Занимательные Задачи по физике
Здесь приведены задачи по физике, в формате ЕГЭ, которые я сам придумал. Не смотрите сразу ответ, попробуйте решить их сами.
Задачи не требуют знаний, выходящих за рамки школьной программы.
Еще о репетиторстве
Задача 1.
Ехал под ливнем с рыбалки и придумал задачу
Во время дождя стало запотевать ветровое стекло изнутри. Для предотвращения этого водителю следует:
1. включить печку
2. включить кондиционер
3. приоткрыть окно
4. любое действие из вышеперечисленных
Правильный ответ проверил экспериментально.
Обсуждение задачи на сайте репетиторов
[Spoiler (click to open)]
Попробую (я не физик, конечно, буду просто размышлять)
Почему вообще происходит запотевание? Потому что стекло имеет разную температуру снаружи и внутри. Дождик, видимо, был холодный. Варианты 2 и 3 выравнивают температуру внутри с температурой снаружи. Вариант 1 наоборот - старается выровнять температуру снаружи с температурой внутри (всю улицу мы, конечно, не нагреем, но вот ближайшие окрестности стекла, через которое тепло спокойно проходит - запросто).
Франк Владислав Игоревич
Дело не в разности температур наружной и внутренней поверхностей стекла. Дело в разности температур внутренней поверхности стекла и воздуха - даже внутренняя поверхность стекла, как правило (ну, в наших пенатах :), холоднее внутреннего воздуха. Плюс высокая влажность внутри салона. Чем ниже температура, тем, грубо говоря, меньше водяного пара может вместить в себя воздух, т.е. при понижении температуры относительная влажность воздуха увеличивается, и, когда она достигает 100%, все, что "не вместилось" "превращается" в воду. Собственно, ровно таков механизм образования утренней росы: высокая влажность вечером, ночное понижение температуры повышает относительную влажность ... вуаля :) Итак, воздух, попадая в область близ стекла, охлаждается и - стекло запотевает.
Поэтому возможные решения можно подразделить на два типа: снижение влажности и уменьшение разницы температур воздуха и поверхности. Кстати, замечали нити обогрева на заднем стекле? Лет 30-40 назад они были опцией, сейчас повсеместны. Они чего делают? Они нагревают стекло. Решение второго типа :)
В принципе, все три пункта в некоторой степени решают и ту и другую задачу, но в разной степени, конечно.
Включение печки нагревает стекло и одновременно "забирает" со стекла влагу, ибо относительная влажность горячего воздуха ниже, чем такого же (с тем же удельным содержанием водяного пара) воздуха холодного. Ну, для этого, конечно, нужно не просто нагревать салон, а направлять поток именно на стекло.
Включение кондиционера довольно сильно уменьшает влажность воздуха, точнее - снижает удельное содержание водяного пара - но уже ни в "пристеклянной" зоне, а во всем салонном воздухе. Ведь в нем, кстати, опять происходит тот же процесс - воздух охлаждается, что чаще всего опять же сопровождается конденсацией водяного пара - но только не на стекле на этот раз, а, грубо говоря, внутри кондиционера, а затем вода отводится наружу - попросту говоря, капает на дорогу.
Ну и, наконец, приоткрывание окна несколько уменьшает и температуру, и удельное содержание водяного пара.
Итого, пожалуй, наиболее "цивилизованно-эффективный" вариант - одновременное включение и печки, и кондиционера. Это можно сделать, даже если вам холодно - тепловая мощность отопителя, как правило, значительно превышает тепловую мощность кондиционера. Окна открыть не всегда хорошо - кому охота, что бы на него капли дождя попадали :) Хотя на время немного приоткрыть, конечно, можно.
Уф, целый опус из банальностей, но вдруг кто не знал. Ну, а если что не так, я верю - коллеги с удовольствием меня поправят :)
ЗЫ
Честно говоря, я не знаю, как в точности ведут себя в таких случаях системы климат контроля. Обычно, если установленная температура ниже текущей, кондиционер, видимо, не включен, ибо надо же нагревать. А что происходит, если сильно повышена влажность, понимает "умная система", что надо бы кондиционер включить? Т.е. есть ли там датчик влажности? Или банально печки хватает и такими тонкостями не стоит заморачиваться?
