Сборник задач и занимательных фактов,
который впервые был выпущен еще в 1950 году. В советское время
он несколько раз издавался тиражами в сотни тысяч экземпляров. Итак,
«Пять минут на размышление». Ответы — внизу материала…
1. Почему в гирю всегда вкраплен кусочек свинца или меди?
21. Почему водопроводные трубы иногда бывают мокрыми снаружи?
22. Почему алюминиевая кастрюля с кипятком на ощупь кажется горячее, чем эмалированная?
Задачи и вопросы, собранные здесь,
относятся главным образом к области физики и химии. Эта своеобразная
викторина не требует от вас никаких специальных познаний, кроме знания
основных законов этих наук и некоторой сообразительности. Пяти минут
вполне хватит на то, чтобы понять, сумеете ли вы вообще ответить
на заданный вопрос или нет.
1. Почему в гирю всегда вкраплен кусочек свинца или меди?
4. Если в банку с углекислым газом
опустить горящую свечу, то она погаснет. Что произойдет, если в эту же
банку опустить зажженную ленту магния?
6. Отчего журчит ручей?
9. Герой одного из рассказов О. Генри
дал пинок поросенку с такой силой, что тот полетел, «опережая звук
собственного визга». С какой скоростью должен был бы лететь поросенок,
чтобы описанный случай произошел в действительности?
15. Вам нужно повалить каменную стенку
длиной 20 метров, высотой 3 метра и весом 3 тонны. Как вы выполните эту
задачу, если в вашем распоряжении нет абсолютно никаких инструментов?
16. Почему чайник имеет шарообразную форму, а кастрюля — иную?
17. Почему блюдце с нижней стороны всегда имеет кольцевидную каемку?
18. Почему у потолка делают карниз?
19. Почему полоски на брюках почти всегда располагаются вдоль, а не поперек?21. Почему водопроводные трубы иногда бывают мокрыми снаружи?
22. Почему алюминиевая кастрюля с кипятком на ощупь кажется горячее, чем эмалированная?
28. Два стеклянных колпака уравновешены
на точных весах. Под одним из колпаков сидит муха. Если она взлетит,
весы останутся в равновесии или нет?
29. Что, по-вашему, тяжелее: тонна
дерева или тонна железа? Не торопитесь отвечать, что тяжесть в обоих
случаях одинакова — подумайте как следует!
31. Как из этой бутылки налить стакан воды, не вынимая пробки и не наклоняя бутылку
32. В банке налит керосин, в колбе —
вода. Как перелить керосин в колбу, а воду в банку, не пользуясь ничем,
кроме этих двух сосудов?
35. В каком из двух изображенных здесь случаев лифт движется вверх, а в каком — вниз?
40. С какой скоростью должен двигаться автомобиль, чтобы красный свет светофора показался шоферу зеленым?
41. Пружинный безмен тянут в две разные
стороны. В одну сторону силой 7 килограммов, в другую — силой 10
килограммов. Как вы думаете, что при этом покажет стрелка безмена?
43. С борта парохода спущен стальной
трап. Четыре его нижние ступеньки погружены в воду. Каждая ступенька
толщиной 5 сантиметров, расстояние между двумя ступеньками — 30
сантиметров. Начался прилив, который поднимается со скоростью 40
сантиметров в час. Сколько ступенек окажется под водой через два часа?
44. Существует мнение, что стол о трех ногах никогда не качается, даже если ножки его неравной длины. Верно ли это?
45. На обыкновенных весах на одной чашке
лежит булыжник, весящий ровно 2 килограмма, на другой — железная
двухкилограммовая гиря. Эти весы осторожно опустили под воду.
Остались ли чашки в равновесии?
46. Велосипед укреплен в вертикальном
положении так, что он не падает и может двигаться. Педали его
расположены на одной прямой линии: одна в самой нижней точке, другая —
в самой верхней. К нижней педали привязан длинный шнурок. Если
вы начнете, находясь сзади велосипеда, как показано на рисунке,
натягивать шнурок, то куда велосипед «поедет» — вперед или назад?
