Качественные задачи. Условия

Качественные задачи. Условия
1. От катера, идущего по каналу, расходится волна, имеющая
форму, показанную на рис. 1. В какую сторону течет вода по
каналу, и почему волна изогнута?
2. Почему при резком торможении переднего колеса велосипеда
есть опасность перелететь через руль?
3. Предложите способ нахождения объема пустот в ведре сухого
песка с помощью ведра воды и мензурки.
4. Почему быстро идущий катер выталкивается из воды, а при
выключении двигателя — снова погружается в воду?
5. В пасмурный день за окном автомобиля экспериментатор на
палке укрепил термометр. Затем автомобиль тронулся и быстро
набрал большую скорость. Через несколько минут
экспериментатор посмотрел на термометр, который он все это
время держал за окном. В какую сторону изменились его
показания? Ответ поясните.
6. Дачник Родион, вскрывая банку с консервированными фруктами,
заметил, что сразу после открытия крышки фрукты начинают
тонуть. Объясните это явление.
7. В кастрюле в большом количестве кипящей воды варится
картошка. Что следует сделать, чтобы картошка сварилась
быстрее: плотно закрыть кастрюлю крышкой или отлить часть
воды? Ответ пояснить.
8. Известно, что доберманы идут по следу, ориентируясь на запах
на высоте приблизительно 0,5 метра от земли, а болонки - по
запаху следов, оставленных на земле. На турнире доберману и
болонке дали задание найти человека, который прошел мимо
несколько часов назад. Какая из собак успешнее справится с
заданием?
9. После дождя заднее стекло автомобиля покрыто капельками
воды. В каком случае они исчезнут быстрее: если автомобиль
движется или стоит? Ответ обосновать.
10.
Медицинский и уличный ртутные термометры имеют почти
одинаковые размеры (около 10—15 см в длину). Почему же
уличным термометром можно измерять температуры от -30°С до
+50°С, а медицинским — только от 35°С до 42°С?
Качественные задачи. Ответы
1. Если бы скорость течения всюду была одинакова, то волна
имела бы форму угла, и изгибов, показанных на рисунке не было
бы видно. Поскольку скорость течения в центре канала больше,
чем у берегов, то за катером остается изогнутый след. Из
рисунка видно, что вода по краям канала движется влево
относительно воды в центре.
2. На переднее колесо велосипеда резко начинает действовать
большая тормозящая сила. Велосипед с велосипедистом
стремятся сохранить свою скорость по инерции. Поэтому при
резком торможении можно перелететь через руль.
3. Одним из важнейших механических свойств материала является
его пористость, т. е. среднее отношение объема пустот в
образце к его полному объему. Простейший способ оценки
объемов пустот в сыпучих нерастворимых материалов таков:
воду осторожно наливают в ведро сухого песка, пока она не
заполнит все полости между песчинками и не появится на его
поверхности. Тогда объем пустот в сухом песке будет
приблизительно равен объему заполняющей их воды. Воду
можно считать несжимаемой, ее объем можно измерять
мензуркой. Указанный метод, однако, неточен, поскольку он не
учитывает вклада капиллярных явлений, а погрешность
измерения с трудом поддается оценке.
4. На катер, быстро движущийся в воде. Действует подъемная
сила, перпендикулярная встречному потоку жидкости и
поднимающая нос катера. При выключения двигателей, катер
быстро теряет скорость, подъемная сила исчезает, и корпус
судна «падает» в воду.
5. В процессе движения автомобиля термометр нагревается за
счет трения о воздух, и его показания возрастают.
6. При консервировании в банке с фруктами создается давление
меньше атмосферного. При вскрытии банки давление
выравнивается, и фрукты начинают быстро сжиматься, т. к.
внутри них содержится некоторое количество воздуха.
Следовательно, объем фруктов уменьшается. На фрукты
действует сила Архимеда и сила тяжести. Масса фруктов не
меняется, значит, сила тяжести остается постоянной, а сила
Архимеда уменьшается с уменьшением объема, поэтому фрукты
тонут.
7. Время, за которое сварится картошка, зависит от скорости
поступления в нее теплоты. А это в свою очередь зависит только
от температуры воды, в которой она находится. Если мы
отольем часть воды, это не изменит ее температуру, она
останется равной температуре кипения при данных условиях.
Если же мы закроем кастрюлю крышкой, давление в кастрюле
увеличится из-за интенсивного образования водяного пара. Что,
в свою очередь, приведет к увеличению температуры кипения (т.
к. давление насыщенных паров растет с температурой).
Следовательно, температура кипящей воды повысится. Поэтому
выгоднее закрывать кастрюлю крышкой.
8. Собака сможет успешно взять след, если среду молекул воздуха
будет достаточное количество молекул пахучих веществ,
которые оставляет после себя человек. В воздухе, на
достаточном расстоянии от земли, из-за ветра и диффузии эти
молекулы достаточно быстро рассеиваются, и концентрация
запаха стремительно уменьшается. У самой земли влияние
ветра и диффузии меньше и, следовательно, вероятность
успешного взятия больше.
9. На заднем стекле автомобиля капли исчезают со временем из-за
испарения. Если автомобиль движется, то пары воды уносятся
ветром. Если автомобиль стоит, то насыщенный пар,
образующийся у поверхности капель, препятствует их
испарению. Таким образом, капли исчезнут быстрее, если
автомобиль движется.
10.
Оба термометра состоят из пузырька с ртутью,
соединенного со столбиком, на который нанесена шкала.
Представим, что объем пузырька с ртутью у обоих термометров
одинаков, и что оба термометра показывают свою минимальную
температуру. Увеличим температуру каждого на одинаковую
величину (допустим на 5°С). Ртуть при этом одинаково
расширится. Если у одного из них (медицинского) диаметр
столбика – меньше, то по нему ртуть поднимется на большую
высоту, а значит, этот термометр окажется более
чувствительным и будет иметь меньший диапазон температур
при одинаковой длине шкал. Таким образом, температурный
диапазон медицинского термометра меньше либо из-за
меньшего сечения столбика термометра, либо из-за большего
объема с ртутью.