|
Якісні задачі
завданням по фізиці називається таке завдання, в якому ставиться для дозволу проблема, пов'язана з якісною стороною фізичного явища, вирішувана шляхом логічних висновків, заснованих на законах фізики, шляхом побудови креслення, виконання експерименту, але без застосування математичних дій.
Слід відрізняти якісне завдання від питання по перевірці формальних знань (наприклад, що називається ампером, як формулюється закон Ома). Мета останніх - закріпити формальні знання учнів; відповіді на ці питання в готовому вигляді є в підручнику, і учень повинен лише пригадати їх. У якісному завданні ставиться таке питання, відповідь на який в готовому вигляді в підручнику не міститься. (Наприклад:
якщо рухомий автомобіль різко загальмує, то його передок опускається. Чому?) Учень повинен скласти відповідь на якісне завдання, синтезуючи дані умови завдання і свої знання по фізиці.
Розв’язок якісних задач сприяє здійсненню дидактичного принципу єдності теорії і практики в процесі навчання фізиці. Зокрема, застосування експериментальних завдань розвиває уміння і навики учнів в обігу з фізичними приладами, макетами, установками і моделями. Якісні завдання з виробничим змістом знайомлять учнів з технікою, розширюють їх кругозір, є одним із засобів підготовки учнів до практичної діяльності. Таким чином, розв’язок якісних задач по фізиці є одним з важливих прийомів політехнічного навчання.
Використання якісних завдань сприяє глибшому розумінню фізичних теорій, формуванню правильних фізичних уявлень, отже, попереджає формалізм в знаннях учнів. Рішення якісних задач викликає необхідність аналізувати і синтезувати явища, тобто логічно мислити, привчає учнів до точної, лаконічної, література і технічно грамотної мови.
В процесі рішення якісних задач щепляться навик спостережливості і уміння розрізняти фізичні явища в природі, побуті, техніці, а не тільки у фізичному кабінеті. Розвиваються кмітливість, кмітливість, ініціатива і творча фантазія учнів.
Щоб вирішити якісне завдання, учень повинен уміти фізично мислити:
розуміти і висловлювати суть станів тіл і процесів, що відбуваються в них, розкривати взаємозв'язок явищ (причинно-наслідкові залежності), уміти на підставі законів фізики передбачати хід явища. Отже, рішення якісних задач дає можливість вчителю встановити глибину теоретичних знань і розуміння що вчиться матеріалу, що вивчається.
Значення цих завдань полягає також і в тому, що вони викликають великий інтерес у учнів, створюють їх стійку увагу на уроці, дозволяють вчителю пожвавити урок емоційно, захопити учнів, активізувати їх розумову діяльність, різноманітити методи викладу. Таким чином, рішення якісних задач є один з прийомів де-лектарізациі навчання (de/ectare (лат.) - захоплювати, доставляти насолоду, радувати, захоплювати, привертати).
Методична цінність якісних завдань виявляється особливо при вивченні таких розділів курсу фізики, в яких немає фізичних формул і явища розглядаються лише з якісної сторони (наприклад, закон інерції, електромагнетизм).
Велику роль грають якісні завдання в позакласній роботі: у фізичних кухлях, вечорах цікавої фізики, шкільних, обласних і республіканських олімпіадах, в конкурсах і зустрічах команд КВН і ін.
Психологія указує на одну з особливостей дітей середнього шкільного віку - конкретно-образне мислення. Дітям доступніші поняття, засновані на конкретних предметах, на відчутній наочності, чим поняття, що встановлюються на абстракціях. Підлітку зрозуміліший індуктивний, а не дедуктивний шлях встановлення фізичного закону. Якісні завдання, пов'язані з конкретними, добре відомими дітям предметами, легко сприймаються такими, що вчаться, і ті їх вирішують більш охоче, ніж кількісні завдання. Отже, на першому ступені вивчення дітьми фізики якісні завдання у викладанні грають більшу роль, ніж кількісні.
Розглянемо методику рішення простих якісних задач - якісних питань. При рішенні будь-яких задач по фізиці аналіз і синтез нерозривно зв'язані між собою. Тому можна говорити лише про єдиний аналітико-синтетичний метод рішення фізичних (і, зокрема, якісних) задач.
Приклад 1. Чи однакові виштовхуючі сили, що діють на один і той же дерев'яний брусок, плаваючий спочатку у воді, а потім в гасі?
Розв’язок.
Виштовхуюча сила, що діє на занурене в рідину тіло, рівна вазі витисненої їм рідини. (Логічна посилка, заснована на відомому фізичному законі.) Брусок в обох рідинах плаває. (Логічна посилка, заснована на умові завдання.) Тіло плаває, якщо вага тіла рівна вазі витисненої їм рідини. (Логічна посилка, заснована на відомому фізичному законі.) Оскільки в обох рідинах один і той же брусок плаває, то він витіснить однакові по вазі кількості рідин, отже, що виштовхують сили в них будуть однаковими. (Висновок, одержаний на підставі наявних посилок.)
Отже, відповідь на якісне питання можна було одержати, синтезувавши відомий закон (про умову плавання тіла) і умови завдання (тіло плаває в обох рідинах).
Приклад 2. Яким чином людина, що стоїть обома ногами на підлозі, може швидко подвоїти тиск, вироблюваний на опору?
