Задачи по мотивам художественных произведений, видеофильмов и фольклора.

Задачи по мотивам художественных произведений, видеофильмов и фольклора.

Физика как учебный предмет имеет огромные возможности для выхода за рамки классно-урочной системы и гума­нитаризации преподавания. В обширном и разнообразном материале гуманитар­ного плана, который можно использо­вать в школе, скрыт большой воспита­тельный и развивающий потенциал. Один из путей его реализации — физи­ческие задачи, сформулированные на ос­нове художественных фрагментов, сказок, видеофильмов, фольклора, песен. Они содержат не только необходимые сведе­ния для их решения, но и, что очень важно, нечто, активизирующее познава­тельную деятельность и эмоциональную сферу ученика.

Несмотря на большие возможности таких задач, их использование и на уро­ках, и на внеклассных мероприятиях наблюдается редко. Это объясняется тем, что отсутствуют задачники, содержащие их достаточное число, причем задач, от­носящихся ко всем основным учебным темам школьной физики. Существую­щий сборник Г.Б.Остера [2] охватывает только учебный материал VII класса и не претендует на глубину физического содержания, поскольку имеет явно вы­раженный развлекательный характер. Методические разработки по этому во­просу немногочисленны, а огром­ная потребность в них говорит об акту­альности

— В романе Ж.Верна «Пять недель на воздушном шаре» есть такие строчки о строении воздушного шара: «У верхнего конца сфероида, где сосредоточено поч­ти все давление, тафта (плотная хлоп­чатобумажная или шелковая ткань с мел­кими поперечными рубчиками), была положена вдвое».

В чем ошибочность этой информации?

— В повести Кира Булычева «Похище­ние Тесея» агент галактической полиции Кора Орват оказывается в Древней Гре­ции, где объясняет мастеру Дедалу прин­цип воздухоплавания:

«Кора нарисовала углем круг. Под ним нечто вроде светильника.

— Представь себе, Дедал, — сказала
она, — что ты сошьешь или склеишь из
кожи или тонкого материала, сквозь
который не может проникнуть воздух,
большой шар.

— Насколько большой?

— Может быть, как этот храм. Если в нижней его части сделать отверстие, а под ним поместить сильный светильник, который дает много тепла, то этот шар начнет надуваться... Когда шар начнет рваться вверх, ты должен обмотать его веревками и привязать снизу корзину.

Кора понимала, что не может донести до сознания Дедала даже смысл того, что такое воздух, и почему он не должен проникать через оболочку воздушного шара. Сейчас он поднимет ее на смех...

— Чем же лучше покрыть оболочку? Если я сошью ее из шелка, который при­возят торговцы с Востока, он будет легким, но если я покрою оболочку клеем, то она

станет тяжелой... А кожа, госпожа, совер­шенно для этого не годится! — закричал Дедал. — Кроме этого, проблема будет: чем питать светильник и как сделать, чтобы он не поджег шар, понимаешь?».

Понял ли Дедал принцип воздухоплава­ния ?

Почему шар должен быть большим, как храм ?

Почему кожа и шелк не годятся для изготовления шара?

Почему светильник должен быть до­статочно мощным ?

• «Дружба согревает душу, платье — тело, а солнце и печка — воздух», — так писал Козьма Прутков — вымышленный герой поэтов А.К.Толстого и братьев А.В. и В.М.Жемчужниковых, который высту­пал в печати в 50—60-х гг. XIX в.

В чем принципиальное различие между согреванием тела платьем и согреванием воздуха солнцем и печкой?

• В романе Х.Клемента «Экспедиция «Тяготение» говорится, что на планете Месклин ускорение свободного падения в 700 раз больше земного. Жители этой планеты проделали эксперимент: сбро­сили с обрыва высотой 180 м камень. Автор так описывает это событие: «Ма­трос предупредил товарищей внизу, под­катил к обрыву камешек величиной с пулю и столкнул его вниз ... Камешек мгновенно исчез. Когда он прорезал воз­дух, послышался короткий звук, словно лопнула струна у скрипки, а затем, че­рез долю секунды, последовал резкий удар о грунт. Удар при скорости пример­но миля в секунду расплескал грунт во все стороны кольцевой волной, слишком стремительной, чтобы можно было уло­вить ее движение. Но через долю секун­ды волна застыла, и вокруг глубокой дыры, проделанной этим снарядом в почве, возник небольшой кратер».

Правильно ли автор указал примерную конечную скорость камешка и время его полета ?

• «Макродемоны Вход и Выход, вме­сто того чтобы заниматься делом, дро­жа от азарта и лихорадочно фосфоресцируя, резались в рулетку. На моих гла­зах забывший свои обязанности Вход сорвал банк примерно в семьдесят мил­лиардов молекул у забывшего свои обя­занности Выхода». Прочитанное — фрагмент из произведения известных писателей-фантастов Аркадия и Бори­са Стругацких «Понедельник начинает­ся в субботу».

Определите перепад давления между сосудами, возникший в результате пере­дачи выигранных молекул из сосуда, где сидит Выход, в емкость, где находится Вход. Объемы сосудов одинаковы и каж­дый равен 1 см³, средняя температура в результате передачи молекул не меняет­ся и равна 300 К.

• В одном из рассказов популярного польского автора научно-фантастичес­ких книг С.Лема о звездных приключе­ниях Ийона Тихого описывается случай, когда герой упустил из своего звездоле­та кусок поджаренной говядины и гаеч­ный ключ: «... Выброшенная за борт го­вядина, вместо того чтобы улететь в про­странство, не хотела расставаться с ра­кетой и кружила около нее, как ... ис­кусственный спутник, регулярно каждые одиннадцать минут и четыре секунды вызывая кратковременные солнечные затмения. Чтобы успокоить нервы, я до вечера рассчитывал элементы ее орби­ты, а также возмущения, вызванные дви­жением потерянного ключа. У меня по­лучилось, что в течение ближайших ше­сти миллионов лет говядина будет дого­нять ключ, обращаясь вокруг ракеты по круговой орбите, а потом обгонит его».

