ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ
РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ

Дидактические материалы по физике для учащихся, а также их родителей ;-) и, конечно же, для творческих педагогов. Для тех, кто любит учиться! Предлагаю Вашему вниманию 50 качественных задач по физике на тему: «Работа, мощность, энергия». Сопроводим задачи познавательными примечаниями и комментариями – для любознательных к некоторым задачам дадим развёрнутые ответы ;-) И… по традиции зелёных страничек побалуем себя шедеврами мировой живописи…

Задача №1
Гвоздь забили в бревно, затем вытащили его. Одинаковую ли при этом совершили механическую работу?

Ответ: При забивании гвоздя совершили большую работу, так как нужно было не только преодолевать силу трения, но и разрывать волокна дерева.

Задача №2
Совершает ли механическую работу по перемещению поезда, движущегося равномерно по прямому пути, ветер, дующий в направлении, перпендикулярном направлению перемещения поезда?

Ответ: Нет.

Задача №3
Тренируясь, штангист «взял» в рывке штангу. Одинаковые ли механические работы были произведены силой, приложенной к штанге, на первой и второй половине её подъёма?

Ответ: На первой половине пути подъёма была произведена большая механическая работа, так как в начале поднятия приложенная к штанге сила была большей её веса. Объясните почему ;-)

Задача №4
Два мальчика, соревнуясь в перетягивании каната, тянут его в разные стороны. Один из них перетянул канат на себя. Сравните механические работы сил, приложенных к канату.

Ответ: Работы сил, приложенных к канату одинаковы. Силы, приложенные к канату одинаковы. У одного мальчика направление силы, приложенной к канату, совпадает с направлением его перемещения, а у другого – противоположно. Поскольку пути, на которых действую силы, одинаковы, то работы этих сил равны. В данном случае можно сказать, что работы, совершённые мальчиками, одинаковы, но направлены в разные стороны.

Перетягивание каната The Tug of War Гарри Брукер, 1891 год

Гарри Брукер (Harry Brooker; 1848–1940) – британский жанровый живописец.

Задача №5
Производит ли человек механическую работу, входя на лестнице на верхний этаж здания? Производит ли человек механическую работу, поднимаясь на туже высоту на лифте?

Задача №6
Изменится ли работа, производимая двигателем эскалатора, если человек, стоящий на равномерно движущейся вверх лестнице эскалатора, начнёт сам равномерно подниматься по ней?

Ответ: Да, работа уменьшится. Как неподвижно стоящий, так и равномерно движущийся по эскалатору человек оказывает на эскалатор одинаковую силу давления, равную своему весу. Поэтому поведение человека, описанное в условии задачи, на силе двигателей эскалатора, совершающей работу по подъёму лестницы и человека, никак не отразится. Между тем, двигаясь, человек совершает некоторую работу по своему подъёму и раньше достигнет верха эскалатора. Следовательно, двигатели эскалатора произведут меньшую работу при подъёме движущегося человека, чем при подъёме неподвижно стоящего.

Метро Лабас Александр Аркадьевич, 1935 год

Лабас Александр Аркадьевич (19.02.1900–30.08.1983) – советский художник, представитель русского авангарда 20–30-х годов.

На эскалаторе. Московское метро Шегаль Григорий Михайлович, 1941–1943 гг.

Шегаль Григорий Михайлович (1889–1956) – советский живописец, педагог. Член-корреспондент Академии художеств СССР.

Задача №7
Может ли механическую работу совершить сила трения покоя?

Ответ: Может. Показать это можно на следующем примере. На полу железнодорожного вагона стоит груз. Поезд начал двигаться. Груз под действием силы трения, действующей между ним и полом, переместится вместе с вагоном, не двигаясь относительно него. После того как вагон переместится на некоторое расстояние, груз приобретёт энергию. Эту энергию он, очевидно, приобрёл за счёт работы, совершённой силой трения покоя.

Задача №8
Трактор тянет сеялку по горизонтальному участку поля. По преодолении какой силы трактор совершает работу?

Ответ: По преодолению силы сопротивления почвы.

