграция: Мировая художественная литература и живопись.
§ Физика и художественная литература: Оптика
Басня «Зеркало и Обезьяна» Ивана Андреевича КрыловаЛюди, пренебрегающие знанием, становятся лицом к стене.Изречения китайской мудрости
§ Физика и художественная литература: Оптика
Басня «Мартышка и Очки» Ивана Андреевича КрыловаНаше дело – учиться и учиться, стараться накоплять возможно больше знаний, потому что серьёзные общественные течения – там, где знания, и счастье будущего человечества только в знании.Антон Павлович Чехов
§ Физика и художественная литература: Механика
Басня «Лебедь, Щука и Рак» Ивана Андреевича КрыловаБезрассуден человек, надеющийся без учения различать полезное и вредное.Сократ
§ Физика и художественная литература: Механические волны – звукОсобенностью живого ума является то, что ему нужно лишь немного увидеть и услышать для того, чтобы он мог потом долго размышлять и многое понять. Джордано Бруно
§ Физика и художественная литературапоэтический сборник для истинных ценителей науки и искусства
Наука без литературы бездушна и груба; литература же без науки пуста, ибо сущность литературы есть знание. Анатоль Франс
§ Физика и художественная литература (Антон Павлович Чехов)
Образование делает людей лёгкими для направления, но трудными для управления; лёгкими для правления, но невозможными для порабощения. Уильям Блэйк
§ Физика и художественная литература (Владимир Галактионович Короленко)
Вдохновение не есть исключительная принадлежность художника: без него не далеко уйдёт и учёный, без него не много сделает даже ремесленник, потому что оно везде, во всяком деле, во всяком труде. Виссарион Григорьевич Белинский
§ Физика и художественная литература (Александр Иванович Куприн)
Человек рождён для великой радости, для беспрестанного творчества, в котором он – бог, для широкой, свободной, ничем не стеснённой любви ко всему; к дереву, к небу, к человеку, к собаке, к милой, кроткой, прекрасной земле, ах, особенно к земле с её блаженным материнством, с её утрами и ночами, с её прекрасными ежедневными чудесами. Александр Иванович Куприн
§ Физика и художественная литература (Константин Георгиевич Паустовский)
Знание органически связано с человеческим воображением. Этот на первый взгляд парадоксальный закон можно выразить так: сила воображения увеличивается по мере роста познаний. Константин Георгиевич Паустовский
§ Физика и художественная литература (Иван Алексеевич Бунин)
Наука и искусство так же тесно связаны между собой, как лёгкие и сердце, так что если один орган извращён, то и другой не может правильно действовать.
Лев Николаевич Толстой
§ Физика и художественная литература (Иоганн Вольфганг Гёте «Фауст»)
Гёте представляет, быть может, единственный в истории человеческой мысли пример сочетания в одном человеке великого поэта, глубокого мыслителя и выдающегося учёного. Климент Аркадьевич Тимирязев
§ Физика и художественная литература (Майн Рид «Всадник без головы»)Целью научных занятий должно быть направление ума таким образом, чтобы оно выносило прочные и истинные суждения о всех встречающихся предметах.
Рене Декарт
Предлагаю Вашему вниманию интегрированные качественные задачи по физике от прославленного английского капитана Майн Рида.
Распространение материалов сайта приветствуется.
Ссылка на материалы весьма желательна, но не строго обязательна 😉
«Знание должно служить творческим целям человека. Мало накоплять знания;
нужно распространять их возможно шире и применять в жизни». Рубакин Н.А.
Данная
тема посвящена решению задач на тему: «Оптическая сила линзы. Формула тонкой
линзы. Линейное увеличение линзы»
Задача
1.
На каком расстоянии находится фокус тонкой линзы от её оптического центра, если
оптическая сила линзы равна 5 дптр? На каком расстоянии находился бы фокус при
оптической силе −5 дптр? −10 дптр?
Задача
2.
На рисунке изображен предмет. Постройте его изображения на для собирающей и
рассеивающей линзы. Исходя из чертежа оцените линейное увеличение линзы.
Точка
А находится на главной оптической оси, а, значит, её изображение тоже
будет на главной оптической оси, поскольку лучи, проходящие через оптический
центр линзы не преломляются. Чтобы получить изображение точки В, понадобится
два луча.