Рішення. 1.Анализ. Тиску, вироблюваного вартою людиною, прямо пропорціонально його вазі і обернено пропорційно до площі обох ступень ніг, дотичних з підлогою. (Перша посилка.) Людина стоїть на двох ногах. (Друга посилка.) 2. Синтез. Швидко подвоїти тиск на підлогу людина може, або збільшивши свою вагу удвічі (наприклад, піднявши штангу), або зменшивши площу опори удвічі (наприклад, підвівши одну з ніг і залишившись стояти на другій нозі). Оскільки в умові завдання ніякий вантаж не даний, то як відповідь приймаємо другий спосіб рішення задачі.
Приклад 3. Чому людина, виходячи з річки, навіть в жаркий літній день переживає відчуття холоду?
Рішення. 1. Аналіз. Охолоджування (пониження температури) тіла людини відбувається в результаті втрати тілом деякої кількості теплоти. (Перша логічна посилка.) На шкірі людини, що викупалася, є вода. (Друга логічна посилка.) При випаровуванні води збільшується її внутрішня енергія. Це
збільшення енергії деякої кількості води може відбутися за рахунок зменшення енергії іншого тіла. (Третя логічна посилка.) 2. Синтез. Вода, випаровуючись з поверхні тіла людини, відбирає у шкіри деяку кількість теплоти. Внаслідок цього внутрішня енергія шкіри людини зменшується і відбувається її охолоджування.
Рішення якісного питання можна представити у вигляді п'яти етапів:
1. Знайомство з умовами завдання (читання тексту, розбір креслення, вивчення приладу і т. п.), з'ясування головного питання завдання (що невідомо, яка кінцева мета рішення задачі).
2. Усвідомлення умов 'завдання (аналіз даних завдання, фізичних явищ, описаних в ній, введення додаткових уточнюючих умов).
3. Складання плану рішення задачі (вибір і формулювання фізичного закону або визначення, відповідних умовам завдання; встановлення причинно-наслідкового зв'язку між логічними посилками завдання).
4. Здійснення плану рішення задачі (синтез даних умови завдання з формулюванням закону, отримання відповіді на питання завдання).
5. Перевірка відповіді (постановка відповідного фізичного експерименту, рішення задачі іншим способом, зіставлення одержаної відповіді із загальними принципами фізики (законом збереження енергії, маси, заряду, законами Ньютона і ін.).
Схематично методику рішення якісного питання можна представити у вигляді схеми (див. малюнок).
Рішення складної якісної задачі також здійснюється цими п'ятьма етапами, але при знайомстві з умовами завдання поводиться увага на її головне питання, на кінцеву мету рішення. При складанні плану рішення задачі будується аналітичний ланцюг висновків, що починається з питання завдання і закінчується даними її умови або формулюваннями законів і визначень фізичних величин. На четвертому етапі складається синтетичний ланцюг висновків, що починається з формулювання визначень фізичних величин, відповідних законів, з опису властивостей, якостей, станів тіла і що закінчується відповіддю на питання завдання.
При рішенні якісних задач застосовуються засновані на аналітико-синтетичному методі наступні три прийоми: евристичний, графічний і експериментальний. Вони можуть і поєднуватися, доповнюючи один одного.
Евристичний прийом полягає в постановці і дозволі ряду взаїмо-
зв'язаних цілеспрямованих якісних питань. Кожний з них має своє самостійне значення і рішення і одночасно є елементом рішення всієї задачі.
Цей прийом щепить навики логічного мислення, аналізу фізичних явищ, складання плану рішення задачі, учить пов'язувати дані її умови із змістом відомих фізичних законів, узагальнювати факти, робити висновки.
Слід розрізняти три форми здійснення евристичного прийому рішення якісних задач в процесі навчання фізиці:
а) форма навідних питань припускає постановку вчителем ряду питань і відповіді на них що вчаться. Це перший ступінь навчання;
б) питально-відповідна форма припускає постановку самим учням питань і відповіді на них. Як правило, рішення представляється письмово;
в) оповідна (у відповідь) форма припускає відповіді учнів на в думках поставлені перед собою питання. Рішення представляється у виді логічно і фізично зв'язаних між собою тез (пропозицій), створюючих цілісну розповідь.
Графічний прийом рішення якісних задач полягає в складанні відповіді на питання завдання на підставі дослідження графіка функції, креслення, схеми, малюнка, фотографії і т.п.
Гідністю цього прийому є наочність і лаконічність рішення. Він розвиває функціональне мислення школярів, привчає їх до точності, акуратності. Особливо велика його цінність в тих випадках, коли дана послідовність малюнків, що фіксують певні стадії розвитку явища або протікання процесу
Експериментальний прийом рішення якісних задач полягає в отриманні відповіді на питання завдання на підставі досвіду, поставленого і проведеного відповідно до її умови. У таких завданнях звичайно пропонується відповісти на питання ЀЩо відбудеться?Ѐ і ЀЯк зробити?Ѐ
В процесі експериментального рішення якісних задач учні стають як би дослідниками, розвиваються їх допитливість, активність, пізнавальний інтерес, формуються практичні уміння і навики.
При правильно поставленому досвіді відповідь виходить швидко, він переконливий і наочний. Оскільки сам експеримент не пояснює, чому так, а не інакше протікає явище, то його супроводжують словесним доказом.
Що у ряді випадків вчаться, не володіючи навиками логічного мислення, застосовують прийом висунення гіпотези (інтуїтивне мислення). Цей шлях рішення задачі не слід відкидати. Навпаки, треба ретельно розглянути будь-яку пропозицію, будь-яку фізичну ідею рішення задачі, довести або її застосовність, або неспроможність. При цьому, звичайно, зав'яжеться дискусія, яка сприятиме розвитку фізичного і логічного мислення учнів.
