10 задачек для тех, кто ненавидит физику

Задачки по физике, вы не поверите, могут быть очень интересными.

Фото: Екатерина МАРТИНОВИЧ

«Физика». Даже начинается это страшное слово с «фи». Но если ваше чадо ни в какую не желает брать в руки учебник с Эйнштейном на развороте, не все еще потеряно. Ведь задачки по физике, вы не поверите, могут быть очень интересными. А когда школяр начнет «закрывать рукой солнце» или «ходить по воде», гарантируем: сами втянетесь.

№1. СКОЛЬКО?

Купите в магазине пачку гороха, фасоли, гречки или риса. Но высыпать в кастрюлю не торопитесь. Лучше задумайтесь: сколько в этой пачке зернышек? Предположили? Запомните. А теперь проверим. Только как? Нужно придумать метод, который не потребует пересчитывать все зерна в пачке.

Самый простой и удобный (да к тому же еще и кулинарный) способ пересчитать все зернышки – вооружиться столовой ложкой. Зачерпнем одну. Высыплем на стол и пересчитаем, сколько зерен помещается в одну ложку (получаем число Z). А потом перемещаем той же ложкой в подходящую посудину весь пакет. Не забываем считать количество полных ложек! Перемножаем ложки с числом Z. И – вуаля! – вот он, ответ. Насколько вы ошиблись в своем предположении?

Сколько зерен гречки на складе фермера Юрия Лужкова? Задачка непростая.

Фото: Владимир ГУСЕЙНОВ

№2. ДВЕРИ

Наружу или вовнутрь открываются двери скоростного поезда «Сапсан»? Вовнутрь. А двери пригородных электричек? Наружу. Но почему?

Проведем эксперимент: положите две книги на стол на расстоянии около десяти сантиметров одна от другой. На края книг положите лист бумаги. Направьте соломинку для коктейля под лист бумаги между книгами. А потом изо всех сил подуйте через нее. Лист прогнулся вниз.

Оказывается, давление движущегося воздуха меньше неподвижного. Давление воздуха внутри салона (а там он неподвижен) больше давления снаружи. Поэтому двери скоростного поезда буквально выталкивает силой, направленной изнутри. Чтобы избежать недоразумений, двери скоростных поездов открываются только внутрь. Кстати, по той же причине в метро предупреждают: «Отойдите от края платформы!». Ведь неподвижный воздух за спиной просто может толкнуть человека на поезд.

Наружу или вовнутрь открываются двери скоростного поезда «Сапсан»? Вовнутрь. Но почему?

Фото: Александр ГЛУЗ

№3. КОМАР И МУХА

Почему комар пищит, а муха жужжит?

Еще один эксперимент. Положим на край стола линейку и крепко прижмем ее ладонью. Ударим по свободному концу линейки. Он начал колебаться. Прислушайтесь к звуку и постарайтесь запомнить его высоту. Уменьшаем выступающую за край стола часть линейки. Снова ударяем, но звук получается уже другой. Как изменилась высота звука? Какой конец линейки – длинный или короткий – колеблется быстрее?

Верно, чем чаще дрожит – тем выше звучит. Муха и комар машут крыльями – и получается звук. Вы уже догадались, какое насекомое машет крыльями реже, а какое – чаще?

Чем чаще дрожит - тем выше звучит.

Фото: Андрей ГРЕБНЕВ

№4. МОНИТОР

С телевизором и компьютером знакомы, пожалуй, все. А задумывались ли вы когда-нибудь, почему выключенный монитор черный, а включенный – разноцветный?

Чтобы разобраться, повторим эксперимент, придуманный знаменитым физиком Джеймсом Максвеллом. Вырежьте из картона круг радиусом три сантиметра и разделите его на шесть равных секторов.

Раскрасим круг в три основных цвета – красный, зеленый и синий, – чередуя их. Насадим круг на зубочистку, закрепив ее у основания пластилином. И закрутим эту вертушку на столе. Какой вы видите цвет? Белый. Запомним: красный + синий + зеленый = белый.