Волков Сергей Анатольевич
В написанном решении есть кажущийся парадокс - И нагреватель (печка), И охладитель (кондиционер) каким-то образом умудряются ОБА приводить к уменьшению влажности. Объяснение этого парадокса такое:
Воздух из кондиционера выходит с высокой влажностью. Относительной. Ведь при охлаждении относительная влажность повышается. Капающий конденсат свидетельствует об уменьшении абсолютной влажности, но относительной - нет, относительная повышается!
Если ничто потом этот холодный воздух не нагреет - включение кондиционера не понизит, а повысит влажность в помещении (салоне авто).
Поэтому в действительности сушит воздух не сам кондиционер, а те нагревательные элементы, которые противодействуют работе кондиционера и нагревают охлаждённый им воздух.
А эффект кондиционера сводится к тому, что при его включении в помещении/салоне появляется гораздо больше элементов, которые следует считать нагревательными. Представим, что изначально в салоне авто воздух имеет температуру +30 °C. Все предметы в салоне, к примеру, сиденье - тоже имеют температуру +30 °C. Теперь включаем кондиционер, который выдаёт струю воздуха с температурой +10 °C. Воздух в салоне быстро охлаждается до +25 °C. Сиденье за то же время успеет охладиться лишь чуть-чуть, до +29 °C. И теперь это сиденье по отношению к воздуху работает нагревателем. И сушит воздух ;-)
Кузнецов Сергей Германович
Задача 2
В безграничном водяном океане, заполняющем всю Вселенную, недалеко друг от друга расположены два шара, один свинцовый, другой пенопластовый. Пользуясь известными физическими законами, объясните, каково будет направление сил взаимодействия между этими шарами?
Задача 3.
Пользуясь известными физическими законами, объясните, почему для защиты от рентгеновского излучения применяются вещества с большим атомным номером, например свинец, в то время как для защиты от нейтронного излучения более эффективны вещества с малыми атомными номерами, например полиэтилен.
Задача 4.
Почему в Сибири сильный мороз переносится легче, чем в Петербурге?
Задача 5.
Почему «утро туманное», а не «вечер туманный»?
Задача 6.
Ракета-носитель «Протон» не сумел вывести космический корабль «Прогресс» на целевую высокую орбиту. Прогресс вращается вокруг Земли по низкой орбите, в верхних, сильно разреженных слоях атмосферы. Из-за трения о воздух космический корабль:
1. Замедляется
2. Ускоряется
3. Скорость не меняется
4. Ответ зависит от массы корабля
Задача 7.
Однородный куб положили на плоскую горизонтальную поверхность и придали горизонтальную скорость. При какой скорости куб будет кувыркаться? Коэффициент трения положить равным единице.
Задача 8.
Положил колбасу в вакуумной упаковке в морозилку. Когда достал, вакуумная упаковка изнутри заполнена снегом. Почему?
Задача 9.
Из-за катастрофы Титаника как изменился уровень Мирового Океана?
1. Поднялся
2. Снизился
3. Не изменился
4. Недостаточно данных для ответа на вопрос
Задача 10.
Какая природа взаимодействия, в результате которого происходит ускорение гоночного автомобиля?
1. Слабое взаимодействие
2. Сильное взаимодействие
3. Гравитационное взаимодействие
4. Электромагнитное взаимодействие
5. Термодинамическое взаимодействие
6. Химическое взаимодействие
Задача 11.
Имеется классическая коллекторная обратимая электромагнитная машина постоянного тока, с постоянными магнитами в статоре, подключенная к незаряженному конденсатору большой емкости. Вращаем машину внешней силой, по часовой стрелке, заряжая конденсатор. Убираем внешнюю силу. В какую сторону будет вращаться машина под действием разряда конденсатора?
1. По часовой стрелке
2. Против часовой стрелки
3. То в одну сторону, то в другую
4. Вращения не будет
Задача 12.
Быстрее света может двигаться
1. Световое пятно от лазерной указки
2. Облако
3. Тень
4. Торнадо
5. Ничто из вышеперечисленного
6. Все вышеперечисленное
Задача 13.
Из кота Тимки можно сделать 8 котлет и сшить пару перчаток.
Сколько котлет и перчаток можно сшить из другого, подобного кота, который в два раза выше, в два реза длиннее и в два раза толще?
Еще о репетиторстве