МЕХАНІЧНІ
ЯВИЩА
1. ФІЗИЧНІ ВЕЛИЧИНИ
1. Як визначити за допомогою масштабної лінійки середній діаметр однакових швейних голок?
2. Як зміряти середній об'єм однакових маленьких кульок від шарикопідшипника для велосипеда за допомогою мензурки?
3. У деякій хімічній реакції виділяється газ, об'єм якого npи нор- мальних умовах потрібно визначити. Запропонуйте конструкцію приладу для вимірювання об'єму газу.
4. У якому з двох однакових стаканів (мал. 1) налито більше за чай?
2. ПЕРВИННІ ВІДОМОСТІ ПРО БУДОВУ РЕЧОВИНИ
Будова речовини. Молекули. Дифузія
5. Якщо змішати рівні об'єми ртуті і води, а потім - спирту і води, то в першому випадку вийде подвоєний об'єм суміші, а в другому - менше подвоєного об'єму. Чому?
6. Чим відрізняється рух однієї і тієї ж молекули в повітрі і у вакуумі?
7. Киньте у воду кристал марганцівки. Через деякий час навколо нього утворюється фіолетова хмарка. Поясніть явище.
8. Дитячі повітряні кульки звичайно наповнюють гелієм. Чому вони вже через добу втрачають пружність, зморщуються і перестають підніматися?
9. Чим пояснюється, що пил не спадає навіть з поверхні, оберненої вниз?
10. Чому швидкість дифузії з підвищенням температури зростає?
11. Для чого при складанні полірованих стекол між ними кладуть паперові стрічки?
12. Чому не можна з'єднати в одну дві дерев'яні лінійки, щільно приклавши їх один до одного?
Три стани речовини
13. Чи може бути куховарська сіль рідкої, а вуглекислий газ твердим?
14. Яка буде форма рідини, якщо перелити її із стакана в колбу, в мензурку (мал. 2)? Чи зміниться при цьому її об'єм?
15. Чому не вдається наповнити пляшку рідиною, якщо воронка щільно притиснута до стінок шийки пляшки?
16. Чому при згинанні прутика паяльного олова чутний характерний тріск?
3. РУХ І СИЛИ
Механічний рух
17. Як рухається пантограф (струмоприймач, розташований на даху вагону електропоїзда) щодо вагону, повітряного дроту?
18. Автомобіль і комбайн рухаються прямолінійно, так що якийсь час відстань між ними не міняється. Вкажіть, щодо яких тіл кожний з них в цей час знаходиться у спокої і щодо яких тіл рухається.
19. Людина, що сидить на каруселі, що обертається, бачить, що відносно її він нерухомий, а оточуючі його предмети і Земля рухаються. Що є в даному випадку тілом відліку?
20. Вперед або назад рухається рама велосипеда щодо верхньої частини колеса?
21. Аеростат захоплюється постійним по силі і напряму вітром в північному напрямі. Чи протягуватимуться при цьому прапори на його гондолі?
22. Чи однакові шляхи проходять електровоз і хвостовий вагон при русі потягу?
23. Льотчик-спортсмен зумів посадити літак на дах рухомого легкового автомобіля. За якої фізичної умови це можливо?
Взаємодія тіл. Маса тіла
24. Чому важко розбити горіх на м'якій опорі і легко на твердій?
25. Для чого швець, прибиваючи підметку, надягає черевик на залізну лапку?
26. Човняр, стоячи однією ногою на пристані, іншу ногу ставить в човен і відштовхується від пристані. У якому випадку йому зручніше сісти в човен: коли вона порожня або коли в човні сидять люди?
Щільність речовини
27. Три кубики - із заліза, міді і свинцю - мають однакові розміри. Який з них має найбільшу (найменшу) масу?
28. Два однакові ящики наповнені дробом: у одному крупна, в другом
дрібна. Який з них має велику масу?
29. У двох однакових стаканах налита вода до однієї висоти. У один стакан опустили однорідний злиток стали масою 100 г, а в іншій - срібло тієї ж маси. Чи однаково підніметься вода в обох стаканах?
Інерція
30. Чому краплі дощу при різкому струшуванні злітають з одягу?
31. Покладіть на стакан поштову листівку, а на неї - монету. Ударте по листівці клацанням. Чому листівка відлітає, а монета падає в стакан?
32. Є два способи колки полін. У першому випадку поліно ударяють швидко рухомою сокирою. У другому - слабким ударом заганяють сокиру в поліно, а потім, змахнувши сокирою з насадженим поліном, б'ють обухом об колодку. Поясніть механічні явища, спостережувані при цьому.
33. Чому удари об ковадло парових молотів стрясають грунт значно менше при важких ковадлах, чим при більш легенях?
34. Цеглину кладуть на долоню і ударяють по ньому молотком. Чому рука, що тримає цеглину, не відчуває болі від ударів молотка?
35. М'яч, що спокійно лежав на столі вагону при рівномірному русі потягу, покотився: а) вперед по напряму руху потягу; б) назад проти руху; у) убік. На яку зміну в русі потяги указує кожний з перерахованих випадків?
36. Вершник швидко скаче на коні. Що буде з вершником, якщо кінь спіткнеться?
37. У ряді випадків на горизонтальній ділянці шляху автомобіль, мопед і інші машини досить тривалий час продовжують свій рух при непрацюючому двигуні. На якій механічній властивості тіл заснований цей вільний хід машини?