Сделаем еще три волчка. Но один будет красно-зеленым, второй – красно-синим, а третий – сине-зеленым. Раскрутим каждый из них. Получаем: красный + зеленый = желтый, красный + синий = лиловый, зеленый + синий = голубой.

Экран телевизора состоит из множества маленьких ячеек красного, зеленого или синего цвета. Если горят три ячейки, точка на экране – белая. Две из трех – желтая, голубая или лиловая. Все выключены – черная.

А задумывались ли вы когда-нибудь, почему выключенный монитор черный, а включенный – разноцветный?

Фото: Алексей БУЛАТОВ

№5. ПО ВОДЕ ЯКО ПО СУХУ

Можно ли ходить по воде? Клопы-водомерки бегают по пруду, как люди по асфальту. Но как им это удается?

Насыплем немного молотого перца на поверхность воды. Смочим палец в воде, а потом потрем о мыло, чтобы он стал скользким. Коснемся пальцем перчинок, плавающих в центре миски, а потом тех, что у ее краев. Заметили: перчинки «убегают» от пальца.

Причина в том, что верхний слой молекул жидкости образуют как бы натянутую упругую пленку. Этот слой удерживает и перчинки, и водомерку на поверхности.

Клопы-водомерки бегают по пруду, как люди по асфальту. А мы ходить по воде пока не научились.

Фото: Алексей БУЛАТОВ

№6. ХОЗЯЙКЕ НА ЗАМЕТКУ

Засохнут ли комнатные цветы, если доливать воду в поддон, а не лить ее прямо на землю в горшке?

Ответ найдем в очередном опыте. Вырежем из цветной бумаги квадрат со стороной пятнадцать сантиметров. Согнем вчетверо. Вырежем цветок (вроде бутона) и положим его в воду.

Что наблюдаем? По мере набухания волокон лепестки раскрываются. Капиллярное действие – это стремление жидкости в тонкой трубке подняться как можно выше. Бумажные волокна действуют как тонкие трубочки и втягивают воду. Таким же способом вода поднимается к корням растений по капиллярами – маленьким трещинкам в земле. Поэтому для полива комнатных растений достаточно просто доливать воду в поддон.

Засохнут ли комнатные цветы, если доливать воду в поддон, а не лить ее прямо на землю в горшке?

Фото: Александр ГЛУЗ

№7. ЗАТМЕНИЕ

То, что предмет, который находится от нас дальше, кажется меньше, знают все. А почему? Дело в том, что, рассматривая окружающие нас предметы, мы сравниваем не истинные их размеры, а видимые. Так называемые «угловые размеры».

Если, например, вытянуть руку и поднять большой палец, то его угловой размер составит примерно два градуса (от крайней правой точки до крайне левой). Поднятый на вытянутой руке мизинец – это один угловой градус. А целый кулак – десять градусов.

То, что работает на пальцах, годится и для небесных светил. Встаньте лицом к Солнцу, вытяните руку и закройте его от глаз, используя как можно меньше пальцев. Оказывается, для этого достаточно и ширины мизинца. Ведь угловой размер Солнца – всего полградуса.

У меньшей Луны угловой размер, по удивительному совпадению, такой же. Именно поэтому мы можем наблюдать солнечные затмения. Только Солнце закрывает не ваш палец, а Луна.

То, что предмет, который находится от нас дальше, кажется меньше, знают все. А почему?

Фото: Тимур ХАНОВ

№8. ПЕТЛЯ

Можно ли пролезть через лист бумаги? Уверены, что нет? Тогда сделаем невероятно расширяющуюся петлю.

Сложите лист бумаги пополам вдоль длинной стороны. Разрежьте сгиб в центре, но не до краёв: с каждого конца должны остаться неразрезными два сантиметра. Сделайте прорези перпендикулярно длинным сторонам. Но расположите их «валетом»: сначала со стороны сгиба, затем со стороны сложенных сторон. Расстояние между этими прорезями – снова два сантиметра, и еще столько же оставляем с краев.

