На корме лодки покоящейся на воде
|
| |||||||||||||||
Источник
#хакнем_физика ???? рубрика, содержащая интересный, познавательный контент по физике как для школьников, так и для взрослых ????
Если решая математические задачи, следует руководствоваться только условиями, в том числе и неявно заданными (например: находя градусную меру одного из смежных углов в случаях, когда известна градусная мера другого, непременной частью условия является значение суммы градусных мер смежных углов, равной 180 град.), то при решении физических задач следует учитывать ВСЕ физические явления и процессы, влияющие на результат рассматриваемой в задаче ситуации.
Вот для примера известная и часто встречающаяся во многих учебниках и сборниках задач, в том числе и олимпиадных (и не только для семиклассников) по физике.
ЗАДАЧА
В стакане с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лёд растает?
Прежде чем продолжить чтение, предлагаю читателю дать (хотя бы для себя) обоснованный ответ на вопрос задачи…
В «Сборнике вопросов и задач по физике» [Н.И. Гольдфарб, изд. 2, «Высшая школа», М.: 1969] эта задача, помещённая как часть № 10.7 на стр. 48, на стр.193 приводится ответ:
«Лёд вытесняет воду, вес которой равен весу льда. Когда лёд растает, образуется такое же количество воды, поэтому уровень не изменится».
Такой же ответ приводится и во многих других сборниках…
А вот в популярнейшем и по сей день, выдержавшим множество изданий трёхтомнике «Элементарный учебник физики» под редакцией академика Г.С. Ландсберга [т. I, изд. 7, стереотипное, «Наука», М.: 1971] ответа на эту задачу (№ 162.2, стр. 351) не приводится. И это не случайно!
Что же не учтено в вышеприведённом ответе? Правильно! Не учтено, что при таянии льда вода в стакане охлаждается — именно поэтому мы и бросаем туда кусочек льда!
Вот как должен выглядеть правильный ответ:
«При таянии льда вода в стакане охлаждается. При охлаждении все вещества уменьшаются в объёме. Однако вода, единственная из всех известных веществ, имеет наибольшую плотность при температуре +4 град. С, а это значит, что при дальнейшем охлаждении данная масса воды увеличивается в объёме, что, как мне это было известно из курса природоведения в 5 классе (1961/1962 учебный год), является условием сохранения жизни на Земле, поскольку позволяет достаточно глубоким водоёмам не промерзать до самого дна!).
При этом возможно три варианта развития ситуации:
I. Если температура воды до начала таяния льда была выше 4 град. С и, хотя и понизилась после таяния льда, но осталась выше этой температуры, то уровень воды в стакане уменьшится.
II. Если температура воды до начала таяния льда была ниже 4 град. С, а после таяния льда ещё и уменьшилась, то уровень воды в стакане увеличится.
III. В случае, когда начальная температура воды была выше 4 град. С, а после того как лёд растаял, оказалась ниже этой температуры, то об уровне ничего определённого сказать нельзя — нужны конкретные данные о температуре и массе воды и льда, чтобы дать точный ответ на вопрос задачи!».
С этой задачей связана для меня одна интересная история.
Лет 15 назад во дворе дома, в котором я живу, ко мне с грустным выражением лица подошёл паренёк по имени Серёжа и попросил помочь подготовиться к предстоящей ему завтра апелляции по физике в нашем Политехническом институте (ныне Технический университет).
Поскольку времени было слишком мало, то я ограничился советом: если, по его мнению, апелляция пройдёт не очень удачно, и надежды исправить тройку на вступительном экзамене не будет, то попросить экзаменатора ответить на вопрос этой задачи и заставил его дословно вызубрить приведённый выше ответ и даже отработал с ним интонацию изложения этого ответа. На следующий вечер он подошёл ко мне с достаточно счастливым видом.
Вот его рассказ, каким я его запомнил:
«Всё получилось так, как Вы и хотели. Апелляцию проводили два человека: профессор и ассистент кафедры общей физики института. Мне выпало общаться с ассистентом, а профессор в это время общался с другим абитуриентом.
В ответ на мою просьбу ответить на мой вопрос ассистент слегка улыбнувшись сказал: «Пожалуйста…».
«После того, как я проговорил условие задачи, ассистент, широко улыбнувшись, произнёс: «Ну, это известная задача. Уровень воды не изменится — это следует из закона Архимеда: плавающий лёд вытесняет массу воды, равную массе льда. Образовавшаяся при таянии льда вода заполнит тот объём, который занимал в воде плавающий лёд…».