Почему говядина не улетела от ракеты ?

Почему ключ вызывает возмущения траектории говядины?

Можно ли было узнать о существова­нии на орбите ключа по возмущениям траектории говядины?

• В повести знаменитого американ­ского писателя Марка Твена «Янки при дворе короля Артура» есть такие строки: «Мало-помалу добрались мы до самого великого из отшельников... Он был за­нят тем, чем занимался каждый день в течение вот уже двадцати лет подряд: то стремительно нагибался к своим ногам, то разгибался. Так он молился. Я подсчи­тал с часами в руке — за 24 минуты 46 секунд он отбил 1244 поклона. Жаль было, что такая энергия пропадает зря. Движение, которое он совершал, для механики — настоящий клад. Я отметил это в своей записной книжке, предпола­гая в будущем приспособить к нему сис­тему мягких ремней и заставить его вер­теть колесо швейной машины. Впослед­ствии я осуществил этот план, и отшель­ник превосходно работал целых пять лет».

Какова средняя мощность, развиваемая отшельником, если его масса 60кг, а при по­клоне центр тяжести опускается на 10 см?

Какую работу совершил отшельник за 5 лет, если он трудился в таком темпе без выходных по 10 ч в день?

• В популярной книге про Гарри Поттера (Дж.К.Ролинг «Гарри Потгер и Ку­бок огня») есть такой эпизод: на заняти­ях в школе волшебства детям предложи­ли покормить сказочных животных — соплохвостов. «Время от времени из кон­ца тела какого-нибудь соплохвоста выле­тали искры, и с негромким «пафф!» его бросало вперед на несколько дюймов ...

— Он с того конца взрывается! — сер­дито сообщил Дин, показывая Хагриду ожог на руке.

— А, да ... это такое случается, когда они ... ну, взлетают, — кивнул Хагрид».

Каков принцип движения соплохвостов? — Встречаются ли в реальности живые существа, которые движутся подобным образом ?

Оцените массу т газов, которую вы­брасывает парящий в воздухе соплохвост за единицу времени, если скорость газов при взрыве 50 м/с, а масса маленького соплохвоста 1 кг.

• В романе «Война и мир» Л.Н.Тол­стой так описывает пушечную пальбу на Бородинском поле: «Пуфф! — вдруг вид­нелся круглый, плотный, играющий ли­ловым, серым и молочно-белым цвета­ми дым, и бумм! — раздавался через се­кунду звук этого дыма.

«Пуфф-пуфф» — поднимались два дыма, толкаясь и сливаясь; и «бум-бум» — подтверждали звуки то, что ви­дел глаз».

Почему звук раздавался через некото­рое время после выстрела?

На каком расстоянии от наблюдателя стреляли пушки?

• Вот отрывок из произведения Г.Каттнера «Робот-зазнайка»: «Джо не отвечал. Невыносимо скрипучим истош­ным голосом он напевал какую-то песню без слов. Некоторое время Гэллегер тер­пел ... — Да замолчи ты! — не выдержал он наконец. — Все равно что древний поезд метро на повороте.

— Ты просто завидуешь, — поддел его Джо, но послушно перешел на ультра­звуковую тональность. С полминуты сто­яла тишина. Потом во всей округе взвы­ли собаки».

Отчего стояла тишина?

Почему собаки завыли?

• «По собственной тени рост не ме­ряй», — гласит узбекская пословица.

Почему так считают?

Можно ли измерить свой рост по соб­ственной тени, если у вас имеется метро­вая линейка с сантиметровыми делениями?

Какое условие обязательно при ответе на последний вопрос?

• В произведении С.Лема «Звездные дневники Ийона Тихого» есть такие сло­ва: « 30.VIII.2006. Прибавил скорость. ... После двух поймал радиосиг­нал, посланный Поповым в 1896 году. Я таки порядочно отмахал от Земли».

На каком расстоянии от Земли нахо­дится Ийон Тихий?

• «Мэри Поппинс измерила Майкла
с ног до головы рулеткой и громко фыркнула­:

— Как и следовало ожидать, ты дела­ешься все хуже и хуже! Майкл вытаращил глаза.

— На рулетках не бывает слов, на них бывают только дюймы или сантимет­ры! — возразил он.

— С каких это пор? — высокомерно бросила Мэри Поппинс, сунув рулетку ему под нос. На ленте большими синими буквами было написано: «Хуже и хуже». Это — отрывок из произведения П.Трэверс «Мэри Поппинс открывает дверь». Почему обычной линейкой нельзя изме­рять поведение ребенка?

• В романе Б.Акунина «Коронация» есть следующие строки: «Кстати, о ча­сах. Я насчитал в доме девятнадцать на­польных и настенных, и все шли враз­нобой. Решил, что часы заведу сам — это дело требует аккуратности и точности. Хороший дом, содержащийся в идеаль­ном порядке, всегда видно по тому, оди­наковое ли время в нем показывают часы в разных комнатах. Это вам скажет лю­бой опытный дворецкий».

Может ли дворецкий, будь он самым опытным, поставить стрелки часов в доме абсолютно одинаково?

Если взять за основу высказывание ав­тора о хорошем доме, то можно ли на­звать Вселенную таким домом, содержа­щимся в порядке?

Литература:

«Задачи по физике на основе литературных сюжетов. Для толковых детей и сообразительных взрослых. 7-11 классы» – А.П. Усольцев, Екатеринбург, У-Фактория, 2003.