А вот ответы на все вопросы:
1. Как бы точно ни была изготовлена
гиря, все же фактически вес ее неизбежно несколько отличается
от обозначенного на ней. Чтобы избежать этой неточности, гирю намеренно
делают несколько тяжелее требуемого веса. А затем от незначительного
лишнего веса избавляются спиливанием небольшого количества вкрапленной
в гирю меди или свинца. Такое спиливание производится очень легко, так
как медь и свинец — довольно мягкие металлы.
4. Если зажженную ленту магния опустить
в банку с углекислым газом, то магний будет гореть коптящим пламенем.
Магний отнимет кислород от углекислого газа, соединится с ним и выделит
свободный углерод в виде копоти.
6. Ручеек журчит потому, что струя воды
при небольшом падении захватывает частицы воздуха и погружает их в воду,
отчего образуются пузырьки. Лопаньем этих пузырьков и объясняется
журчание.
9. Звук, как известно, распространяется
в воздухе со скоростью 340 метров в секунду. Следовательно, для того
чтобы опередить собственный визг, поросенок должен лететь со скоростью
несколько большей.
15. Такая стена, как легко подсчитать, имеет толщину лишь около 2 сантиметров и легко может быть повалена голыми руками.
16. Чайник предназначен для согревания
воды. Вода в нем вскипает тем быстрее, чем больше поверхность нагрева,
то есть дно чайника. Одновременно с нагреванием происходит и охлаждение,
которое тем сильнее, чем больше нагреваемая поверхность чайника. При
одном и том же объеме поверхность шара наименьшая. Вот почему верхняя,
не нагреваемая часть чайника и имеет шарообразную форму. В кастрюле
приходится варить пищу. Для этого удобна широкая, цилиндрическая форма,
хотя охлаждение в ней происходит несколько быстрее. При варке пищи,
когда вода уже вскипела, требуется лишь поддерживать кипение,
и некоторая потеря тепла в этом случае не столь существенна.
17. Блюдце, тарелка, чашка должны ровно
стоять на горизонтальном столе. Для этого их дно шлифуется, но шлифовать
всю поверхность было бы дорого и долго. Гораздо легче отшлифовать
только кольцевую кромку дна.
18. Приходилось ли вам бывать в комнате,
где отсутствуют карнизы и стена касается потолка? Комната всегда в этом
случае кажется ниже, большая голая площадь потолка как будто давит.
Карниз создает впечатление округлого перехода от стен к потолку
и облегчает циркуляцию воздуха при отапливании и вентиляции помещения.
Нагретый воздух, подымаясь кверху, не отстаивается на границе потолка
и стен, а распространяется в комнате равномерно. Также карниз
содействует правильному отражению и распространению звука, благодаря
чему звук голоса слышен отчетливее.
19. Продольные линии на одежде придают
фигуре более стройный вид. Человек в брюках в полоску кажется тоньше
и выше. Это явление зависит от свойств нашего зрения. При рассматривании
предметов достаточно больших размеров зрачок глаза не охватывает
их целиком сразу. Усилием мышц мы заставляем зрачок передвигаться
и постепенно скользим взором по рассматриваемому предмету. Характер
мускульного усилия создает в нашем мозгу суждение о его размерах.
21. Можно подумать, что вода, текущая
по трубам, просачивается через неплотные соединения. Однако это не так.
Причина увлажнения труб иная. В воздухе всегда содержатся водяные пары,
и чем выше температура воздуха, тем этих паров больше. Когда температура
воздуха падает, часть паров переходит в жидкость. По трубам течет
холодная вода, и комнатный воздух вблизи труб охлаждается. Водяные пары
конденсируются и оседают на трубах. Трубы становятся мокрыми. Это же
явление вы можете наблюдать, когда вносите в теплую комнату какой-нибудь
холодный предмет. Он сразу запотевает.
22. Когда вы касаетесь рукой горячей
поверхности кастрюли, тепло переходит в вашу руку. Но кастрюля быстро
нагревается вновь — кипятком, находящимся в ней. Чем лучше проводят
тепло стенки, тем энергичнее будет оно поступать в вашу руку и тем
горячей будет казаться кастрюля. Алюминий принадлежит к числу наиболее
теплопроводных металлов, эмаль же плохо проводит тепло. Вот почему
алюминиевая кастрюля и кажется более горячей.