Сила. Явище тяжіння. Сила тяжіння
38. Які тіла взаємодіють при падінні каменя, русі супутника, автомобіля, парусного човна?
39. Маса другого тіла удвічі більше маси першого. Порівняйте сили тяжіння, що діють на ці тіла.
40. а) Якщо зважити одне і те ж тіло на вагах, важелів, біля підніжжя Ельбрусу і на його вершині, то який буде результат? Чи однакова вага тіла в цих двох місцях?
б) На чутливих пружинних вагах зважили тіло А біля підніжжя гори, а тіло В на тих же вагах - на її вершині. Свідчення вагів виявилися однаковими. Порівняйте маси тіл.
41. Барон Мюнхгаузен, герой відомої повісті Р.Э. Распе, прив'язавши кінець мотузка до Місяця, спускався по ній на Землю. У чому головна фізична недоладність такого пересування?
Вертикальний напрям. Схил
42. а) Вкажіть в кімнаті вертикальні і горизонтальні лінії.
б) Вкажіть в кімнаті вертикальні і горизонтальні площини.
в) Чи можна на стіні провести горизонтальну лінію, похилу, вертикальну?
г) Чи можна на підлозі провести вертикальну лінію, горизонтальну?
43. а) Під яким кутом нахилені один до одного прямовисні лінії на полюсі і на екваторі?
б) Під яким кутом нахилені один до одного прямовисні лінії на полюсах Землі?
44. а) У землю увіткнули жердину. Як дізнатися, чи вертикально напрям жердини?
б) Як перевірити, вірний рівень чи ні?
45. Чи повторює вільна поверхня океану кулясту форму Землі?
Вага тіла. Поняття про невагомість
46. Гуллівер, герой відомої книги Д.Свіфта, в ЀПодорожі в Бробдинг-млостіЀ розповідає: ЀХлопчик ніс мене в ящику... Орел, захопивши дзьобом кільце мого ящика, поніс його... Потім раптом я відчув, що падаю прямовисно вниз близько хвилини, але з такою неймовірною швидкістю, що у мене захопило духЀ. У якому стані руху знаходився розповідач?
47. При виготовленні гирі в ній висвердлюють невелике поглиблення, в яке запресовують свинцеву або мідну пробку. Для чого це роблять?
48. Придумайте механічний дозатор - автомат для безперервного вантаження сипких тіл в залізничні вагони, що відміряє строго певну вагу. Автомат повинен легко настроюватися на різну вагу.
49Ѐ. На штативі на нитці підвішений вантаж. Який повинен рухатися штатив, щоб нитка не випробовувала ніякого натягнення?
Завдання, відмічені знаком 0, призначені для позакласної роботи або профільованих шкіл
50Ѐ. Чи зміниться щільність повітря в кабіні космічного корабля в стані невагомості?
51Ѐ. Хлопчик, піднявшись на сходи, випустив з рук судину з водою. Чому рівний тиск води на дно під час падіння?
52Ѐ. На дні стакана з оргстекла знаходиться залізний диск. Над ним на деякій відстані прикріплюють до стакана магніт. Які зміни в стані диска спостерігатимуться під час вільного падіння стакана?
53Ѐ. До одного кінця пружної сталевої пластинки АВ підвішена гиря, а другий її кінець укріплений на Ѐдошці ЛюбімоваЀ (мал. 3).
Поясніть зміни, які спостерігатимуться в електричному ланцюзі, коли вертикально розташована дошка почне вільно падати.
Сила і її вимірювання. Складання сил. Рівнодіюча сил
54. Визначте ціну ділення шкали трубчастого динамометра (мал. 4).
55. Запропонуйте спосіб вимірювання сили, з якою іграшковий автомобіль (або танк) тягне по столу дерев'яний брусок.
56. На мал. 5 в одному і тому ж масштабі зображене декілька сил. Сила F5=5Н. Вкажіть силу, рівну 4 Н і направлену під кутом 30Ѐ до осі ОХ.
57. До штатива на нитці підвішений вантаж масою 102 р. Зобразіть графічно у вибраному вами масштабі сили, що діють на вантаж.
58. Пружинні ваги одним кінцем прикріплені до стелі, а до іншого підвішений вантаж вагою 1470 Н. Под вантажем поміщається людина, що спирається ногами на платформу десяткових вагів, які показують вагу людини, рівну 700 Н.
а) Які будуть свідчення пружинних і десяткових вагів, якщо людина із зусиллям в 350 Н старатиметься підвести вантаж?
б) Які будуть свідчення вагів, якщо людина з таким же зусиллям тягнутиме вантаж вниз?
Сила тертя. Тертя в природі і техніці
59. Чому крейда залишає слід на класній дошці?
60. Чому металеві сходинки (драбини, підніжки трамвая, потягу і т. п.) не гладкі, а мають рельєфні виступи?
61. Які сили врівноважуються при рівномірному русі автомобіля по горизонтальній ділянці дороги?
62. Чи може велосипедист рухатися рівномірно по горизонтальному шосе, не обертаючи педалі?
63. Парашутист масою 75 кг при розкритому парашуті спускається з постійною швидкістю 6 м/с. Чому рівна сила опору повітря при цьому русі?
64. Для чого ЀрозводятьЀ пили, тобто сусідні зуби нахиляють в протилежні сторони?
65. Чому шматок господарського мила легше розрізати міцною ниткою, чим ножем?
