По материалам книги "Понимаете ли вы физику?" - М.: "Знание", 1968
1. Астрономические наблюдения показывают, что на планете Венера полная облачность, так что "жители Венеры" лишены возможности наблюдать небесные светила. Опишите, каким методом "жители Венеры" могли бы точно измерить длину своих суток.
2. Тунгусский метеорит ударился о Землю на широте 60°, и вся его энергия обратилась в тепло, так что он испарился. Принимая, что масса метеорита была 10 000 т и его скорость составляла 50 км/с, подсчитать, какое предельное влияние этот удар мог оказать на период обращения Земли вокруг ее оси. Можно ли обнаружить это изменение вращения современными часами?
3. По какой траектории должен лететь современный самолет для того, чтобы можно было воспроизвести невесомость? Как долго можно воспроизводить невесомость?
4. В древности применяли водяной насос, работающий по следующему принципу: труба, согнутая по винтовой линии, вращается около центральной оси, наклоненной под углом α к поверхности воды. Нижний конец трубы находится в воде. Вода поднимается на высоту h. Найти оптимальное значение угла α, производительность и КПД насоса.
5. Нейтроны легко проходят через блок свинца, но задерживаются в таком же объеме парафина, воды или другого соединения, в состав которого входят атомы водорода. Чем это объяснить?
6. У автомобиля, участвующего в гонке, лопается шина. С какой скоростью должен ехать автомобиль, чтобы шина не сминалась?
7. Во сколько раз можно увеличить высоту прыжка акробата однократным применением трамплина?
8. С какой скоростью должен лететь теннисный мяч, чтобы он разбил стекло?
9. Объясните, почему человек может бежать по очень тонкому льду и не может стоять на нем не проваливаясь?
10. Оцените порядок скорости, с которой человек должен бежать по воде, чтобы не тонуть.
2. Тунгусский метеорит ударился о Землю на широте 60°, и вся его энергия обратилась в тепло, так что он испарился. Принимая, что масса метеорита была 10 000 т и его скорость составляла 50 км/с, подсчитать, какое предельное влияние этот удар мог оказать на период обращения Земли вокруг ее оси. Можно ли обнаружить это изменение вращения современными часами?
3. По какой траектории должен лететь современный самолет для того, чтобы можно было воспроизвести невесомость? Как долго можно воспроизводить невесомость?
4. В древности применяли водяной насос, работающий по следующему принципу: труба, согнутая по винтовой линии, вращается около центральной оси, наклоненной под углом α к поверхности воды. Нижний конец трубы находится в воде. Вода поднимается на высоту h. Найти оптимальное значение угла α, производительность и КПД насоса.
5. Нейтроны легко проходят через блок свинца, но задерживаются в таком же объеме парафина, воды или другого соединения, в состав которого входят атомы водорода. Чем это объяснить?
6. У автомобиля, участвующего в гонке, лопается шина. С какой скоростью должен ехать автомобиль, чтобы шина не сминалась?
7. Во сколько раз можно увеличить высоту прыжка акробата однократным применением трамплина?
8. С какой скоростью должен лететь теннисный мяч, чтобы он разбил стекло?
9. Объясните, почему человек может бежать по очень тонкому льду и не может стоять на нем не проваливаясь?
10. Оцените порядок скорости, с которой человек должен бежать по воде, чтобы не тонуть.
11. На дне стакана, стоящего на весах, сидит муха. Муха взлетает. В какой момент весы начнут чувствовать, что муха улетела?
12. Каким путем закон, соединяющий длину маятника и период времени, может быть получен без вычислений?
13. Определите предел радиуса слышимости разговора на открытом воздухе.
14. Вечером, плавая на реке, можно обнаружить, что очень хорошо слышен разговор, который ведется далеко от вас. Объясните, почему это возможно?
15. Почему щиты, установленные вдоль дороги, предохраняют дорогу от заносов снега?
16. Объяснить, как мальчик на качелях увеличивает амплитуду качания.
17. Какие движения должен совершать человек, чтобы вертеть на туловище обруч?
18. Определить затухание колебаний маятника в разреженном газе.
19. Мотоциклист едет по стенке бочкообразного кольца. Разберите, когда это движение устойчиво.
20. На магнитофонную ленту записан звук летящего прямо на вас и затем удаляющегося аэроплана. Как определить скорость аэроплана?
21. Объясните, почему, когда камень или капля дождя падают в воду, брызги летят вверх? От чего больше зависит высота полета брызг: от размера камня или от скорости его падения? Какова максимальная высота полета капель?
22. Почему жидкий азот можно лить на руку, не боясь "ожога"?