«Позвольте с Вами не согласиться», — начал я и затем совершенно спокойно слово в слово пересказал заготовленный нами ответ…
В это время профессор жестом остановил своего абитуриента и стал внимательно меня слушать…
Когда я закончил, возникла небольшая пауза…Профессор, обращаясь к ассистенту спросил: «Что скажешь?».
«Кажется, всё верно», — неуверенно ответил тот, на что профессор сказал, что никогда ещё не слышал столь аргументированного ответа, после чего, уже обращаясь ко мне, добавил: «Молодой человек, мы, к сожалению, не можем поднять Вам оценку сразу на два балла, но четвёрку Вы очевидно заслужили!»».
Мне остаётся лишь добавить, что Серёжа был зачислен студентом!…
Наши читатели могут поделиться своим мнением по поводу решения задачи. Если вам было интересно, не забудьте подписаться на наш канал и хэштег #хакнем_физика
Автор: #себихов_александр 71 год, много лет проработал конструктором-технологом микроэлектронных приборов и узлов в одном из НИИ г. Саратова, затем преподавателем математики и физики.
Другие статьи автора:
Вы читаете контент канала “Хакнем Школа”. Подпишитесь на наш канал, чтобы не терять его из виду.
Источник
Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.
1491. Катер плывет по реке. В покое или движении относительного рулевого матроса находятся:
а) каюта;
б) спасательный круг;
в) пристань;
г) плывущие по реке лодки;
д) деревья на берегу?
а) в состоянии покоя;
б) в состоянии покоя;
в) в состоянии движения;
г) в состоянии движения;
д) в состоянии движения.
1492. В равномерно и прямолинейно движущемся поезде с верхней полки свободно падает книга. Одинаковы ли траектории движения книги в системе отсчета, связанной с поездом, и в системе отсчета, связанной с землей?
В системе отсчета поезда книга упадет по траектории прямой линии. Относительно земли книга упадет по параболической траектории.
1493. Что нужно принять за тело отсчета, чтобы было справедливо утверждение:
а) скорость спортсмена в стоячей воде равна 5 км/ч;
б) скорость бревна, плывущего по течению реки, равна скорости течения воды в реке;
в) бревно плывет по течению реки, поэтому его скорость равна нулю.
а) воду;
б) берег или дно реки;
в) воду.
1494.Скорость лыжника относительно земли равна 10 м/с, а скорость встречного ветра – 4 м/с. Какова скорость ветра относительно лыжника? Какой была бы скорость ветра относительно лыжника, если бы ветер был попутным?
1495. Мотосани спускаются по склону горы, и в некоторый момент их скорость относительно земли равна 80 км/ч. Угол склона равен 30°. Найдите вертикальную и горизонтальную составляющие скорости мотосаней.
1496. Аэроплан со скоростью 220 км/ч спускается к земле под углом 12° к горизонту. Найдите вертикальную и горизонтальную составляющие его скорости. На какую высоту опустится аэроплан за одну секунду спуска?
1497. Моторка движется по течению со скоростью V = 10 м/с, а против течения – со скоростью u = 8 м/с относительно берега. Какова скорость течения V1 относительно берега? Какова скорость лодки V2 в стоячей воде?
1498. Параллельно друг другу равномерно движутся два поезда: пассажирский, длина которого равна 160 м, со скоростью 90 км/ч, и товарный, длина которого равна 500 м, со скоростью 50 км/ч. Поезда движутся в одном направлении. Какова относительная скорость движения поездов? В течение какого времени один поезд проходит мимо другого?
1499. Решите предыдущую задачу для случая, когда поезда движутся в противоположных направлениях.
1500. По течению реки лодка с моторчиком плывет из деревни А в деревню В за 3 ч, а плот проходит это расстояние за 12 ч. Сколько времени затрачивает моторка на обратный путь?
1501. Когда пассажир неподвижно стоит на эскалаторе, он поднимается наверх за 2 мин. Идя пешком по неподвижному эскалатору, он достигает верха за 8 мин. За какое время поднимется наверх пассажир, если пойдет вверх по движущемуся эскалатору?
1502. Речной теплоход, идя по течению, проходит расстояние 100 км между двумя городами за 4 ч. Идя обратно, против течения, он проходит это же расстояние за 10 ч. Какова скорость течения реки относительно берега? Какова скорость катера относительно воды?