66. У автомобіля підвищеної прохідності при русі по поганих дорогах обидві осі можуть працювати як ведучі. При русі ж по хороших дорогах у цих автомобілів, як і у звичайних, як ведучу застосовують тільки задню вісь. Чому прохідність автомобіля збільшується, коли обидві осі роблять ведучими?
67. Чому медичні голки полірують до дзеркального блиску?
68. Чому шовковий шнурок розв'язується швидше бавовняного, шерстяного?
69. Дайте фізичне обгрунтування прислів'ю ЀКоси, коса, поки роса; роса геть, і ми додомуЀ. Чому при росі косити траву легше?
70. Чому важко тримати в руках живу рибу?
71. Чому в метро забороняється спиратися ліктем об рухомі поручні сходів ескалатора?
72. Чому при споруді електровозів не застосовуються легкі метали або сплави?
73. Автомашина з причепом повинна перевезти важкий вантаж. Куди його вигідніше помістити: у кузов автомашини або на причіп? Чому?
74. Чому збільшення натягнення приводного пасу, передавального рух від шківа до шківа, збільшує тертя між ременем і шківом?
75. На столі лежить стопка зошитів, нижня приклеєна до столу. Як рухатимуться зошити в стопці, якщо поволі потягнути в горизонтальному напрямі за одну з них?
76. Який вид тертя має місце при катанні на ковзанах і при катанні на роликах?
77. Навіщо при спуску воза з крутої гори іноді одне колесо підв'язують мотузком так, щоб воно не оберталося?
78Ѐ. Чому восени у трамвайних ліній, що проходять в районі парків, бульварів, садів і т. п., вивішуються написи ЀОбережно, листопад!Ѐ, ЀБережися юза1Ѐ?
79. За заявою членів екіпажа ЀАполлона-12Ѐ Ч. Конрада і А. Біна, по Місяцю ходити легко, але вони часто втрачали рівновагу, оскільки навіть при легкому нахилі вперед можна впасти. Поясніть явище.
Сила взаємодії молекул. Явище змочування
80. Ножівкове полотно зігнули в дугу. Які сили виникли на зовнішній і на внутрішній поверхнях полотна?
81. Сила тяжіння, що діє на сидячу на стільці людину, врівноважується силою пружності ніжок стільця. Яка природа сили пружності?
82Ѐ. Якщо до носика хімічної чашки приблизно перпендикулярно його кінчику (мал. 6) прикласти скляну паличку, то вода при нахилі чашки буде спокійна стікати по ній струменем. Без згаданої обережності значна частина рідини потече по зовнішній поверхні чашки. Поясніть явище.
83Ѐ. Чому воду з скляної бульбашки можна відмірювати краплями, а ртуть не можна? З якого матеріалу повинна бути бульбашка, щоб з нього можна було відмірювати ртуть краплями?
84Ѐ. Як зробити, щоб скло не змочувалося водою?
85Ѐ. Чому для склеювання уживається рідкий клей?
86Ѐ. Чи можна відливати метал у форми, зроблені з матеріалу, який змочується даним розплавленим металом?
87". Існує переказ про те, як колись люди здобували золотий пісок, який несла швидка річка, що протікала по Колхіді. Мудрі жителі стародавньої країни використовували для цієї мети баранячі шкури. Покладуть шкури на ніч на дно річки, а вранці, вийнявши їх з води, бачать: весь ворс світиться, так багато осіло на ньому золотого піску. Як пояснити, що ворс затримує крупинки золота?
Капілярність
88. Чому легко писати чорнилом на щільному папері, важко на промокальній і не можна писати на промасленій?
89Ѐ. Чому шовкова хустка не так добре витирає піт, як полотняний?
90Ѐ. Чи псуватиметься зерно, якщо його зсипати на тому, що сухому укотило струму під навіс?
91Ѐ. Покладіть у воду шматок крейди. З нього на всіх напрямках почнуть виходити міхури. Поясніть явище.
92Ѐ. Який грунт сохне швидше після дощу - піщаний або глинистий? Чому?
93Ѐ. При зведенні споруд поверх цегляного фундаменту кладуть шар толя - товстого паперу, просоченою кам'яновугільною смолою. Без такої прокладки приміщення легко може виявитися сирим. Чому?
94. Чи можна в стані невагомості писати звичайною авторучкою?
95Ѐ. Чому сталеві вироби, упаковані у вугільний порошок, не покриваються іржею?
Тиск
96. На зораній прикордонній смузі виявлений слід чобіт порушника межі. Чи можна по сліду визначити, що пройшла тільки одна людина або що він ніс ще на собі іншого або якийсь важкий вантаж?
97. Якщо важку покупку нести за мотузок, то відчувається сильний біль (ріже пальці), а якщо під мотузок підкласти складений у декілька разів лист паперу, то біль зменшується. Поясніть, чому.
98. Поясніть призначення наперстка, що надягає на палець при шитті голкою.
99. Чому класти голову на подушку приємніше, ніж на дерев'яну дощечку, похилої?
100. Чи можна приготувати таке кам'яне ложе, щоб лежати на ньому можна
було з таким же відчуттям, як на м'якому дивані?
101. Якщо металевий стакан здавлювати долонями уздовж його осі, то рука, що натискає на краї стакана, відчуватиме біль, а інша немає. Чому?
Тиск в природі і техніці
102. Чому буря, яка влітку валить живі дерева, часто не може звалити те, що стоїть поряд сухе дерево без листя, якщо воно не підгнило?
103. Чи залежить тиск колісного трактора на дорогу від тиску усередині балона колеса?
