Мордехай Тульчинский - Качественные задачи по физике в средней школе и не только…

99. Коварный клад

Ныряя во время отпуска с аквалангом, Нуллибер обнаружил в затопленном корабле золотые монеты. Здесь же нашлись и старые рычажные весы с набором гирь из нержавеющей стали, так что Нуллибер смог прямо на месте, под водой, взвесить найденный клад. Вернувшись на сушу, он похвастался Винкелю, что нашел целых 5 килограммов золота. Узнав подробности, Винкель предложил взвесить клад на весах в лаборатории. Что получилось при повторном взвешивании?

100. Перехитрить Архимеда

Рычажные весы измеряют массу груза не вполне точно, поскольку и на груз, и на гири действует архимедова сила. Если нам нужны точные измерения, из какого материала следует изготовить гири, чтобы архимедовой силой можно было спокойно пренебречь?

101. Шаткое равновесие

К рычагу-коромыслу подвешены две гири таким образом, что рычаг находится в равновесии (рис. 13).

Рис. 13

Нарушится ли равновесие, если гири (но не рычаг) полностью погрузить в одинаковую жидкость? (Считайте, что нити, с помощью которых подвешены гири, невесомы, сам рычаг сбалансирован и трения в точке опоры нет.)

102. Сюрпризы выталкивающей силы – 2

В воду, где плавает брусок из лиственницы, аккуратно долили бензин так, что он полностью покрыл брусок. Изменится ли глубина погружения бруска в воду? Если изменится, то как?

103. Упрямый брусок

Винкель опустил деревянный брусок в сосуд с водой и заметил, что брусок выступает над поверхностью воды на одну четверть своей толщины. Он отнес свою экспериментальную установку в небоскреб, где установлены скоростные лифты, чтобы изучить, как будет меняться глубина погружения бруска, когда сосуд с водой движется с ускорением вверх или вниз. Какие результаты получит Винкель? С каким ускорением должен двигаться лифт, чтобы брусок опустился на дно сосуда?

104. Сюрприз Архимеда

Внутри цистерны подвесили к «потолку» металлический шарик на прочной нитке. Когда цистерна движется с ускорением, нитка отклоняется на определенный угол. Как изменился бы этот угол, если бы цистерна была не пустая, а заполненная водой (при том же самом ускорении)?

105. Своевольный воздушный шарик

Как будут вести себя чемодан на полу, мячик на столе и воздушный шарик, наполненный гелием, в купе ускоряющегося железнодорожного вагона?

106. Секреты барной ложки

Чтобы приготовить слоистый коктейль, бармен использует специальную барную ложку – ложку с длинным черенком и витой ручкой. Для чего это делается и на каких физических явлениях основан этот прием?

107. Тряпка тряпке рознь

Винкелю нужно срочно вытереть с лабораторного стола пролившуюся воду. Под рукой у него есть его собственная старая хлопчатобумажная футболка и поношенная синтетическая блузка жены. Какую из двух тряпок лучше выбрать?

108. Песок, глина и вода

После сильных дождей участки песчаной почвы высыхают одними из первых, а глинистая почва долго остается влажной. Почему?

109. Фундаментальные тайны

Часто можно увидеть, что на бетонный или кирпичный фундамент невысоких строений, прежде чем возводить стены, укладывают рубероид – картон, пропитанный и покрытый битумом. Зачем?

110. Топорная работа

Если при первом ударе топор застрял в чурбаке, дальше есть два основных пути довести дело до конца (рис. 14): «прямой» (поднять топор вместе с чурбаком и еще раз ударить по колоде) и «обратный» (поднять топор вместе с чурбаком, перевернуть и ударить по колоде обухом топора).

Рис. 14

Когда имеет смысл пользоваться вторым вариантом?

111. Молотком по ладони

Кирпич, лежащий на ладони, можно ударом молотка раздробить на части – и при этом ладонь почувствует лишь сильный толчок. Такой же удар молотком по раскрытой ладони будет весьма болезненным. В чем причина этой разницы?

112. Спасти Нуллибера!

Во время орбитального полета Нуллибер вышел в открытый космос, чтобы зафиксировать солнечную батарею, и забыл прикрепить страховочный фал. Он отвлекся от работы, чтобы полюбоваться видом земного шара, а спустя минуту обнаружил, что дрейфует с гаечным ключом в руке в 3 метрах от катера. Как ему спастись? (Реактивного ранца в скафандре нет.)

113. Велосипедист-трудяга

Совершает ли велосипедист механическую работу, когда равномерно едет по ровному горизонтальному шоссе? Когда разгоняется? Когда катится с горы?

114. Выбираем удобный блок

С помощью какого из вращающихся блоков эффективнее поднимать груз – с помощью маленького или большого (рис. 15)?

Рис. 15

115. Автомобиль на катке

На автомобилях с механической коробкой переключения передач опытные водители советуют на льду трогаться со второй передачи. Почему?

116. Асы бездорожья

Короткий участок бездорожья проще проехать, предварительно разогнавшись и «подгазовывая» в процессе. Длинный – стараясь держать скорость ровной и работая акселератором (педалью газа) очень осторожно. Почему?

117. Долгий полет

Один теннисный мяч сбросили без начальной скорости с высоты 10 км, а другой такой же – с высоты 15 км. Какой из них будет обладать большей кинетической энергией у самой земной поверхности?

118. Три поросенка катаются с горки

Ниф-Ниф, Нуф-Нуф и Наф-Наф участвуют в соревнованиях по катанию с ледяной горки на санках. Правила соревнований оговаривают высоту горки и расстояние между стартом и финишем по прямой , но никак не ограничивают форму склона. Побеждает тот, кто быстрее всех доберется от старта к финишу.

Поросята изготовили себе горки, показанные на рис. 16.

Рис. 16

Кто из них победит в соревнованиях? А чьи санки пересекут финиш с самой большой скоростью?

119. Туда и обратно

Гэндальф запускает Бильбо Бэггинса в тележке с одной и той же скоростью по волнообразной трассе, составленной из одинаковых частей, сначала из точки A , а потом из точки Z (рис. 17). Какой путь Бильбо проедет быстрее: из A в Z или из Z в A ? (Считайте, что трение Гэндальф полностью устранил одним из своих волшебных трюков.)