Для любознательных: Понятие работы как физической величины, введённое в механике, только до известной степени согласуется с представлением о работе в житейском смысле. Действительно, например, работа грузчика по подъёму тяжести расценивается тем больше, чем больше поднимаемый груз и чем на большую высоту он должен быть поднят.

Атлас и Геспериды Джон Сингер Сарджент 1925 год

Однако с той же житейской точки зрения мы склонны называть «физической работой» всякую деятельность человека, при которой он совершает известные физические усилия. Но, согласно даваемому в механике определению, эта деятельность может и не сопровождаться работой. В известном мифе об Атласе, поддерживающем на своих плечах небесный свод, люди имели в виду усилия, необходимые для поддержания огромной тяжести, и расценивали эти усилия как колоссальную работу. Для механики же здесь нет работы, и мышцы Атласа могли бы быть попросту заменены прочной колонной.

Атлас или Атлант – в древнегреческой мифологии могучий титан, держащий на плечах небесный свод. Является символом выносливости и терпения.
Геспериды – в древнегреческой мифологии нимфы, дочери Геспера – Вечерней Звезды и Нюкты – Ночи, охраняющие золотые яблоки.
Джон Сингер Сарджент (John Singer Sargent; 12.01.1856–15.04.1925) – американский художник, мастер портрета.

Задача №9
Судно перешло из реки в море. При этом мощность, развиваемая двигателями, и число оборотов винта не изменилась. Изменилась ли скорость движения судна относительно воды? (Вязкость речной и морской воды считать одинаковой.)

Ответ: Скорость движения судна в морской воде увеличилась. Плотность морской воды больше плотности пресной, поэтому глубина погружения судна в воду уменьшится. Следовательно, уменьшится сопротивление воды движению судна.

Батум Лагорио Лев Феликсович, 1881 год

Лагорио Лев Феликсович ((09.12.1826–17.11.1905) – один из самых известных русских художников-маринистов. Первый ученик Ивана Константиновича Айвазовского.
Батуми (до 1936 года – Батум) – город и порт в Грузии, на побережье Чёрного моря, главный туристический центр современной Грузии.

Задача №10
Наблюдая за лодкой, ведущей на буксире другую такую же, можно заметить, что буксирный канат бывает натянут не всё время. Объясните причину этого явления, учитывая, что мощность, развиваемая буксиром, постоянна.

Ответ: Предположим, что в некоторый момент времени канат не натянут (например, из-за того, что буксир попал на волну и потерял при этом скорость). При ненатянутом канате скорость буксируемой лодки вследствие сопротивления воды будет уменьшаться, а скорость буксира увеличиваться благодаря работе двигателя. Канат при этом будет натягиваться. Натяжение каната вызывает увеличение скорости буксируемой лодки и, в свою очередь, уменьшение скорости буксира. Натяжение каната убывает, и весь процесс повторяется снова.

Задача №11
Измениться ли мощность, развиваемая двигателями эскалатора, если мальчик, стоящий на движущейся вверх лестнице эскалатора, начнёт подниматься по эскалатору с постоянной скоростью?

Ответ: Не изменится. Работа двигателей эскалатора, оттого, что мальчик движется по нему, уменьшится, а меньшую работу двигатели совершат соответственно за меньшее время.

Для любознательных: Первый в мире эскалатор установили в 1894 году в парке Кони-Айленд (Нью-Йорк) как аттракцион для туристов. Его называли «наклонный подъёмник». Спроектировал эскалатор американский изобретатель Джесси Рено. Поначалу на специальной раме двигался ленточный конвейер с площадкой, наклонённой к земле под углом 30°. Но это было опасным для пассажиров. Тогда Рено заменил наклонную площадку ступеньками. Несколько позже их снабдили поручнями. В 1911 году в Лондоне станцию метрополитена "Earl's Court" впервые снабдили эскалатором.

Задача №12
Кто развивает большую мощность: медленно поднимающийся по лестнице человек или спортсмен той же массы, совершающий прыжок с шестом?

Ответ: Большую мощность развивает спортсмен, прыгающий с шестом, так как он совершает работу за меньшее время, чем медленно поднимающийся по лестнице человек.