104. Невеликі по вазі криголами не можуть зламати багатометровий лід. Чому ж це вдається зробити важким криголамам?
105. Чому задні осі вантажних автомашин часто мають колеса з подвійними балонами?
106. Навіщо під гайку підкладають широке металеве кільце, зване шайбою?
107. До людини, під якою провалився лід, 'підходити не можна. Для порятунку йому кидають сходи або довгу дошку. Поясніть, чому у такий спосіб можна врятувати того, що провалився.
108. Чому при споруді удома всі його стіни виводяться одночасно до приблизно однакової висоти?
109. Чому дамбу будують так, що її профіль розширюється донизу?
110. Для чого точать (загострюють) стамески, пили і інші ріжучі інструменти?
111. При роботі новим напилком доводиться прикладати більші зусилля, ніж старим. Чому ж вважають за краще користуватися новим напилком?
112. Поясніть, як наждачний папір шліфує металеві предмети.
ВІДПОВІДІ, РІШЕННЯ І ВКАЗІВКИ
1. Кладуть впритул 10-20 голок, вимірюють загальну їх товщину і ділять на число голок.
2. Наливають в мензурку рідину (наприклад гас), відзначають рівень. Відлічують деяке число кульок (чим більше, тим точніше буде відповідь) і висипають їх в мензурку. Помічають новий рівень. Розділивши зміну свідчень мензурки на число кульок, одержують шуканий об'єм.
3. Одним з варіантів є наступна установка. Через трубку А газ поступає в судину В (мал. 7), наповнений рідиною, в якій газ не розчиняється, і перекинутий над проградуйованою і відкритою судиною З (мензуркою).
Заповнюючи судину B, газ витіснятиме воду в судину С. По зміні рівня води в цій судині можна визначити об'єм газу.
4. У стакані А, оскільки рівні води в обох стаканах однакові, але в стакані В знаходиться чайна ложка.
5. Молекули спирту і води взаємно проникають в проміжки, що є між ними, і вступають в хімічну взаємодію. Внаслідок цього об'єм суміші води і спирту менший, ніж сума первинних об'ємів.
6. У вакуумі молекула рухається рівномірно і прямолінійно. В повітрі унаслідок зіткнень з іншими молекулами та ж молекула рухається по ламаній зигзагоподібній лінії з швидкістю, що змінюється.
7. Речовина, розчиняючись, дифундує у воді, офарблюючи її фіолетовим кольором.
8. Гелій дифундує крізь оболонку кулі.
9. Частинки пилу утримуються на поверхні силою взаємного тяжіння молекул.
10. З підвищенням температури збільшується швидкість руху молекул, отже, і швидкість дифузії.
11. Щоб стекла не злипалися під дією сил взаємного тяжіння молекул.
12. Унаслідок нерівностей поверхонь прикладених один до одного лінійок утворюється мала кількість точок зіткнення, де виявляються сили молекулярного тяжіння.
13. Так, при нормальному атмосферному тиску куховарська сіль стає рідкою при температурі 800 ЀС (а вуглекислий газ твердим - при 250 ЀС. - Ред.)
14. Рідина приймає форму судини, в яку її поміщають. Об'єм рідини при цьому не міняється.
15. Повітря займає весь об'єм пляшки, а сила, з якою налита у воронку вода тисне на повітря, недостатня, щоб стиснути його значною мірою.
16. Руйнуються зв'язки між кристалами олова.
17. Щодо вагону пантограф знаходиться у спокої, щодо дроту він рухається із швидкістю потягу.
18. Покояться один щодо одного; рухаються щодо Землі.
19. Тілом відліку є карусель.
20. Назад.
21. Прапори звисають прямовисно, як в безвітряну погоду.
22. Однакові.
23. Якщо літак щодо автомобіля нерухомий, тобто рухається майже горизонтально з тією ж швидкістю щодо Землі, що і автомобіль.
24. Щоб розбити горіх, треба прикласти до його шкаралупи дві рівні і протилежно направлені сили, що стискають її настільки, що вона руйнується. Одну з сил створює ударяюче тіло (молоток, камінь і т. п.); інша виникає при взаємодії горіха з опорою. Якщо опора тверда і нерухома, умови, необхідні для розколювання шкаралупи, дотримуються. У разі м'якої опори сила реакції в основному йде на зміну швидкості горіха - під дією сили удару він набуває швидкості, а потім, заглиблюючись в опору, втрачає її. Шкаралупа ж майже не змінює своєї форми і тому не руйнується.
25. Щоб створити умову взаємодії черевика і молотка (див. відповідь до завдання 24).
26. Чим більше в човні людей, тим більше її маса і тим менше зміниться її швидкість під час стрибка човняра.
27. Найбільшу - свинцевий кубик, найменшу - залізний.
28. Той, в якому дрібний дріб.
29. Оскільки щільність срібла більше щільності заліза, то об'єм злитка срібла менший. Отже, рівень води в першому стакані буде вищий.
30. Унаслідок інертності крапель води.
31. Унаслідок інертності монети і недостатньої взаємодії монети і листівки.
32. У тому випадку, коли колють дрова, ударяючи по поліну сокирою, він, продовжуючи рух унаслідок інертності, входить глибоко в нерухоме поліно. Коли ж ударяють обухом сокири, що частково увійшла до поліна, об колодку, на якій колють дрова, сокира зупиняється, а поліно продовжує рух унаслідок інертності і розколюється.
33. Важкі ковадла мають велику масу і тому набувають меншої швидкості при ударі молота.