28. При взлете мухи равновесие весов
нарушится, и вот почему. Чтобы взлететь, муха должна оттолкнуться
от воздуха и тем самым произвести пусть незначительное, но все же
давление. Вот это давление и нарушит равновесие весов.
29. Тонна дерева, как это ни странно,
будет, строго говоря, тяжелее железа. Если вы помните, закон Архимеда
применим не только к жидкостям, но и к газам. Каждое тело «теряет»
в воздухе из своего веса столько, сколько весит вытесненный им объем
воздуха. Дерево и железо тоже теряют в воздухе часть своего веса. Чтобы
получить истинные их веса, нужно эту потерю прибавить так, что истинный
вес дерева будет равен 1 тонне + вес воздуха в объеме дерева; истинный
вес железа равен 1 тонне + вес воздуха в объеме железа. Но тонна дерева
занимает гораздо больший объем, нежели тонна железа (раз в пятнадцать),
поэтому истинный вес тонны дерева больше веса тонны железа.
31. Нужно сильно подуть в трубку, потом
зажать ее пальцем и, подставив стакан, отпустить. Усилившееся давление
в бутылке заставит воду подняться по трубке вверх и вылиться.
32. Куском бумаги нужно закрыть горло
колбы и перевернуть, вставить ее горлом в банку с керосином, сдвинув при
этом бумажку. Керосин заполнит колбу, вытеснив воду в банку.
35. Неправильные показания безмена
объясняются тем, что в обоих случаях безмен с грузом находится в кабине
движущегося лифта. В одном случае (правый рисунок) лифт движется вверх
с ускорением 9,81 м/сек2. В неподвижном лифте пружина безмена, чтобы
только удержать пятикилограммовую гирю, натягивается с силой 5
килограммов. Если бы гирю не поддерживали, то она начала бы падать вниз
с ускорением 9,81 м/сек2. В данном случае пружина безмена не только
удерживает гирю, но и тянет ее вверх с тем же ускорением. Поэтому
растяжение пружины должно быть вдвое больше, и безмен показывает 10
килограммов. Во втором случае (левый рисунок) лифт движется вниз
с ускорением свободного падения 9,81 м/сек2. Все находящиеся в лифте
предметы, независимо от механической связи друг с другом, будут падать
вниз с таким же ускорением. Следовательно, никакого растяжения пружины
безмена не будет — и он покажет 0.
40. Это задача-шутка. Чтобы это могло
быть в действительности, автомобиль должен двигаться со скоростью,
близкой к скорости света, то есть проезжать 300 000 километров
в секунду.
41. Стрелка безмена покажет 7 килограммов, то есть меньшую силу.
43. Через два часа под водой будут те же четыре ступеньки, потому что лестница вместе с пароходом поднимается приливом.
44. Трехногий стол всегда касается пола
концами своих ножек, потому что через каждые три точки пространства
может проходить плоскость и притом только одна. В этом причина того, что
трехногий стол не качается. Вот почему так удобно пользоваться
треногами для землемерных инструментов и фотографических аппаратов.
Четвертая нога не сделала бы подставку устойчивее, напротив, пришлось бы
тогда всякий раз заботиться о том, чтобы она не качалась.
45. Каждое тело, если погрузить его
в воду, становится легче: оно теряет в своем весе столько, сколько весит
вытесненная им вода. Зная этот закон, мы без труда можем ответить
на вопрос задачи. Булыжник весом 2 килограмма занимает больший объем,
чем двухкилограммовая железная гиря, потому что гранит легче железа.
Значит, булыжник вытеснит больший объем воды, нежели гиря, и, по закону
Архимеда, потеряет в воде больше веса, чем гиря. Значит, весы под водой
наклонятся в сторону гири.
46. Велосипед поедет назад, и вот
почему. К колесу приложены две силы: сила Р, с которой вы тянете его
горизонтально влево, и сила Р, возникающая вследствие трения в точке А.
Силы эти разные и противоположные. Сила Р стремится вращать колесо
по часовой стрелке, сила Р’ — против часовой стрелки. Но сила
Р приложена к малому радиусу r, а сила Р’ — к большому радиусу R.
Поэтому действие силы Р’ будет больше, чем силы Р, и колесо начнет
вращаться против часовой стрелки, то есть поедет назад.
По материалам meduza.io
Комментариев нет:
Отправить комментарий