Задача №13
Под действием груза пружина, подвешенная вертикально, растянулась. Как изменятся потенциальная энергия пружины, если её: а) нагревать; б) охлаждать?

Ответ: а) Потенциальная энергия пружины при её нагревании будет уменьшаться; б) при охлаждении будет увеличиваться. Напряжённое состояние пружины при нагревании уменьшается (при значительном нагревании может произойти отжиг и пружина вообще потеряет способность восстанавливать свою первоначальную форму). При охлаждении напряжённое состояние пружины увеличивается.

Задача №14
Механические часы нужно периодически заводить (обычно один раз в сутки). Почему?

Задача №15
«Мещёрская сторона», 1939 год. Константин Георгиевич Паустовский
«…Я жил первый год в Солотче у кроткой старушки, старой девы и сельской портнихи, Марьи Михайловны. Её звали вековушей – весь свой век она коротала одна, без мужа, без детей.
В её чисто умытой игрушечной избе тикало несколько ходиков и висели две старинные картины неизвестного итальянского мастера…»
Что такое ходики? За счёт, какой энергии работают ходики – стенные часы с гиревым заводом?

Время по Гринвичу Greenwich Time Чарльз Спенселей

Для любознательных:
Ходики это настенные часы с гирями. Такие часы представляют собой простой часовой механизм, способный запасти работу, а затем отдать её. Подтягивая гирю вверх, мы совершаем некоторую работу. В результате часовой механизм получает способность совершать в течении длительного времени работу, необходимую для хода часов, то есть для поддержания движения всех колёс, стрелок и маятника, испытывающих сопротивление движению, вызванное трением.
По мере хода часов гиря постепенно опускается и запас работоспособности механизма уменьшается. Через некоторое время понадобится снова «завести» часы, то есть вновь сделать их способными к совершению работы, требующейся для их хода – подтянуть опустившуюся гирю вверх.
При заводе часов гиревой механизм накапливает способность производить работу; по мере хода часов способность производить работу расходуется. Поднимая груз, мы запасаем работу; опускаясь, груз способен производить работу. Запас работы, которую может совершить тело, изменяя своё состояние, называют энергией.

Среднее время по Гринвичу (Greenwich Mean Time, GMT) – астрономическое (среднее солнечное) время меридиана, проходящего через прежнее место расположения Гринвичской королевской обсерватории около Лондона. Ранее, до 1972 года, GMT считалось точкой отсчёта времени – время в других часовых поясах отсчитывалось от гринвичского. Ныне в этом качестве используется всемирное координированное время, оно же UTC.
Чарльз Спенселей (Charles Spencelayh; 27.10.1865–25.06.1958) – британский жанровый живописец, портретист.

Задача №16
Одинакова ли энергия ходовой пружины настенных часов во вторник и в субботу, если часы заводятся регулярно каждый понедельник?

…Я сегодня подойду к одинокому еврею.     (Там на площади будочки выстроились в ряд.)     «Гражданин часовщик, почините мне время.     Что-то часики мои барахлят…     «Ремонт часов», 1971 г.,     Роберт Иванович Рождественский     Часовщик Clockmaker Норман Роквелл

Норман Роквелл (Norman Percevel Rockwell; 03.02.1894–08.11.1978) – американский художник и иллюстратор.
Роберт Иванович Рождественский (20.06.1932–19.08.1994) – советский поэт, переводчик, лауреат Премии Ленинского комсомола и Государственной Премии СССР.

Для любознательных: Первые упоминания о механических часах относятся к концу VI века. Некоторые историки приписывают изобретение первых механических часов дьякону Пацифициусу из Вероны (IX век). Однако достоверные сведения о механических часах появились лишь на исходе первого тысячелетия, в конце 900-х годов. Считается, что первые механические часы с гирями построил французский монах Жербе, ставший в 999 году папой Сильвестром II. Постепенно часы совершенствовались и в XIII–XIV веках появились во многих крупных городах Европы. На Руси механические часы появились, по-видимому, в начале XV века. По свидетельству летописей, первые часы в Московском Кремле были установлены Лазарем Сербиным в 1404 году. Следует заметить, что у многих башенных часов стрелка была всего одна, и зачастую в конструкции часов стрелка закреплялась неподвижно, а вращался, указывая время, циферблат. В стародавние времена в Москве, на одной из площадей, были башенные часы с вращающимся циферблатом. Поговаривают, что вращался он с устрашающим скрипом так как его забывали смазывать :-)

Задача №17
За счёт какой энергии совершается работа по подъёму аэростата?