Развернем бумагу – и обнаружим огромную петлю. В нее сможете пролезть и вы, и ваш товарищ.

Можно ли пролезть через лист бумаги? Уверены, что нет?

№9. ТУАМАТРОП

Туаматроп – это изобретение физика и астронома Джона Гершеля. Ещё в 1824 году он поспорил со своим другом, что сможет показать ему одновременно две стороны золотой гинеи. Он вращал монету на ребре, а друга попросил смотреть на нее на том же уровне. В итоге обе стороны гинеи как бы слились воедино.

Повторим нечто подобное: посадим… птичку в клетку. Вырежьте две окружности радиусом пять сантиметров. На одной нарисуйте птичку, на второй – клетку. Не забываем про цветные карандаши.

Склейте оба круга так, чтобы они располагались «валетом». Проделайте по краям две дырочки и проденьте в них канцелярские резинки. Хорошенько затяните эти петли, а потом наденьте их на указательные пальцы. Закручиваем резинки, отпускаем – и птичка оказывается в клетке!

Почему так? Зрительное впечатление сохраняется в памяти человека 100 миллисекунд. Если показывать 24 и более картинок в секунду, они сливаются: мозг воспринимает их смену как непрерывный ряд событий.

№10. МОНЕТКА

Ловкость рук – и никакого мошенничества. Вырежем из картона квадратик со стороной три сантиметра. Положим его на указательный палец левой руки. Уравновесим. А затем сверху положим монетку.

Дальше – чудеса: резким щелчком выбиваем картонку. Монета остается лежать на пальце.

Нет, монетка не волшебная: она просо сохранила состояние покоя руки. Такая способность тела сохранять величину и направление движения неизменным (в нашем случае – сохранять неподвижность) называется инертностью.

Ловкость рук - и никакого мошенничества.

КТО СОБРАЛ ЗАДАЧКИ?

Автор сборника занимательных задачек «PRO-Физика» для пятых-шестых классов – преподаватель физики Татьяна Мартемьянова. За последние двадцать лет она успела и в общеобразовательной школе поработать, и в языковой. Но, в конце концов, вернулась в родной Физико-математический лицей №239, который в этом году признали лучшим в России.

– Всегда можно предложить ребенку то, что ему интересно, – считает Татьяна Мартемьянова. – Возможно, сменить форму, дать другое задание. Но если ребенок разобрался, отторжения точно не будет.

За физику лицеисты берутся уже в пятом классе. Чтобы обеспечить индивидуальный подход, класс прямо на уроке делят на группы: одним – одно задание, другим – другое, соответственно текущему уровню. Занятия чередуются по типам: теория – задачки – лабораторная. Но самое интересное начинается после уроков.

– Кому-то интересно ломать голову, решая олимпиадные задачки, – рассказывает Татьяна Мартемьянова. – Кто-то любит проводить эксперименты: мастерить, конструировать, наблюдать процессы. Третьим нравится слушать ученых, участвовать в лицейских днях науки. Четвертые изучают дайджесты Академии наук и выступают с докладами перед одноклассниками. Пятые с увлечением читают научные книги и журналы, а потом готовят рефераты, участвуют в конференциях.

Заинтересованные таким разнообразием, ребята в итоге сами предлагают проекты. Да еще какие! Например, собирают роботов-поводырей для инвалидов по зрению. Просто так, потому что интересно.

– Школа отражает состояние государства, но с некоторым запозданием, – объясняет Татьяна Мартемьянова. – Если сейчас нужны инженеры, этим надо было заниматься десять лет назад, когда дети пришли в первый класс. Без образования государство погибнет: через одно-два поколения культура просто перестанет воспроизводиться. К счастью, сейчас государство в образовании и науке заинтересовано.