Физика + литература
« Арап Петра Великого »
Ø « Но ямщики, несмотря на дурную дорогу, везли его
[ Ибрагима] с быстротою ветра »
? О какой физической величине идёт речь в данном отрывке?
Оцените скорость повозки.
Ответ. Конечно, речь идёт о скорости повозки. А скорость повозки могла быть от 0,1м/c [штиль по шкале Бофорта ] до 33м/c и более [ ураган по шкале Бофорта.]
Ø «Оставалось двадцать восемь вёрст до Петербурга…
Подали государеву коляску. Он [Петр] сел с Ибрагимом, и они поскакали. Через полтора часа они приехали в Петербург».
? Рассчитайте скорость движения повозки, если верста равна 1,07 км.
Ответ. Около 20 км/ч, или 5.6 м /с.
«Руслан и Людмила»
Ø «У лукоморья дуб зелёный;
Златая цепь на дубе том:
И днём и ночью кот учёный
Всё ходит по цепи кругом…»
? Как называется такое движение кота? Вычислите его скорость и частоту,
если за 1 минуту кот делает два оборота, длина одного оборота золотой цепи равна 1 м, а цепь навита по окружности.
Ответ. Движение кота называется криволинейным, это равномерное движение по окружности. Частота равна 1/30 Гц, скорость 0,13м/c.
Ø «Там чудеса: там леший бродит,
Русалка на ветвях сидит…»
? Какая сила уравновешивает силу тяжести, действующую
на русалку? Сделайте чертёж и на нём покажите действующие на русалку силы.
Ответ: Силу тяжести уравновешивает сила реакции опоры ветвей.
Ø «Там лес и дол видений полны:
Там о заре прихлынут волны
На брег песчаный и пустой…»
? Как называются эти волны? Чем отличаются продольные волны от поперечных? Приведите примеры продольных волн.
Ответ. Волны на воде называются поперечными, потому что направление колебаний частиц воды перпендикулярно направлению движения волны. В продольных волнах, например звуковых в воздухе, колебания частиц происходят вдоль направления распространения волн.
[Ответ не совсем верный - при распространении волн по поверхности воды совершают практически круговые движения. - Ред.]
Ø «Там ступа с Бабою Ягой
Идёт, бредёт сама собой»
? Совершается ли в этом случае работа? Приведите примеры, когда тело движется, а работа не совершается.
Ответ. Если действие сил на ступу скомпенсировано, то суммарная работа равна нулю. Если сила, действующая на тело, и перемещение направлены под углом 90 градусов друг к другу, то работа также равна 0.Например: если кран переносит груз параллельно земле, то работа силы тяжести равна нулю.
Ø «…Вдруг
Гром грянул, свет блеснул в тумане…»
? Явление, очень похожее на молнию. А что происходит сначала: мы слышим гром или видим свет от молнии?
Ответ. Сначала мы видим молнию, а потом уже слышим гром. Скорость света 3*108 м/c, а скорость звука в воздухе 340 м/c, следовательно, свет распространяется намного быстрее, чем звук.
Ø «…На месте славного побега
Весной растопленного снега
Потоки мутные текли
И рыли влажну грудь земли…»
? О каком тепловом процессе идёт речь в данном отрывке? При какой температуре тает снег? Как называется эта температура?
Ответ. Процесс превращения льда в воду называется плавлением, при нормальных условиях лёд плавится при температуре 0 градусов, эта температура называется температурой плавления льда.
Ø «…Кругом курильницы златые
Подъемлют ароматный пар…»
? Почему пар поднимается вверх?
Ответ. Плотность тёплого воздуха меньше, чем холодного, и под действием архимедовой силы он поднимается вверх.
Ø «…Напрасно зеркало рисует
Её красы, её наряд:
Потупя неподвижный взгляд,
Она молчит, она тоскует…»
? Как строится и изображение в плоском зеркале? Расскажите о его особенностях.
Ответ. Изображение в плоском зеркале строится на основе закона отображения света и обладает следующими особенностями: оно мнимое, прямое, равное по размерам предмету, находится на таком же расстоянии от зеркала, что и предмет (симметрично относительно зеркала).
Ø «…И благовонных миртов ряд,
И кедров гордые вершины,
И золотые апельсины
Зерцалом вод отражены…»
? Сделайте чертёж и покажите, как отражаются предметы в воде. Сформулируйте законы отражения света.