Ответ: За счёт потенциальной энергии сжатого воздуха атмосферы (внизу у основания аэростата воздух сжат больше, чем у его вершины).

Задача №18
Аэростат, наполненный водородом, поднялся в стратосферу. За счёт чего увеличилась его потенциальная энергия?

Ответ: За счёт уменьшения потенциальной энергии воздуха.

Задача №19
Ежегодно по рекам сплавляется огромное количество леса. За счёт, какой энергии выполняется эта большая работа?

Кама Васнецов Аполлинарий Михайлович, 1895 год

Кама – река в европейской части России, левый и самый крупный приток реки Волги. В 2013 году по Каме сплавили 200 тысяч кубометров леса.
Васнецов Аполлинарий Михайлович (06.08.1856–23.01.1933) – русский художник, мастер исторической живописи, искусствовед.

Задача №20
Где потенциальная энергия каждого кубического метра воды в реке больше – у её истоков или в устье?

равнинная река… Камень Писанный… Камень Писанный на реке Чусовой Верещагин Пётр Петрович, 1877 год

Чусовая – река на Среднем Урале, левый приток Камы. Украшением Чусовой являются многочисленные скалы (так называемые камни), стоящие в местах, где река пересекает горные цепи. Живописность берегов Чусовой, наличие многочисленных достопримечательностей и многочисленные упоминания о ней в художественной литературе сделали её популярным туристическим объектом Урала.
Верещагин Пётр Петрович (14.01.1834–16.01.1886) – русский художник, академик пейзажной живописи, вошёл в историю в качестве первого художника-пейзажиста Среднего Урала.

Задача №21
В какой реке горной или равнинной – каждый кубометр текущей воды обладает большей кинетической энергией?

горная река в Норвегии… Водопад… Норвежский водопад Norwegischer Wasserfall Фемистокл фон Экенбрехер, 1901 год

Фемистокл фон Экенбрехер (Karl Paul Themistokles von Eckenbrecher; 17.11.1842–04.12.1921) – немецкий живописец-пейзажист, маринист.

Задача №22
Какую роль в технике играют плотины?

Задача №23
Почему скорость воды, выходящей из гидротурбины, меньше, чем входящей?

Ответ: Скорость выходящей из турбины воды становится меньше, так как гидротурбина совершает работу за счёт убывания кинетической энергии потока воды.

Задача №24
Каков источник энергии, за счёт которой производится помол зерна на водяной мельнице? Водяные мельницы использовались в стародавние времена не только для помола зерна ;-) Поинтересуйтесь областями применения водяных двигателей самостоятельно и подготовьте на эту тему сообщение.

…Мельница забытая в стороне глухой.     К ней обоз не тянется, и дорога к мельнице заросла травой…     Потрудились камушки для хлебов да каш     Сколько было ссыпано. Сколько было смолото, а теперь шабаш!     «Мельница», 1923 г.,     Владислав Фелицианович Ходасевич     водяная мельница Старая мельница Поленов Василий Дмитриевич, 1880 год

Водяная мельница – гидротехническое сооружение, использующее гидроэнергию, получаемую с водяного колеса, движение которого выполняет полезную работу посредством зубчатой передачи. Для усиления энергии воды реку перегораживают плотиной, в которой оставляют отверстие для струи воды, вращающей водяное колесо.
Поленов Василий Дмитриевич (01.06.1844–18.07.1927) – русский художник, мастер исторической, пейзажной и жанровой живописи, педагог.
Владислав Фелицианович Ходасевич (28.05.1886—14.06.1939) — русский поэт. Выступал также как критик, мемуарист и историк литературы (пушкинист).

§ Полный текст стихотворения «Мельница» Владислава Фелициановича Ходасевича читайте в поэтической библиотеке зелёных страничек: стихотворение «Мельница» Владислава Фелициановича Ходасевича и картина «Старая мельница» Павла Павловича Джогина.