Рассмотрим
построение изображения для рассеивающей линзы. Для этого также используем два
луча.
Линейное
увеличение линзы, в данном случае, определяется отношением размера изображения
к предмету. Произведя соответствующие измерения, получим, что для собирающей
линзы
Нужно
понимать, что в таком задании каждый ученик может получить свой собственный
ответ, поскольку в данном случае фокус линзы выбирается произвольно при
построении чертежа. Главное построить корректный чертёж и произвести правильные
измерения.
Задача
3.
Изображение предмета сформировалось на расстоянии 30 см от линзы. Известно, что
оптическая сила этой линзы равна 4 дптр. Найдите линейное увеличение.
Задача
4.
Изображение предмета, находящегося на расстоянии 40 см от линзы, образуется на
расстоянии 30 см от линзы. Найдите фокусное расстояние данной линзы. Также
найдите, на каком расстоянии нужно поместить предмет, чтобы изображение
оказалось на расстоянии 80 см.
Задача
5.
Предмет находится от тонкой собирающей линзы на расстоянии 10 см. Если его
отодвинуть от линзы на 5 см, то изображение предмета приблизится к линзе вдвое.
Найдите оптическую силу этой линзы.
«Любую задачу реально выполнить,
если
разбить ее на выполнимые части»
Данная
тема будет посвящена решению задач на силы трения и изучению движение тела с
учетом сил трения.
Задача 1. Упряжка ездовых собак может тянуть по снегу
сани с максимальной силой 500 Н. Какой массы саней с грузом может перемещать
данная упряжка собак, двигаясь равномерно, если коэффициент трения саней о снег
составляет 0,1?
Ответ: 500 кг.
Задача 2. Мальчик начинает тянуть санки по снегу,
прилагая силу 20 Н, направленную под углом 30о к горизонту.
Определите ускорение, с которым движутся санки, если их масса равна 4 кг, а
коэффициент трения между санками и снегом равен 0,01.
Ответ: 4,3 м/с2.
Задача 3. Определите наименьший радиус поворота,
который может сделать автомобиль, движущийся со скоростью 15 м/с, если
коэффициент трения между шинами автомобиля и дорогой равен 0,1.
Ответ: 225 м.
Задача 4. Автомобиль массой 3500 кг, разгоняясь из
состояния покоя, достигает скорости 10 м/с, а затем продолжает движение с
выключенным двигателем до полной остановки. Определите весь путь, пройденный
автомобилем за время движения, если сила тяги двигателя составляет 3500 Н, а
коэффициент трения шин о дорогу равен 0,02.
Ответ: 312,5 м.
32. Электродинамика. Квантовая физика (расчетная задача)
Бассейн глубиной (H = 3) м заполнен водой, показатель преломления которой (n = 4/3.) Каков радиус светового круга на поверхности воды от электрической лампы на дне бассейна?
Рассмотрим ход лучей
Тонкая палочка АВ длиной = 10 см расположена параллельно главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии = 15 см от неё (см. рисунок). Конец А палочки располагается на расстоянии = 40 см от линзы. Постройте изображение палочки в линзе и определите его длину . Фокусное расстояние линзы = 20 cм.
1. Построение изображения предмета в линзе показано на рисунке.
Точечный источник находится на главной оптической оси собирающей линзы с фокусным расстоянием 8 см на расстоянии 6 см от линзы. Линзу начинают смещать со скоростью 3 мм/с в направлении, перпендикулярном оптической оси. С какой скоростью (в мм/с) движется изображение источника?
Палка, наполовину погружённая в вертикальном положении в воду, отбрасывает на дно бассейна тень длиной (l = 0, 5) м. Определите длину выступающей над водой части палки, если глубина воды равна (h = 3) м, а угол падения солнечных лучей равен (alpha = 30^circ ) (Показатель преломления воды – 4/3.) Ответ дайте в метрах и округлите до десятых
Построим ход лучей:
Бассейн глубиной м заполнен водой, относительный показатель преломления на границе воздух-вода . Какой кажется глубина бассейна наблюдателю, смотрящему в воду вертикально вниз?