23. До широкого внедрения электричества для небольших мощностей употреблялся простой тепловой воздушный двигатель, состоящий из охлаждаемого водой цилиндра, непрерывно нагреваемого придатка-пальца и поршня, приводящего в действие маховик. Опишите, как и при каких условиях работают такого рода тепловые двигатели.
24. Вычислить среднюю температуру поверхности земного шара, считая, что она излучает как черное тело и энергия этого излучения находится в равновесии с получаемой от Солнца. Принять, что при вертикальном освещении на квадратный метр Земли падает 2 кВт солнечной энергии.
25. Оцените высоту падения, на которой застывает расплавленная свинцовая капля.
26. Оцените время, за которое замерзнет пруд.
27. Оцените термодинамический КПД выстрела из артиллерийского орудия и из ружья.
28. Самолет летит со скоростью, близкой к звуковой; благодаря трению о воздух фюзеляж нагревается. Оценить предельно возможную температуру нагревания поверхности самолета.
29. Чтобы определить заряд электрона в классических опытах Эренхафта - Милликена, заряженная капелька ртути помещалась между горизонтальными пластинами конденсатора. При этом сила тяжести капельки уравновешивалась электрической силой, и это давало возможность определить заряд электрона. Проанализировать, как влияет броуновское движение частиц на точность этих измерений.
30. Два запаянных сообщающихся сосуда цилиндрической формы разных диаметров заполнены водой (ртутью). Как распределится количество воды (ртути) между сосудами в состоянии невесомости?
31. Рассчитать время исчезновения мыльного пузыря, соединенного с атмосферой через заданный капилляр.
32. Если леска удочки опущена в текучую воду, то кругом наблюдается рисунок из неподвижных капиллярных волн. Объясните, почему такое явление возможно.
33. Изолированный медный шарик заданного радиуса, покрытый известным количеством полония, помещен в вакууме. Благодаря вылету частиц он приобретает заряд. Определить нарастание потенциала со временем и его предельное значение.
34. Изолированная сфера заданных размеров из металлического цезия, помещенная в вакууме, освещается с одной стороны дневным светом и заряжается благодаря фотоэффекту. Оценить изменение ее потенциала со временем.
35. Свободный мыльный пузырь наэлектризован до предельно возможного потенциала, ограниченного пробивной прочностью окружающего воздуха; как и на сколько изменился его радиус?
36. Пластинка из диэлектрика находится в однородном электрическом поле. Определить момент сил, действующих на пластинку.
37. Почему для получения больших мощностей на практике пользуются электромагнитными, а не электрофорными машинами?
38. Лампочка накаливания питается переменным током. Как меняется во времени температура ее нити? Оцените зависимость колебаний температуры нити от толщины нити, материала и т.д.
39. Электрон в вакууме в магнитном поле описывает круговую орбиту. На некоторой части пути помещены две сетки, имеющие некоторую разность потенциалов, так, чтобы каждый раз, когда электрон проходит между сетками, его скорость менялась. При каких условиях она будет непрерывно возрастать?
40. Если двигать горизонтальный проводник перпендикулярно его длине, то благодаря существованию земного магнитного поля на концах его возникает разность потенциалов. Вычислите ее и разберите вопрос, нельзя ли на практике использовать это явление для определения скорости движения самолетов, судов и спутников относительно Земли.
41. Спутник движется в земном магнитном поле; какие электромагнитные явления могут при этом происходить? Опишите и оцените величину этих явлений, считая магнитное поле вокруг Земли таким, как у равномерно намагниченного шара.
42. Опишите, какие электрические явления вызывает земное магнитное поле при течении воды в реках, когда вода имеет электрическую проводимость.
43. Предлагается следующий метод изучения скоростей в текучей жидкости: жидкость делается проводящей при помощи примесей и течение осуществляется в магнитном поле. В точке, где определяется скорость, вставляют зонд из двух проводников и между ними наблюдают разность потенциалов. Разберите вопрос практического осуществления такого метода.
44. Оцените, какое нужно минимальное сечение медного провода, мощность источника и какую энергию необходимо затратить, чтобы скомпенсировать электрическим током магнитное поле земного шара?
45. Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора во вторичной не получается перенапряжения, в то время как в индукционной спирали оно возникает?
12. Каким путем закон, соединяющий длину маятника и период времени, может быть получен без вычислений?
13. Определите предел радиуса слышимости разговора на открытом воздухе.
14. Вечером, плавая на реке, можно обнаружить, что очень хорошо слышен разговор, который ведется далеко от вас. Объясните, почему это возможно?
15. Почему щиты, установленные вдоль дороги, предохраняют дорогу от заносов снега?
16. Объяснить, как мальчик на качелях увеличивает амплитуду качания.
17. Какие движения должен совершать человек, чтобы вертеть на туловище обруч?
18. Определить затухание колебаний маятника в разреженном газе.