Ø «…Бунтует вихорь в поле чистом
И на краю седых небес
Качает обнажённый лес…»
? Какой вид движения описан в отрывке? Можно ли движение деревьев считать вынужденными колебаниями?
Ответ. Поэт описал колебательное движение. Колебания деревьев считаются вынужденными, т. к. на них действует внешняя сила ветра (причём обязательно порывистого, иначе колебаний не будет. –Ред.)
«…И тот [Черномор] взвился под облака;
На миг исчез – и свысока,
Шумя, летит на князя снова.
Проворный витязь отлетел,
И в снег с размаха рокового
Колдун упал - да там и сел…»
? Каков знак работы силы тяжести, когда Черномор взвивался под облака и когда он падал?
Ответ. При подъёме работа силы тяжести отрицательна, т. к. сила противонаправлена перемещению. При падении работа силы тяжести соответственно положительна.
«…Один средь храмин горделивых,
Супругу милую зовет-
Лишь эхо сводов молчаливых
Руслану голос подаёт…
? Как можно объяснить явление эха?
Ответ. Эхо слышно в результате отражения звуковых волн от различных препятствий, его можно объяснить на основе закона отражения волн (принципа Гюйгенса).
«Мастер Маргарита»
1) «Лицо Волонда было скошено на сторону, правый угол рта оттянут книзу, на высоком облысевшем лбу были прорезаны глубокие параллельные острым бровям морщины. Кожу на лице Волонда как будто бы навеки сжёг загар».
? Объясните, как происходит процесс загара кожи. Какой вид излучения отвечает за образование загара?
Ответ. Загар кожи обусловлен биологическим действием ультрафиолетового излучения.
2) «Мессир,- тревожно-фальшивым голосом отозвался кот,- вы переутомились: нет шаха королю!
-Король на клетке «г-два», - не глядя на доску, сказал Воланд».
? Какую систему координат мы принимаем при игре в шахматы? Приведите примеры, когда применяются одномерные, двумерные и трёхмерные системы координат.
Ответ. В шахматах применяется двумерная система координат, как иво всех других задачах, где требуется определить положение точки на плоскости, например: пункта на географической карте, трактора в поле, спортсмена на стадионе. Трёхмерная система необходима для задания координат клада, самолёта, подводной лодки и т. д. Одновременно система координат достаточна для описания движения лифта.
3) «-Аннушка! Это её работа! Взяла она в бакалее подсолнечного масла, да литровку-то вертушку и разбей!..
Осторожный Берлиоз, хоть и стоял безопасно, решил вернуться за рогатку, переложил руку на вертушку, сделал шаг назад. И тотчас рука его соскользнула и сорвалась, нога неудержимо, как по льду, поехала по булыжнику, откосом сходящему к рельсам, другую ногу подбросило, и Берлиоза выбросило на рельсы».
? Что помешало устоять Берлиозу? В чём причины трения? Как уменьшают и как увеличивают трение?
Ответ. Так как смазка (подсолнечное масло) резко уменьшает силу трения, то это и стало причиной гибели Берлиоза. Причины трения: взаимодействие молекул (атомов) соприкасающихся тел и взаимное зацепление неровностей их поверхностей. Для уменьшения трения используют жидкую и газообразную смазку между взаимодействующими поверхностями, шлифовку поверхностей. Для увеличения трения, наоборот, увеличивают их шероховатость.
4) «…Даже будучи совершенно свободной и невидимой, всё же и в наслаждении нужно быть хоть немного благоразумной. Только каким-то чудом затормозившись, она (Маргарита) не разбилась насмерть о старый покосившийся фонарь на углу».
? Почему Маргарита не смогла резко остановиться? Оцените ускорение Маргариты, допустив, что торможение длилось в течение 1 с, и при этом Маргарита пролетела до остановки 10 м.
Ответ. Вследствие явления инерции. Ускорение Маргариты при данных условиях равняется 20 м/c2
5) «Сзади кресла, на полу, лежали две перекрещенные тени, одна погуще и почернее,. другая слабая и серая. Отчётливо была видна на полу теневая спинка кресла и его заострённые ножки, но над спинкою на полу не было теневой головы Варенухи, равно как под ножками не было ног администратора.
«Он же не отбрасывает тени!» - отчаянно мысленно вскликнул Римский»
? Как с точки зрения физики можно объяснить данное явление? Какие размеры должна иметь голова Варенухи, чтобы можно было говорить о таком явлении, как дифракция?