В горизонтальное дно водоема глубиной 3 м вертикально вбита свая, полностью скрытая под водой. При угле падения солнечных лучей на поверхность воды, равном 300, свая отбрасывает на дно водоёма тень длиной 0,8 м. Определите высоту сваи. Показатель преломления воды составляет (n = 4/3.) Ответ дайте в метрах и округлите до сотых.
Точечный источник света находится на расстоянии 12 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см. За линзой на расстоянии 10 см установлено плоское зеркало, перпендикулярное главной оптической оси линзы. На каком расстоянии (в см) от линзы находится изображение, образованное лучами, прошедшими через линзу после отражения от зеркала?
- Физика. Рымкевич А.П.
- Основы молекулярно-кинетической теории
- Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления
Физика. Рымкевич А. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.
Узнай цену своей работы
В данной главе представлены задачи по физике из раздела Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления задачника Рымкевича А.П.
577 На одном конце соломинки выдули мыльный пузырь и поднесли другой ее конец к пламени горящей свечи. Почему пламя свечи будет отклоняться при этом в сторону
578 С какой силой действует мыльная пленка на проволоку АВ (рис. 66), если длина проволоки 3 см? Какую работу надо совершить, чтобы переместить проволоку на 2 см
579 Положите на поверхность воды спичку и коснитесь воды кусочком мыла по одну сторону вблизи спички. Объяснить наблюдаемое явление. Найти силу, приводящую спичку в движение, если длина спички 4 см
580 Какова масса капли воды, вытекающей из пипетки, в момент отрыва, если диаметр отверстия пипетки равен 1,2 мм? Считать, что диаметр шейки капли равен диаметру отверстия пипетки
581 ДЛЯ определения коэффициента поверхностного натяжения воды была использована пипетка с диаметром выходного отверстия 2 мм. Масса 40 капель оказалась равной 1,9 г. Каким по этим данным получится значение коэффициента поверхностного натяжения воды
582 Из капельницы накапали равные массы сначала холодной, а затем горячей воды. Как и во сколько раз изменился коэффициент поверхностного натяжения воды, если в первом случае образовалось 40, а во втором 48 капель? Плотность воды считать оба раза одинаковой
583 Тонкое проволочное кольцо К диаметром 34 мм, подвешенное к пружине A с указателем Z, погружают в сосуд B с водой (рис. 67). Отметив положение указателя на шкале S, медленно опускают сосуд. Пружина при этом растягивается. В момент отрыва кольца от жидкости вновь отмечают положение указателя на шкале. Какое значение коэффициента поверхностного натяжения воды получено, если пружина растянулась на 31 мм? Жесткость пружины 0,5 Н/м
584 Почему маленькие капли росы на листьях некоторых растений имеют форму шариков, тогда как листья других растений роса покрывает тонким слоем
585 Как объяснить происхождение поговорки Как с гуся вода
586 Почему, прежде чем покрыть штукатурку масляной краской, производят грунтовку олифой
587 Резервуар одного из двух термометров психрометра обмотан полоской ткани, конец которой опущен в сосуд с водой. Почему, несмотря на непрерывное испарение воды, ткань все время остается влажной
588 Найти массу воды, поднявшейся по капиллярной трубке диаметром 0,5 мм
589 На какую высоту поднимется вода между параллельными пластинками, находящимися на расстоянии 0,2 мм друг от друга
590 Можно ли носить воду в решете
591 Сравнить высоты поднятия воды и керосина в капиллярах равного радиуса
592 Спирт поднялся в капиллярной трубке на 1,2 см. Найти радиус трубки
593 В капиллярной трубке радиусом 0,5 мм жидкость поднялась на 11 мм. Найти плотность данной жидкости, если ее коэффициент поверхностного натяжения 22 мН/м
594 Ртутный барометр имеет диаметр трубки 3 мм. Какую поправку в показания барометра надо внести, если учитывать капиллярное опускание ртути
595 Сообщающиеся капиллярные трубки разного диаметра заполнены водой. Как изменится разность уровней воды в трубках при нагревании воды
596 В двух капиллярных трубках разного диаметра, опущенных в воду, установилась разность уровней 2,6 см. При опускании этих же трубок в спирт разность уровней оказалась 1 см. Зная коэффициент поверхностного натяжения воды, найти коэффициент поверхностного натяжения спирта
Данная тема посвящена решению задач на силы трения и коэффициент
трения.