34. Унаслідок інертності цеглина за час удару не встигне значно змінити свою швидкість і не буде додаткове тиснути на тримаючу його руку. Тому вона не відчуватиме болі.
35. а) Потяг почав зменшувати швидкість; би) збільшувати її; у) зробив поворот.
36. При зупинці коня, рухаючись за інерцією, вершник впаде вперед через голову коня.
37. Вільний хід (рух машини при непрацюючому двигуні) заснований на використанні властивості інертності машини і тіл, рухомих разом з нею.
38. Камінь і Земля, камінь і повітря. Супутник і Земля, супутник і розріджене повітря. Автомобіль і повітря, колеса автомобіля і полотно дороги. Вітрило і повітря, корпус човна і вода.
39. Сила тяжіння пропорційна масі тіла.
40. а) Ваги, важелів, дадуть однакові свідчення, хоча вага тіла зміниться (у такій же мірі зміниться і вага гирі); б) вага тіла визначається силою тяжіння, яке залежить від маси тіла і відстані до центру Землі. Оскільки вага тіл А і В однаковий, а тіло У віддаленіше від центру Землі, то маса тіла В більше маси тіла А.
41. Герою повісті ніяк не міг би ковзати по мотузку до Землі, цьому перешкоджала б сила тяжіння його до Місяця.
42. в) Можна; г) вертикальну - не можна, горизонтальну - можна.
43. а) 90Ѐ; би) 180Ѐ.
44. а) За допомогою схилу. б) (За допомогою справного рівня. - Ред.)
45. Вільна поверхня води в океані, перпендикулярна напряму сили тяжіння в кожній крапці, повторює кулясту форму Землі.
46. (В стані вільного падіння, тобто в стану невагомості. -Ред.)
47. Щоб при виготовленні можна було легко змінити масу гирі, якщо виникне така необхідність при перевірці її по еталону. Звичайно на цій пробці бюро контролю мір і вагів ставить своє клеймо.
48. Однією з конструкцій може бути наступна. По транспортеру Т сипка речовина поступає в бункер До (мал. 8), що має приставне дно АТ, що обертається навколо осі О. До АТ приварений довгий стрижень 0В, по якому може легко ковзати вантаж Р. Располагают вантаж Р так, щоб він врівноважував вагу дна АТ і сипкої речовини, що заповнює бункер. У відповідному місці закріплюють фіксатор С.
Коли вага сипкого тіла, що заповнює бункер, досягне заданої величини, дно АТ відкривається, а кінець 0В піднімається, і вантаж Р зісковзує до точки О. Содержімоє бункера пересилається у вагон М. После цього вантаж Р знову зміщують до фіксатора З і. т.д.
Настройка дозатора на певну вагу досягається переміщенням фіксатора З на плечі 0В коромисла вагів напівавтомата.
49. Вільно падати.
50. Ні, оскільки маса тіла при малих швидкостях не залежить від характеру його руху.
51. Нулю.
52. При падінні стакана наступає стан невагомості, диск і магніт притягуються один до одного.
53. Коли дошка вільно падає, наступає стан невагомості. Сталева пластина АВ поступово випрямляється, замикає ланцюг в крапці З, і лампочка спалахує.
54. 1 Н.
55. Замінивши автомобіль достатньо чутливим динамометром, повторюють досвід. Свідчення приладу рівне силі тяги автомобіля, якщо рука, що тримає динамометр, рухає брусок рівномірно з тією ж швидкістю, з якою його рухав автомобіль.
56. F.
57. Сила тяжіння і сила пружності рівні 1 Н кожна.
58. а) Пружинні ваги показуватимуть 1120 Н, а десяткові - 1050 Н;
б) пружинні ваги показуватимуть 1820 Н, а десяткові - 350 Н.
59. Коли притискують крейду до дошки, створюють велику силу тертя, яка і відриває частинки крейди, - виникає слід на дошці.
60. Щоб збільшити силу тертя ковзання підошов ніг об сходинки.
61. Сила тяги двигуна автомобіля і сума сил опору повітря і тертя рухомих частин машини.
62. Ні, оскільки діють сили тертя і опору повітря, що зменшують його швидкість.
63. Fсопр = тд.
64. При ЀрозведенійЀ пилі пропив має ширину, велику товщина полотна пили. Цим зменшується тертя рухомої пили об стінки пропила.
65. При розрізанні ниткою виникає значно менша сила тертя, чим при розрізанні ножем.
66. При обертанні провідної осі між колесами і грунтом виникає сила тертя спокою, що штовхає автомобіль. Чим більше провідних осей, тим більша сила тяги, що діє на автомашину
67. Окрім вимог гігієни інструменту, істотним є зменшення сили тертя голки об шкіру при уколі.
68. Шовковий шнур має гладшу поверхню, означає, виникає менша сила тертя.
69. Роса збільшує масу стебла. Тому при ударі косою він у меншій мірі згинається, і коса відразу зрізає його.
Роса служить мастилом, що зменшує силу тертя, коли при зворотному русі коса ковзає по траві.
70. Тіло риби покрите слизом. Це мастило зменшує силу тертя, і риба вислизає з рук.
71. Щоб не збільшувати тертя поручнів об пластини напрямних, по яких вони ковзають.
72. Зменшувати вагу електровоза невигідно, оскільки це зменшить силу тиску на рейки, а отже, і силу тертя між провідними колесами і рейками, що зменшить силу тяги електровоза.