Ответ. Дифракция-это явление огибания волнами препятствий, но в этом случае размеры головы и ног Варенухи должны быть соизмеримы с длиной световой волны (от 400нм до 780 нм), что невозможно в реальной жизни.
6) «Наконец вылетели на площадку, где, как поняла Маргарита, её во тьме встречал Коровьев с лампадой. Теперь на этой площадке глаза слепли от света, льющегося из хрустальных виноградных гроздьев».
? Изменился ли диаметр зрачка у Маргариты?
Ответ. Диаметр зрачка уменьшился, в темноте зрачок большой, на свету маленький. (Так глаз регулирует количество поступающего на нервные клетки сетчатки света.)
7) «Опять наступило молчание, и оба (Бегемот и Коровьев) находящиеся на террасе глядели, как в окнах, повёрнутых на запад, в верхних этажах громад зажигалось изломанное ослепительное солнце»
? Какое физическое явление наблюдали Бегемот и Коровьев?
Ответ. Отражение света.
8) «Грозу унесло без следа, и, аркой перекинувшись через всю Москву,
стояла в небе разноцветная радуга, пила из Москвы-реки»
? Как образуется радуга?
Ответ .Свет преломляется в капельках воды, которые находятся в воздухе, испытывая многократное полное внутреннее отражение, и за счёт явления дисперсии разлагается на цветовые составляющие.
9) «Чума-Аннушка вставала почему-то чрезвычайно рано, а сегодня что-то подняло её совсем ни свет, ни заря, в начале первого. Повернулся ключ в двери, Аннушкин нос высунулся в неё, а затем высунулась она и вся целиком, захлопнула за собой дверь и уже собиралась тронуться куда-то, как на верхней площадке грохнула дверь, кто-то покатился вниз по лестнице и, налетев на Аннушку, отбросил её в сторону так, что она ударилась затылком о стену».
? Какие превращения энергии происходили при этих соударениях?
Ответ. Кинетическая энергия незнакомца при взаимодействии с Аннушкой частично перешла к ней. Аннушка, столкнувшись со стенкой, передала её стенке, и кинетическая энергия превратилась в энергию деформации, т. е. во внутреннюю энергию стены и Аннушки.
10) «…Она(Маргарита) запечалилась и понурилась. Но тут вдруг та самая самая утренняя волна ожидания и возбуждения толкнула её в грудь: «Да, случится!» Волна толкнула её вторично, и тут она поняла, что это волна звуковая. Сквозь шум города всё отчётливее слышались приближающиеся удары барабана и звуки немного фальшивящих труб».
? Чем отличается звуковая волна от других волн? Назовите основные характеристики звуковых волн. Почему мы можем отличать игру на трубе от игры на барабане?
Ответ. Звуком называются волны, распространяющиеся в упругой среде и обладающие частотами от 16 до 20 000 Гц. Характеристиками звука являются громкость, частота основного тона и тембр, т. е. состав гармоник. Различные музыкальные инструменты имеют различный тембр.
11) «-Свет надо тушить за собой в уборной, вот что я вам скажу, Пелагея Петровна,- говорила та женщина, перед которой была кастрюля с какой-то снедью, от которой валил пар,- а то мы на выселение на вас подадим!»
? Если из кастрюли валит пар, можно ли сказать, что вода в кастрюле закипела? От каких физических параметров зависит скорость испарения жидкости?
Ответ. Испарение воды происходит при любой температуре, поэтому пар может «валить» не только при температуре кипения. Скорость испарения зависит от природы жидкости, температуры, площади поверхности, внешних факторов. [Другое дело, что бытовой термин пар не совпадает с физическим. В быту паром называют то, что в физике называют туманом, т. е. уже сконденсировавшуюся жидкость. Процесс образования тумана зависит от влажности и от температуры.-Ред.]
12) «Азазелло, который сидел, отвернувшись от подушки, вынул из кармана фрачных брюк черный автоматический пистолет, положил дуло его на плечо и, не поворачиваясь к кровати, выстрелил, вызвав веселый испуг в Маргарите».
? Расскажите, какие физические процессы происходят при выстреле. Можно ли пистолет считать тепловым двигателем?
Ответ. При выстреле внутренняя энергия газов превращается в кинетическую энергию пули или снаряда. Пистолет – тепловой двигатель однократного действия.