Задача №25
Каков источник энергии, за счёт которой производится помол зерна на ветряной мельнице?

Птица Юрица на ветер глядит.     Крыльями машет, сама ни с места.     загадка про ветряную мельницу     русский фольклор «От прибаутки до былины»     ветряная мельница Ветряная мельница на фоне пейзажа с дюнами A windmill in a dune landscape Виллем Коеккоек

Виллем Коеккоек (Willem Koekkoek; 1839–1895) – голландский живописец-пейзажист. Мастер городского пейзажа.

Для любознательных: Ветряная мельница – аэродинамический механизм, который выполняет механическую работу за счёт энергии ветра, улавливаемой крыльями мельницы. Наиболее известным применением ветряных мельниц является их использование для помола муки. Кроме того, их использовали на лесопилках, а также для закачки воды в колодцы. Механизмы, приводимые в действие энергией ветра, известны больше двух тысяч лет.
Классическая ветряная мельница с горизонтальным ротором и удлинёнными четырёхугольными крыльями является широко распространённым элементом пейзажа в Европе, в ветреных равнинных северных регионах, а также на побережье Средиземного моря. Для Азии характерны другие конструкции с вертикальным размещением ротора.
С появлением и бурным развитием паровых машин в XIX веке использование ветряных мельниц постепенно стало сокращаться и практически сошло на нет. Однако в наши дни, всё большую популярность набирают ветрогенераторы использующиеся для преобразования кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую энергию.

Задача №26
Мука из-под жерновов на мельнице выходит горячая, хлеб из печи тоже вынимают горячим. Чем вызывается в каждом из этих случаев увеличение внутренней энергии тела (муки, хлеба)?

Ответ: Увеличение внутренней энергии муки происходит за счёт совершения работы (при трении жерновов) – мука из-под жерновов на мельнице выходит горячей. Хлеб из печи вынимают горячим за счёт теплопередачи (горение дров – нагревание и собственно выпечка хлеба).

На мельнице Игнатьев Михаил Иванович, 1914 год

Игнатьев Михаил Иванович (1870–1934) – русский и советский жанровый живописец, педагог.

Задача №27
Может ли потенциальная энергия быть отрицательной?

Ответ: Да. Потенциальная энергия зависит от выбора начального уровня.

Задача №28
Для того чтобы дверь сама закрывалась, к ней прикрепляют пружину. За счёт, какой энергии совершается работа при открывании и закрывании такой двери?

Задача №29
Предположим, что некотором районе на поверхности Луны твёрдость и плотность грунта совпадают с твёрдостью и плотностью грунта в данном месте на Земле. Где легче копать лопатой: на Земле или на Луне?

Мыльные пузыри Blowing Bubbles Эдвард Антун Портилье

Ответ: На Земле. Следует учесть, что успех работы зависит от давления лопаты на грунт.

Задача №30
Со дна водоёма всплыл пузырёк газа. За счёт чего увеличилась его потенциальная энергия?

Ответ: За счёт уменьшения потенциальной энергии воды.

Задача №31
Мыльный пузырь лопнул. Исчезла ли энергия, затраченная на выдувание пузыря?

Ответ: В основном энергия израсходовалась на работу по разрыву и дроблению пузыря на мелкие частицы и на работу по расширению воздуха, находившегося в нём.

Эдвард Антун Портилье (Edward Antoon Portielje; 08.02.1861–18.12.1949) – бельгийский жанровый живописец.

Задача №32
Когда и почему двигатель автомобиля развивает большую мощность: при разгоне или равномерном движении с достигнутой при разгоне скоростью?

Ответ: При разгоне мощность двигателя автомобиля должна быть больше, так как энергия затрачивается не только на работу по преодолению силы трения и силы давления встречного воздуха, но и на приобретение автомобилем кинетической энергии.

Задача №33
Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счёт, какой энергии движется при этом автомобиль?

Задача №34
Водителю необходимо переехать на автомобиле лужу с илистым дном. Он решил разогнать автомобиль и на большой скорости преодолеть её. Правильно ли он поступил?

Ответ: Разогнавшись, автомобиль преодолевает лужу за счёт накопленной кинетической энергии.