Задача 1. При исследовании зависимости модуля силы
трения скольжения стального бруска по поверхности стола от массы бруска на
брусок помещали дополнительные грузы. По результатам исследования получен
график, представленный на рисунке. Определите коэффициент трения.
Величина силы трения подчиняется закону Кулона — Амонтона:
где m
— это искомый коэффициент трения, N — это сила
нормальной реакции опоры.
Третий закон Ньютона
Тогда закон Кулона – Амонтона будет иметь вид
Из этого закона коэффициент трения равен
ОТВЕТ: коэффициент трения равен 0,32.
Задача 2. После удара клюшкой шайба скользит по
ледяной площадке. Ее скорость при этом меняется в соответствии с уравнением υ = 15 – 2,5t (м/с). Чему равен коэффициент
трения шайбы о лёд?
Задача 3. На горизонтальной дороге автомобиль делает
разворот радиусом 12 м. Коэффициент трения между шинами автомобиля и дорогой
равен 0,3. Какова должна быть скорость автомобиля при развороте, чтобы его не
занесло?
Задача 4. Брусок массой 3 кг перемещается вверх по
наклонной плоскости под действием связанного с ним невесомой и нерастяжимой
нитью груза массой 10 кг. Начальные скорости тела и груза равны нулю,
коэффициент трения бруска о плоскость равен 0,1, а угол наклона плоскости — 45о.
Определите ускорение, с которым движется брусок.
«Требуются очень глубокие знания,
чтобы заметить простейшие, но подлинные
отношения вещей между собой»
Урок физики в 7 классе «Сила трения»
(УМК «физика» для 7 класса, серии «Сферы»)
Игнатова Антонина Павловна
Сила трения, решение задач.
компьютер; интерактивная доска; динамометр; деревянный брусок; тележка; набор грузов;
- Развивать логическое мышление, инициативу, самостоятельность;
- Развивать умение анализировать и делать выводы;
- Воспитывать аккуратность, культуру речи;
- Формировать опыт общения между учащимися и сотрудничество с учителем в учебном процессе.
Урок контроля и коррекции знаний и умений.
- Организационный момент. (Учитель объявляет тему урока).
- Фронтальная работа с классом:
- Вопросы «Зачем?» и «Почему?»
- Решение задач, с обсуждением.
Планируемые образовательные результаты:
научатся экспериментально определять зависимость силы трения от силы реакции опоры; применять формулу расчета силы трения, формулу расчета коэффициента трения и силы реакции опоры; давать ответы на качественные вопросы о проявления силы трения в природе, быту и технике.
Получат возможность научиться: проявлять аккуратность при решении задач, проведения эксперимента; доброжелательно обращаться и оказывать помощь одноклассникам.
Д: повышают грамотность, получают новые знания по физике, формируют нравственные и эстетические ценности через познание физических явлений.
оценивать свои действия в соответствии с поставленной задачей; определять степень успешности своей работы; самостоятельно делать выводы.
самостоятельно производить переработку информации; анализировать, сравнивать, делать выводы, строить логические рассуждения.
строить речевое монологическое высказывание в соответствии с поставленными задачами; договариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности.
Организационная структура урока
- Для чего на уроках физкультуры при выполнении некоторых упражнений на снарядах ладони натирают магнезией, а подошвы- канифолью? (Для увеличения силы трения, уменьшения скольжения)
- Многие водные животные (морские звезды, губки, голотурии) имеют на теле выступы, шероховатости. Благодаря этому они медленно опускаются в воде, а не тонут быстро под действием силы тяжести. Какое явление способствует этому? (Сила трения)
- О каком явлении идет речь в пословице: «От того телега запела, что дёгтя не ела»?) (О силе трения).