73. У кузов автомашини. Це збільшить силу тиску на задні (ведучі) колеса машини, а значить, збільшить зчеплення з полотном дороги. Якщо помістити вантаж на причіп, можлива пробуксувала машини на мокрій слизькій дорозі і на підйомі.
74. Оскільки зростає сила тиску ременя на шків.
75. Сила тертя між зошитами вгорі менше, ніж внизу, оскільки менше сила тиску. Тому зошити, лежачі вище за ту, за яку потягнули, зрушаться разом з нею, а лежачі нижче залишаться нерухомими.
76. На ковзанах - тертя ковзання, на роликах - тертя кочення і невелике ковзання.
77. Щоб збільшити силу тертя.
78. Тому що лист на рейках зменшує тертя і може перешкодити гальмуванню.
79. Стійкість ходьби людини визначається силою тертя між підошвою взуття і грунтом. Оскільки сила тяжіння на Місяці в шість разів менше, ніж на Землі, то там при ходьбі виникає і мала сила тертя.
(Сила тяжіння на Місяці в шість разів менша, ніж на Землі. В стільки ж разів там менше (за інших рівних умов) і сила тертя, а сила м'язів така ж, як і на Землі. Це все одно, що на Землі стати в шість разів сильніше. Ходьба відразу перетвориться на стрибки, і стійкість загубиться. - Ред.)
80. На зовнішній - сили тяжіння, на внутрішній - сили відштовхування між молекулами.
81. Сила пружності є сила відштовхування молекул речовини, з якої виготовлений стілець.
82. Вода змочує поверхню скляної палички і по ній витікає з чашки.
83. Вода змочує скло, ртуть - ні. Щоб можна було відмірювати ртуть краплями, бульбашка повинна бути з олова, цинку, золота або інших металів.
84. Покрити його плівкою, яку вода не змочує.
85. Клей змочує поверхні, що сполучаються, і цим забезпечується міцність з'єднання.
86. Ні, оскільки відбуватиметься спаювання металу і матеріалу форми.
87. Крупинки золота, покриваючись жиром овчини, прилипають до ворсу, який також покритий жиром.
88. Щільний папір чорнилом змочується, але капіляри в ній заповнені іншою речовиною. Промокальний папір має велику кількість капілярів, в які проникає чорнило, тому запис на ній виходить розпливчатим. Промаслений папір чорнилом не змочується, і вони на ній збираються краплями.
89. Шовк вологою погано змочується.
90. Буде, за рахунок вологи, яка піднімається по капілярах грунту.
91. Крейда - речовина пориста. Проникаюча по капілярах вода витісняє з крейди повітря.
92. Піщаний, оскільки в ньому містяться капіляри, по яких вода піднімається з грунту на поверхню.
93. Цегляний фундамент містить капіляри, по яких вода з грунту проникала б в стіни будівлі. Шар толя перегороджує воді шлях вгору.
94. Можна. Із-за змочування чорнило розтечеться по стінках балона авторучки і подаватимуться до пера по капіляру.
95. Тому що вугільний порошок містить тонкі капіляри, які вбирають вологу, оберігаючи сталеві вироби від псування.
96. Так, по глибині сліду на зораній землі.
97. Відчуття болю залежить від тиску, який предмет проводить на тіло людини. Величина тиску залежить від площі, на яку діє вага покупки. У паперової ручки площа опори більше, тому тиск на ручку менше, ніж в першому випадку.
98. При шитті виникає тиск голки на палець. Щоб його зменшити, збільшують площу опори, поміщаючи між пальцем і голкою наперсток.
99. Тиск обернено пропорційно до площі опори. У м'якій
душці голова робить зручну вм'ятину, тяжкість голови доводиться на велику площу. Внаслідок цього стає малим тиск на подушку. Тому виникає малий тиск на шкіру голови, тобто не виникає відчуття болю.
100. Так, якщо поверхня ложа точно відповідає формі тіла людини.
101. Див. відповідь на завдання 97.
102. Сила, з якою вітер діє на крону дерева (при однаковому тиску), залежить від площі її поверхні. У живого дерева вона більше. Тому буря звалить живе дерево раніше, ніж сухе.
103. Залежить. При збільшенні тиску усередині балона зменшується площа опори колеса на дорогу, тому тиск трактора на дорогу зростає.
104. Щоб розколоти лід, треба у визначеному місці провести на нього великий тиск. Чим більша вага криголама, тим більший тиск він створює на лід.
105. У вантажних автомобілів тяжкість в основному доводиться на задні колеса. Щоб не виникало великого тиску їх на грунт і вони не занурювалися глибоко в грунт, збільшують площу опори задніх коліс, насаджуючи на вісь додаткові балони.
106. Шайба збільшує площу опори. При цьому зменшується тиск на деталі, що скріпляють за допомогою болта і гайки.
107. При опорі людини на дошку або сходи його тяжкість розподіляється на велику площу, і тиск на кромку льоду зменшується.
108. Тиск стін на фундамент (і на грунт) залежить від ваги стіни і прилеглої до неї частини будівлі. Під дією ваги будівлі відбувається ущільнення (усадка) грунту. Якби будівля будувалася нерівномірно по висоті, то відбувалося б нерівномірне осідання грунту під ним. А це могло б привести до аварій.
109. Дамба має величезну вагу. При широкій підставі вона чинитиме менший тиск на грунт.
110. Для зменшення площі вістря ріжучого інструменту, що збільшує тиск на матеріал виробу і полегшує його обробку.
111. Новий напилок глибше входить в метал (оскільки у нього менша площа виступів насічки напилка), тим самим зростає швидкість обробки деталі.
|