Задача №35
Одинакова ли сила тяги электровоза во время равномерного движения поезда по горизонтальному участку пути и в тот момент, когда поезд трогается с места?

Весна в депо Попков Виктор Ефимович, 1958 год

Попков Виктор Ефимович (09.03.1932–12.11.1974) – советский художник. Лауреат Государственной премии СССР.

Задача №36
Какая энергия используется в пневматических тормозных системах автобусов, трамваев и других транспортных средствах?

Ответ: Потенциальная энергия сжатого воздуха.

Задача №37
Почему тяжелая автомашина должна иметь более сильные тормоза, чем более лёгкая?

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

Задача №38
Почему иногда автомобиль не может въехать на гору, если он у начала подъёма не сделал разгон (не приобрёл значительной скорости)?

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

Задача №39
Заводной игрушечный автомобиль пришёл в движение. Откуда он приобрёл кинетическую энергию?

Задача №40
За счёт, какой энергии движутся санки, скатывающиеся с горы? Какое превращение энергии из одного вида в другой вид при этом происходит?

По снежку на санках дети мчатся с горки, словно ветер.     Кто боится в снег свалиться – пусть на санки не садится.     «Санки», Юсуф Гарей     С гор Сычков Федот Васильевич, 1910 год

Сычков Федот Васильевич (13.03.1870–03.08.1958) – российский и советский художник. Заслуженный деятель искусств РСФСР.
Юсуф Гарей (Гареев Юсуф Ибрагимович; 1904–1988) – башкирский поэт и писатель, автор сказок «Говорящие цветы», «Мудрый заяц», переводчик сказок Александра Сергеевича Пушкина.

Задача №41
При изгибании упругой стальной пластинки совершена работа. Какой вид энергии приобретает пластинка в результате этого?

Задача №42
Почему граммофон перед проигрыванием каждой пластинки необходимо заводить? Что значит завести граммофон? И что такое граммофон? :-))) Познакомьтесь поближе ;-) с этим старинным аппаратом для воспроизведения звука и подготовьте на эту тему сообщение.

Слушают граммофон Маковский Владимир Егорович, 1910 год

Маковский Владимир Егорович (07.02.1846–21.02.1920) – русский жанровый живописец, академик и действительный член Императорской Академии художеств, член Товарищества передвижных художественных выставок. Брат Константина Егоровича Маковского.

Задача №43
По краям гоночных мотоциклетных трасс в местах очень крутых поворотов укладывают пенопластовые плиты. Объясните назначение и действие этих плит.

Ответ: Пенопластовые плиты плавно гасят скорость гонщика при столкновении, не травмируя его. Таким образом, кинетическая энергия гонщика преобразуется в энергию деформации плит.

Задача №44
Опишите превращения энергии, происходящие при стрельбе из лука.

Дети Одди The Oddie Children Сэр Генри Уильям Бичи, 1789 год

Сэр Генри Уильям Бичи (Henry William Beechey; 12.12.1753–28.01.1839) – британский живописец-портретист. Член Королевской академии художеств.

Диана и Купидон Diana and Cupid Помпео Джироламо Баттони, 1761 год

Диана – в древнеримской мифологии богиня растительного и животного мира, охоты, женственности и плодородия.
Купидон – божество любви в древнеримской мифологии, безотлучный спутник и помощник Венеры – богини красоты и любви.
Помпео Джироламо Баттони (Pompeo Girolamo Battoni; 25.01.1708–04.02.1787) – итальянский живописец эпохи рококо и неоклассицизма.

Задача №45
Как изменится движение пули, если на её пути встретится доска, которую она пробивает? Сохранится ли при этом неизменной кинетическая энергия пули? Не противоречит ли закону сохранения энергии изменение кинетической энергии при пробивании пулей доски?

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

Задача №46
Резиновый мяч упал на пол и подскочил вверх. Какие превращения энергии произошли при этом?

Задача №47
С помощью понтонов поднимают затонувший корабль со дна моря. За счёт какой энергии происходит этот подъём?

Ответ: Подъём корабля совершается за счёт потенциальной энергии сжатого воздуха.