1503. Проходя мимо пункта А вниз по реке, катер поравнялся с плотом. Обогнав его, катер поплыл дальше, в пункт В, которого достиг через 45 мин. Повернув обратно, катер опять встретил плот, на этот раз на расстоянии 9 км от пункта В. Определите скорость течения реки относительно берега и скорость лодки относительно воды, если расстояние между пунктами А и В равно 15 км.
1504. Две моторки равномерно движутся навстречу друг другу – одна вниз, другая вверх по течению реки. При этом расстояние между ними сокращается на 30 м каждые 10 с. Если бы обе эти моторки с прежними скоростями двигались по течению реки, то расстояние между ними увеличивалось бы на 10 м за каждые 10 с. Чему равна скорость течения реки относительно берега?
1505. Караван верблюдов растянулся в длину на 2 км и движется по пустыне со скоростью V1 = 9 км/ч. Проводник, едущий во главе каравана, послал всадника на лошади в хвост каравана с вестью. Всадник поскакал со скоростью V2 = 27 км/ч и , на ходу передав весть, возвратился обратно. Спустя какое время он вернулся?
1506. Два истребителя летят параллельно навстречу друг другу. Скорость первого – 750 км/ч, второго – 650 км/ч. На борту одного самолета находится пулемет, который стреляет со скоростью 3200 выстрелов в минуту по другому истребителю перпендикулярно курсу. На каком расстоянии друг от друга будут пулевые отверстия в борту обстреливаемого самолета?
1507. Мотоцикл движется со скоростью 20 м/с относительно земли. Автомобиль «Лада» едет в ту же сторону со скоростью 16,5 м/с относительно земли. Мотоциклист начинает обгонять «Ладу» и в этот момент видит встречную фуру, которая движется со скоростью 25 м/с относительно земли. При каком наименьшем расстоянии до фуры мотоциклу можно начинать обгон, если в начале обгона он был в 15 м от «Лады», а к концу обгона он должен быть впереди нее на 20 м? (Размеры «Лады» не учитывать).
1508. По дороге со скоростью 15 м/с ехал фургон шириной 2,4 м. Перпендикулярно движению фургона летела пуля и попала в фургон, насквозь пробив его. Смещение отверстий в стенках фургона относительно друг друга равно 0,06 м. Какова скорость движения пули?
1509. С какой скоростью относительно трактора движется любое звено его гусеницы, если скорость трактора 15 км/ч?
Точно с такой же скоростью – 15 км/ч. трактор будет неподвижен, а гусеницы будут двигаться.
1510. Трактор движется со скоростью 25 км/ч. С какой скоростью относительно земли движется:
а) нижняя часть гусеницы трактора;
б) верхняя часть гусеницы трактора;
в) часть гусеницы, которая в данный момент перпендикулярна земле?
1511. Дирижабль летит на юг со скоростью 20 м/с. С какой скоростью и под каким углом к меридиану будет лететь дирижабль, если подует западный ветер со скоростью 10 м/с? Под каким углом к меридиану должен лететь дирижабль, чтобы при данном ветре он продолжал лететь на юг? Какова в этом случае будет его скорость?
1512. Скорость моторки относительно воды равна 5 м/с, скорость течения реки относительно земли равна 1 м/с, ширина реки 600 м. Моторка, пересекая реку, движется перпендикулярно течению. Какова скорость моторки относительно земли? За какое время она переплывет реку? На сколько метров моторка будет снесена течением?
1513. На окнах неподвижного автомобиля дождь оставляет полосы, наклоненные под углом 60° к вертикали. При движении автомобиля со скоростью 10 м/с полосы от дождя вертикальны. Какова скорость капель дождя в безветренную погоду?
Источник
Лодки в разных краях Земли как и национальности у людей множественны и выглядят по-разному. Их вид и конструкция диктуется жёстким регламентом – установленным матушкой-природой.
Японские тараи-бунэ, что на фото и, скорее напоминают таз, сразу навевают старый стишок:
“Три мудреца в одном тазу пустились по морю в грозу…”. На северной горной реке с мощным потоком конец стихотворения будет как раз кстати: “Будь попрочнее старый таз, подольше был бы мой рассказ”.
Автор: Декабрист Февральский
Реки у нас, на севере – не широкие, но с мощным горным течением и каменистым дном. И даже в низовьях с отмелями, заставляющими учить каждый летний сезон – гуляющий фарватер. Дополнительные трудности подкидывает постоянно меняющийся уровень воды из-за дождей или разлива впадающих ручьёв.