13) «Гостиная уже полна огнем и дымом. Кто-то на ходу успел набрать телефонный номер пожарной части, коротко крикнуть в трубку:
- Садовая, триста два бис!
Больше задерживаться было нельзя. Пламя выхлестнуло в переднюю, дышать стало трудно».
? Почему при горении становится трудно дышать? Какие вещества выделяются при горении?
Ответ. При горении потребляется кислород, и образуются вредные оксиды, особенно угарный газ.
14) «Другие трепетные мерцания вызывали из бездны, противостоящей храму на западном холме, дворец Ирода Великого, и страшные безглазые золотые статуи взлетали к чёрному небу, простирая к нему руки. Но опять прятался небесный огонь, и тяжёлые удары грома загоняли золотых идолов во тьму».
? Автор описывает молнии как золотые статуи, взлетающие к небу.
А что такое молния? Можно ли молнию считать электрическим током? К какому виду разрядов можно отнести молнию?
Ответ. Молния-это кратковременный искровой электрический разряд (ток) в воздухе.
«Вечера на хуторе близ Диканьки»
1) «В изнеможении готов уже был он (Черевик) упасть на землю, как вдруг послышалось ему, что сзади кто-то гонится за ним…Дух у него занялся… «Чёрт! Чёрт!» - кричал он без памяти, утроя силы…»
? Как называется этот вид движения? Как при этом изменяется ускорение Черевика?
Ответ. Такой вид движения называется равноускоренным. Ускорение согласно второму закону Ньютона должно увеличиться втрое, т. к.
Черевик «утроил силу»
.
2) «Нарочно поднимал он (Вакула) руку почесать голову, а чёрт, думая, что его собираются крестить, летел ещё быстрее».
? Как при этом изменилась кинетическая энергия Вакулы и чёрта?
Ответ. Кинетическая энергия увеличилась, т. к. увеличилась скорость чёрта и Вакулы.
3) «Чуден Днепр при тихой погоде, когда вольно и плавно мчит сквозь леса и горы полные воды свои. Ни зашелохнёт, ни прогремит».
? К какому виду движения жидкостей можно отнести течение вод Днепра: к ламинарному или турбулентному?
Ответ. К ламинарному.
4) «Ухватился, однако ж, казак за сук, и один только конь полетел на дно. Стал он карабкаться, с сыном за плечами, вверх».
? Изменяются ли потенциальная энергия казака и коня?
Ответ. Потенциальная энергия казака с сыном увеличивается, а коня уменьшается.
5) «В другом месте девушки ловили парубка, подставляли ему ногу, и он летел вместе с мешком стремглав на землю».
? В чем основная причина падения парубка? Приведите примеры движения тел по инерции.
Ответ. Основная причина-инерция. Примеры: всадник летит через голову споткнувшейся лошади, автомобиль после выключения двигателя движется по инерции и т. д.
6) «Сначала он [Пузатый Пацюк] жил, как настоящий запорожец: ничего не работал, спал три четверти дня, ел за шестерых косарей и запевал за одним разом почти по целому ведру; впрочем, было где и поместиться, потому что Пацюк, несмотря на небольшой рост, в ширину был довольно увесист».
? Если объём ведра, которое выпивал Пацюк, 8 литров, то на сколько увеличивалась масса Пацюка, если плотность выпиваемой жидкости 900 кг/м3?
Ответ. Масса Пацюка увеличивалась на 7,2 кг.
7) «… а теперь мешков с углем не подыму. Скоро буду от ветра валиться. Нет, - вскричал он [Вакула], помолчав и ободрившись, - что я за баба! Не дам никому смеяться над собой! Хоть десять таких мешков, все подыму».
? Какую же массу груза мечтает поднять Вакула, если масса одного мешка полтора пуда? Какую силу при этом необходимо приложить?
Ответ. 1 пуд=16 кг. Следовательно, Вакула поднимает 240 кг угля. Если принять g =10 м/с2, то Вакуле, чтобы оторвать мешки от земли, потребуется приложить силу 2,4 кН.
8) «-Но мы не поднимем их! - закричала вся толпа, силясь двинуть мешки. – Постойте, - сказала Оксана, - побежим скорее за санками и отвезем на санках!»
? Какую горизонтальную силу необходимо приложить к саням, чтобы увезти два мешка массой 30 кг каждый, если коэффициент трения саней о лед равен 0,1?
Ответ. Если предположить, что g=10 м/с2, то при равномерном движении саней F=Fтр=µN=60Н.