Задача №48
Ледокол колет только тонкий лёд. Чаще он вползает на ледяное поле и проваливает его своей тяжестью. За счёт, какой энергии в этом случае совершается работа по разрушению льда?

Задача №49
Какой ветер, зимний или летний, при одной и той же скорости обладает большей мощностью?

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

Тройка, застигнутая метелью Сверчков Николай Егорович

Метель (буран, вьюга) – перенос ветром снега, поднятого с поверхности земли. У метели коварный нрав – она начинается, как правило, внезапно. Только что всё было тихо, светило солнце – и вдруг в течение часа всё вокруг решительно изменяется…
Сверчков Николай Егорович (1817-1898) – русский жанровый живописец.

§ Ещё две метели в исполнении Николая Егоровича Сверчкова на зелёной страничке «Времена года: Зима».

Спеша домой в ветреный день Hurrying home on a windy day Жан Батист Коэн

Жан Батист Коэн (Jean Baptiste Coene; 1805–1850) – бельгийский живописец.

Задача №50
Обычно метеориты сгорают (испаряются) в верхних слоях атмосферы Земли. Какое превращение энергии из одного вида в другой вид при этом происходит?

Ответ: Метеорит, температура которого может быть близка к абсолютному нулю температуры, пересекает космическое пространство со скоростью в несколько десятков километров в секунду. Его кинетическая энергия велика, а внутренняя энергия мала по сравнению с его энергией при комнатной температуре. Когда метеорит попадает в атмосферу Земли, он тормозится за счёт трения о воздух. Кинетическая энергия движения метеорита уменьшается, а его температура и внутренняя энергия возрастают. Происходит переход механической энергии во внутреннюю.

Падение метеорита, 1860 год The Meteor of 1860 Фредерик Эдвин Чёрч

Фредерик Эдвин Чёрч (Frederic Edwin Church: 04.05.1826–07.04.1900) – американский художник-пейзажист.

И в заключение побалуем себя художественной литературой ;-)

«Современная идиллия», 1877–1883 гг.,
Михаил Евграфович Салтыков-Щедрин
Разрешите представить – изобретатель perpetuum mobile мещанин Презентов :-)
«Презентов вынул палку – колесо не шелохнулось.
– Капризится! – повторил он, – надо импет дать.
Он обеими руками схватился за обод, несколько раз повернул его вверх и вниз и наконец с силой раскачал и пустил – колесо завертелось. Несколько оборотов оно сделало довольно быстро и плавно – слышно было, однако ж, как внутри обода мешки с песком то напирают на перегородки, то отваливаются от них, – потом начало вертеться тише, тише; послышался треск, скрип, и, наконец, колесо совсем остановилось.
– Зацепочка, стало быть, есть, – сконфуженно объяснял изобретатель и опять напрягся и размахал колесо. Но во второй раз повторилось то же самое.
– Скажите, сами вы до этого дошли? – спросил Глумов, стараясь сообщить своему голосу по возможности ободряющий тон.
– Охота у меня… Только вот настоящим образом дойти не умею…
– Трения, может быть, в расчёт не приняли?
– И трение в расчёте было… Что трение? Не от трения это, а так…
Иной раз словно порадует, а потом вдруг… закапризничает, заупрямится – и шабаш! Кабы колесо из настоящего матерьялу было сделано, а то так, обрезки кое-какие… Недостатки наши…»

«Сцены из рыцарских времён», 1835 г.,
Александр Сергеевич Пушкин
«Мартын. Что такое perpetuum mobile?
Бертольд. Perpetuum mobile, то есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… видишь ли, добрый мой Мартын: делать золото задача заманчивая, открытие, может быть, любопытное – но найти perpetuum mobile… о!..
Мартын. Убирайся к чёрту с твоим perpetuum mobile!.. Ей-богу, отец Бертольд, ты хоть кого из терпения выведешь. Ты требуешь денег на дело, а говоришь бог знает что. Невозможно. Экой он сумасброд!»

Почему невозможно создание вечного двигателя? Каких ещё литературных героев, изобретавших вечный двигатель, вы знаете? Подготовьте сообщение об одном из проектов вечного двигателя.