- Поверхность зеркала более гладкая, чем лёд. Почему на коньках так легко кататься по льду и совсем невозможно по зеркалу? (Лёд под давлением лезвий коньков плавится, а вода является смазкой, поэтому коньки легко скользят по льду)
- Скрипичный смычок – деревянная трость. Между головкой и колодкой смычка натягивается волос конского хвоста (натуральный или искусственный). С какой целью волосы скрипичного смычка натирают канифолью? (Конский волос, особенно толстый, имеет большие чешуйки; натирая канифолью, заполняют пространство между ними, что уменьшает силу трения и благоприятно сказывается на звуке)
- Зачем вратарь футбольной команды пользуется во время игры перчатками, покрытыми слоем шероховатого материала? (Для увеличения силы трения)
Вопросы «зачем?» и «почему?»
- Зачем зимой дорожки посыпают песком?
- Почему шины автомобилей делают с рифленой поверхностью?
- Зачем в двигатель автомобиля наливают масло?
- Почему масло или большой кусок сыра легче резать проволокой а не ножом?
- Зачем лыжники наносят на лыжи особую смазку?
- Почему нельзя переходить дорогу перед близко идущим автомобилем?
- Снежинка равномерно движется вниз. Какие силы в этом случае действуют на неё? Изобразите эти силы на рисунке.
- Парашютист весом 800 Н равномерно спускается с раскрытым парашютом. Чему равна сила сопротивления воздуха?
- Определите коэффициент трения между шкафом массой 120 кг и поверхностью пола. Сила, приложенная к шкафу в горизонтальном направлении, равна 600 Н.
- На брусок массой 500 г приложена сила в горизонтальном направлении для его перемещения. Определите силу трения, если коэффициент трения равен 0,4.
- Чтобы передвинуть шкаф, надо приложить к нему горизонтальную силу 300 Н. Чему равен коэффициент трения между шкафом и полом, если масса шкафа равна 120 кг?
Лабораторно- практическая работа:
Определение коэффициента трения скольжения между кареткой (бруском) и поверхностью направляющей рейки.
Определить коэффициент трения скольжения, нагрузив каретку (брусок) двумя грузами и равномерно перемещая её по поверхности направляющей рейки.
Направляющая рейка, каретка (брусок), два груза, динамометр.
- Запишите численное значение веса каретки (бруска) вместе с двумя грузами (измеряется с помощью динамометра) в единицах измерения СИ
- Запишите численное значение силы упругости пружины при равномерном прямолинейном скольжении каретки (бруска) с грузами
- Запишите численное значение коэффициента трения скольжения, рассчитав его по формуле.
В уроках «Изображение светящейся точки, даваемое линзой» и «Изображение предмета, даваемое линзой», мы уже рассматривали построение различных изображений. Также в этих уроках находятся памятки для построения изображения точки или предмета, которые могут вам пригодиться.
В данном уроке представлены дополнительные интересные задачи на построение изображений. И, конечно, вы можете ознакомиться с их решением, разбором построения и итоговым чертежом.
Задача №1
На рисунке 1 показан ход светового луча, падающего на рассеивающую линзу. Выполнив необходимые построения, найдите положения фокусов линзы и положение изображения светящейся точки $S$.
Рисунок 1. Условия задачи №1
Показать готовый чертеж и пояснения
Если луч падает параллельно оптической оси на рассеивающую линзу и преломляется, то продолжение этого преломленного луча пересечет оптическую ось в мнимом фокусе рассеивающей линзы.
Поэтому мы продолжим преломленный луч (отмечен синим цветом) до пересечения с оптической осью. Точка пересечения — это мнимый фокус $F$. Отметим его на чертеже (рисунок 2, а).
С другой стороны от линзы отмерим точно такое же фокусное расстояние и отметим второй фокус линзы.
Рисунок 2. Построение изображения для задачи №1
Теперь нужно построить изображение светящейся точки (рисунок 2, б). Один преломленный луч у нас на чертеже уже есть (использовать мы будем его продолжение). Значит, нужно провести второй луч.
Выберем и проведем на чертеже луч, проходящий через оптический центр линзы $O$. После прохождения через линзу он не изменит направления своего распространения. Поэтому его продолжение совпадет с падающим лучом $SO$.
В итоге, на пересечении двух продолжений преломленных лучей мы получаем мнимое изображение светящейся точки $S_1$.