19. Мотоциклист едет по стенке бочкообразного кольца. Разберите, когда это движение устойчиво.
20. На магнитофонную ленту записан звук летящего прямо на вас и затем удаляющегося аэроплана. Как определить скорость аэроплана?
21. Объясните, почему, когда камень или капля дождя падают в воду, брызги летят вверх? От чего больше зависит высота полета брызг: от размера камня или от скорости его падения? Какова максимальная высота полета капель?
22. Почему жидкий азот можно лить на руку, не боясь "ожога"?
23. До широкого внедрения электричества для небольших мощностей употреблялся простой тепловой воздушный двигатель, состоящий из охлаждаемого водой цилиндра, непрерывно нагреваемого придатка-пальца и поршня, приводящего в действие маховик. Опишите, как и при каких условиях работают такого рода тепловые двигатели.
24. Вычислить среднюю температуру поверхности земного шара, считая, что она излучает как черное тело и энергия этого излучения находится в равновесии с получаемой от Солнца. Принять, что при вертикальном освещении на квадратный метр Земли падает 2 кВт солнечной энергии.
25. Оцените высоту падения, на которой застывает расплавленная свинцовая капля.
26. Оцените время, за которое замерзнет пруд.
27. Оцените термодинамический КПД выстрела из артиллерийского орудия и из ружья.
28. Самолет летит со скоростью, близкой к звуковой; благодаря трению о воздух фюзеляж нагревается. Оценить предельно возможную температуру нагревания поверхности самолета.
29. Чтобы определить заряд электрона в классических опытах Эренхафта - Милликена, заряженная капелька ртути помещалась между горизонтальными пластинами конденсатора. При этом сила тяжести капельки уравновешивалась электрической силой, и это давало возможность определить заряд электрона. Проанализировать, как влияет броуновское движение частиц на точность этих измерений.
30. Два запаянных сообщающихся сосуда цилиндрической формы разных диаметров заполнены водой (ртутью). Как распределится количество воды (ртути) между сосудами в состоянии невесомости?
31. Рассчитать время исчезновения мыльного пузыря, соединенного с атмосферой через заданный капилляр.
32. Если леска удочки опущена в текучую воду, то кругом наблюдается рисунок из неподвижных капиллярных волн. Объясните, почему такое явление возможно.
33. Изолированный медный шарик заданного радиуса, покрытый известным количеством полония, помещен в вакууме. Благодаря вылету частиц он приобретает заряд. Определить нарастание потенциала со временем и его предельное значение.
34. Изолированная сфера заданных размеров из металлического цезия, помещенная в вакууме, освещается с одной стороны дневным светом и заряжается благодаря фотоэффекту. Оценить изменение ее потенциала со временем.
35. Свободный мыльный пузырь наэлектризован до предельно возможного потенциала, ограниченного пробивной прочностью окружающего воздуха; как и на сколько изменился его радиус?
36. Пластинка из диэлектрика находится в однородном электрическом поле. Определить момент сил, действующих на пластинку.
37. Почему для получения больших мощностей на практике пользуются электромагнитными, а не электрофорными машинами?
38. Лампочка накаливания питается переменным током. Как меняется во времени температура ее нити? Оцените зависимость колебаний температуры нити от толщины нити, материала и т.д.
39. Электрон в вакууме в магнитном поле описывает круговую орбиту. На некоторой части пути помещены две сетки, имеющие некоторую разность потенциалов, так, чтобы каждый раз, когда электрон проходит между сетками, его скорость менялась. При каких условиях она будет непрерывно возрастать?
40. Если двигать горизонтальный проводник перпендикулярно его длине, то благодаря существованию земного магнитного поля на концах его возникает разность потенциалов. Вычислите ее и разберите вопрос, нельзя ли на практике использовать это явление для определения скорости движения самолетов, судов и спутников относительно Земли.
41. Спутник движется в земном магнитном поле; какие электромагнитные явления могут при этом происходить? Опишите и оцените величину этих явлений, считая магнитное поле вокруг Земли таким, как у равномерно намагниченного шара.
42. Опишите, какие электрические явления вызывает земное магнитное поле при течении воды в реках, когда вода имеет электрическую проводимость.
43. Предлагается следующий метод изучения скоростей в текучей жидкости: жидкость делается проводящей при помощи примесей и течение осуществляется в магнитном поле. В точке, где определяется скорость, вставляют зонд из двух проводников и между ними наблюдают разность потенциалов. Разберите вопрос практического осуществления такого метода.
44. Оцените, какое нужно минимальное сечение медного провода, мощность источника и какую энергию необходимо затратить, чтобы скомпенсировать электрическим током магнитное поле земного шара?
45. Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора во вторичной не получается перенапряжения, в то время как в индукционной спирали оно возникает?