Литература:
§ Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики
Москва: издательство «Просвещение», 1988
§ Лукашик В.И. Физическая олимпиада
Москва: издательство «Просвещение», 1987
§ Тарасов Л.В. Физика в природе
Москва: издательство «Просвещение», 1988
§ Перельман Я.И. Знаете ли вы физику?
Домодедово: издательство «ВАП», 1994
§ Золотов В.А. Вопросы и задачи по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1971
§ Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике
Москва: издательство «Просвещение», 1972
§ Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1978
§ Ердавлетов С.Р., Рутковский О.О. Занимательная география Казахстана
Алма-Ата: издательство «Мектеп», 1989

ШКАТУЛКИ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

§ Физика и География Казахстана
Совместный проект: ОФРО «БЭСТ» и Технический лицей №165 (г. Алма-Ата)

§ Як-3 – самый лёгкий истребитель Второй мировой войны
Специальный тематический выпуск зелёных страничек.
Вашему вниманию пять вопросов и заданий, посвящённых легендарному советскому истребителю Як-3… + тематическая подборка из 10 задачек.
«Только в бодром горячем порыве, в страстной любви к своей родной стране, смелости и энергии родится ПОБЕДА. И не только и не столько в отдельном порыве, сколько в упорной мобилизации всех сил, в том постоянном горении, которое медленно и неуклонно сдвигает горы, открывает неведомые глубины и выводит их на солнечную ясность…» Михаил Васильевич Ломоносов

§ 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: Инерция
Посвящается Чернобаю Александру Арсеньевичу,
директору РОФМШ (Алма-Ата, РОФМШ, 1984–1987 год)
Пусть никто не думает, что великое создание Ньютона может быть ниспровергнуто теорией относительности или какой-нибудь другой теорией. Ясные и широкие идеи Ньютона навечно сохранят своё значение фундамента, на котором построены наши современные физические представления… Альберт Эйнштейн

§ Шкатулка качественных задач по физике: Сила трения
Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти её решение. Для первого требуется воображение, а для второго только умение. Джон Десмонд Бернал

§ 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: Архимедова сила
Естествознание так человечно, так правдиво, что я желаю удачи каждому, кто отдаётся ему… Иоганн Вольфганг фон Гёте

§ 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: Плавление и кристаллизация
Наука – сила, которая раскрывает отношения вещей, их законы и взаимодействия. Александр Иванович Герцен. Вашему вниманию 50 качественных задач по физике и… в тему :-) небольшая галерея: «Зима в живописи».

§ 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 теплопередачи
Радость 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 – звук
Многие 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
Чарующая магия лунного света…
Учёные те же фантазёры и художники; они не вольны над своими идеями; они могут хорошо работать, долго работать только над тем, к чему лежит их мысль, к чему влечёт их чувство. В них идеи сменяются; появляются самые невозможные, часто сумасбродные; они роятся, кружатся, сливаются, переливаются. И среди таких идей живут и для таких идей они работают. Владимир Иванович Вернадский

§ Физика и художественная литература: Оптика
Гадание с зеркалами на Святки…
Ощущение тайны – наиболее прекрасное из доступных нам переживаний. Именно это чувство стоит у колыбели истинного искусства и настоящей науки. Альберт Эйнштейн

§ 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 Крылова
Люди, пренебрегающие знанием, становятся лицом к стене.
Изречения китайской мудрости

§ Физика и художественная литература: Оптика
Басня «Мартышка и Очки» Ивана Андреевича Крылова
Наше 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 Крылова
Безрассуден человек, надеющийся без учения различать полезное и вредное.
Сократ

§ Физика и художественная литература: Звуковые колебания
Басня «Квартет» Ивана Андреевича Крылова
Грустно бывает слушать музыку без слов,
но ещё грустнее – слушать музыку без музыки… Марк Твен

§ Физика и художественная литература: Механические волны – звук
Особенностью 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 литература
поэтический 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.

§ Физика и художественная литература: Тепловые явления
Красота – сиянье истины. Платон
Вашему вниманию 20 качественных задач по физике (две карточки по десять задач) и… в тему :-) небольшая галерея: «Туман в живописи».

_statistics

---