Поэтому хочется рассказать о тех лодках, что чаще всего встречаются в моих местах. Начну с той, что считается национальным творением коренных жителей. По-русски, многими называется “шняга”. Различается с собратьями – длиной. Может, немного шириной – но профили и пропорции стабильны. Сейчас их делают из половой доски и выгнутых и подваренных железных уголков (в качестве шпангоутов).
Конструкция, на первый взгляд проста. Однако, мастеров в моём районе республики остались буквально единицы. Лично, слышал о двух. На самом деле, если и больше, то не на много.
Особенность этих лодок, не смотря на собственный вес – грузоподъёмность и малая осадка.
На шесте легко преодолевают перекаты мелководных рек. А если тащить за конец через перекат, то справится и субтильный юноша.
Дно плоское. Но по носу и корме загибается вверх. На самом носу (он обрублен, не острый), как правило, небольшая площадка для постановки с неё сетей. И для прочего промыслового действа.
“Шахтёрка”, которая отличается самой большой длиной (>6m), иногда требует второго человека. При начале движения на корме. А потом или по центру или на носу лодки. Иначе, тронуться с места сложно :)))
На борт берут такие суда – много груза. Счёт идёт не на один и не на два центнера. Вплоть до тонны, легко. При этом, многие, кто ходит по обычному течению для нашей срединной речной местности, ставят моторы десятки. Но на стремительные потоки чуть повыше, конечно же, требуются 20 л.с.
На ход эти лодки лёгкие, как ни странно может многим показаться.
Регистрации такие маломерные суда у нас не требуют. Почему, не вдавался в подробности. Негабаритный или большой груз в наших краях больше не на чем и возить. Те же брёвна, доски, металл и прочее.
Дорог на севере нет, за исключением зимников, только в их сезон.
И то лишь парочка. Так что, замены этим трудягам-лодочкам НЕТ!!!
На этом фото, лодка на ремонте. На самом деле она и сейчас может быть на ходу, но хозяин решил заменить пару досок и покрасить. Пользуется пока другой подобной.
Учитывая частые перекаты и мелководье на плёсах – некоторые приспосабливают к хождению по реке старые, добрые “Казанки”.
Они по показателям маломерных судов почти невесомые, металл тонкий и сверлится и клепается без особых усилий.
Вдобавок, прогонистые, с хорошим профилем и килеватостью под транцем (выпускались с тремя разными углами килеватости).
Это позволяет им быть достаточно лёгкими на ход, что немаловажно при движении против течения на наших горных реках.
Переделка не такая уж и сложная. Просто, по килю вырезается кусок с днищем и делается тоннель. Значительно завышается транец (фото ниже). Дифферент на моторе выставляется крутовато. Сейчас объясню почему.
Дело в том, что такая лодка не предназначена для “полётов” по волнам. И идёт она специально сильно задрав нос. По сути, только часть корпуса на воде при движении.
Минус в шумности (мотор булькает и даже 4Т шумит как 2Т). И ещё один минус – в возможной безвозвратной потере мотора.
Если ты не знаешь фарватер и какой-нибудь валун окажется на твоём ходу посередине корпуса лодки, то разбитым винтом не отделаешься. Через эту шахту, сапог ПЛМ от удара на 99% возможных случаев превратится в лом цветмета. А так, если откровенно, у нас, не зная лоции, лучше вообще не соваться на воду. Ну и пьяным, конечно же. Не обсуждается даже.
Конечно, куда же деться без мотовесла? Ну, тут особых переделок самой лодки не требуется. Может, некоторые подделывают высоту транца под себя. Такая же ситуация и с улитками для переделки ПЛМ в водомёт.
Некоторые ставят защиту на винты или сварные мощные лапы под “плавник” на сапоге.
Что касаемо мотовёсел, то я их недолюбливаю. Чаще всего, это двигатели OHV, неспособные подолгу служить при долгих больших оборотах и долговременных нагрузках даже на средних скоростях вращения вала. Такова их конструкция, к сожалению. Чаще всего рассчитаны на работу на минималках на такой технике как компрессоры, генераторы и т.п.
Даже мной любимая Honda, выпускающая такую технику – особым ресурсом не отличается.
Слизанный нынче Lifan -ом и поставляемый на переделку “Буранов”, для изготовления мотовёсел, подобный силовой агрегат, вряд ли будет долго радовать хозяина.
Вечная проблема – клапана и их дурацкий, устаревший привод на порядок уступающий верхневальным конструкциям. Спасибо за прочтение! Если есть вопросу – обсудим в комментариях.
Источник