Дополнительный материал к урокам физики раздела Механика (10 класс)

Механика в литературе, истории и задачахДополнительный материал к урокам раздела «МЕХАНИКА»10 классПодготовила: учитель МБОУ СОШ № 4пгт. Афипского Северского районаКраснодарского краяАванесян Лариса Григорьевна Л.Н. Толстой Наука и искусство так же тесно связаны между собой, как легкие и сердце. ЗАКОН АРХИМЕДА ЛИТЕРАТУРА К.Г. Паустовский«Кара – Бугаз» «…Наш кок отпросился искупаться, но залив его не принял. Он высоко выкидывал его ноги, и при всем тщании кок погрузиться в воду не смог. Это повеселило команду и улучшило ее дурное расположение. Кок к вечеру покрылся язвами и утверждал, что вода залива являет собой разбавленную царскую водку, иначе серную кислоту». Н.А. Некрасов«Дедушка Мазай и зайцы»Мимо бревно суковатое плыло,Сидя, и стоя, и лежа пластом,Зайцев с десяток спасалось на нем.«Взял бы я вас – да потопите лодку!»Жаль их, однако да жаль и находку – Я зацепился багром за сучокИ за собою бревно поволок. ЗАКОН АРХИМЕДА ИСТОРИЯ Это интересно… Согласно легенде, греческий царь Гиерон предложил известному математику и естествоиспытателю Архимеду выяснить, из чистого ли золота или с добавлением менее дорогих примесей изготовили мастера царскую корону. Задача осложнялась тем, что во времена Архимеда понятие «удельный вес» отсутствовало. Летописцы утверждают, что решение проблемы пришло Архимеду в бане при погружении в ванну с водой. Ученый понял, что объем царской короны равен объему вытесненной ею воды. Измерив с помощью весов массу короны, можно найти плотность вещества короны. Далее оставалось взять кусок чистого золота, определить также его объем и массу, а затем плотность. После этого сравнить плотности вещества короны и чистого золота и определить, из чистого ли золота была сделана корона мастерами. Гениальность Архимеда состояла в том, что он не ограничился решением частной задачи Гиерона. Это решение послужило для ученого толчком к формулировке общего закона плавания тел. В появившемся позже трактате «О плавающих телах» Архимед выводит формулировку и дает геометрическое доказательство этого закона. ЗАКОН АРХИМЕДА ЗАДАЧИ Задача №1 Бревно, имеющее длину 3,5 м и диаметр 30 см, плавает в воде. Какова масса человека, который может стоять на бревне, не замочив ноги? Плотности дерева и воды известны.ρ = 0,7·103 кг/м3;ρ0 = 103 кг/м3. Задача №1 Задача №2 В цилиндрический сосуд с водой опустили железную коробочку, из-за чего уровень воды поднялся на 2 см. На сколько опустится уровень воды, если коробочка утонет. Плотности железа и воды известны.ρ = 0,7·103 кг/м3;ρ0 = 103 кг/м3. Задача №2 ПЛАВАНИЕ СУДОВ.ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ ЛИТЕРАТУРА Б.С. Жидков«Под водой» Подводная лодка не может всплыть со дна залива. «Лейтенант вздрогнул. Минер вопросительно на него взглянул.Сели на мель? Так ведь? – спросил он лейтенанта.Рули были поставлены на подъем, винт работал, приборы показывали, что лодка на той же глубине. Лейтенант вспомнил, что тут в порту глинистое, липкое дно». Ж. Верн«Робур-Завоеватель» «В то же мгновенье воздушный корабль был втянут в орбиту исполинского смерча, за которым следовало еще два смерча чернильного цвета… Едва он вырвался из одного смерча, как тут же попадал в орбиту другого; каждую минуту ему грозила опасность расколоться или даже разлететься на куски». ПЛАВАНИЕ СУДОВ.ВОЗДУХОПЛАВАНИЕИСТОРИЯ Это интересно… Судоплавание имеет многовековую историю. Первобытные люди селились вдоль рек. Поэтому они испытывали острую потребность в переправе. Случайно люди заметили, что бревно с дуплом имеет еще большую плавучесть. Затем была предложена идея «искусственного дупла» – челнока, выдолбленного из ствола дерева. Идея воздухоплавания возникла у братьев Жозефа и Этьена Монгольфье в результате заблуждения. Они считали, что дым и газы, выделяющиеся при сгорании топлива, обладают свойством летучести. Братья оклеили бумагой сферический льняной мешок и надули его над костром, в котором жгли мелко нарезанную солому. Запуск воздушного шара состоялся 4 июня 1783 году в окрестностях города Леона. ПЛАВАНИЕ СУДОВ.ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ ЗАДАЧИ Задача №3 Какова скорость корабля, если вода поднимется при движении вдоль его носовой части на высоту 1 м. Задача №3 Задача №4 Воздушный шар массой М опускается с постоянной скоростью. Какой массы m балласт нужно выбросить, чтобы шар поднимался с той же скоростью. Подъемная сила Q воздушного шара известна. Задача №4 Относительность движения. Правило сложения скоростейЛИТЕРАТУРА Относительность движения. Правило сложения скоростейЮ.П. Кузнецов «Отцепленный вагон»А.С. Пушкин«Движение»Усыпил нас большой перегон,Проводник и кондуктор исчезли.Говорят, отцепился вагонНа каком-то безвестном разъезде. Мы, не зная, из окон глядим.Только поезд пройдет вдоль разъезда,Нам покажется – мы не стоим,А безмолвно срываемся с места.Только он промелькнет – обнажитсяТо же зданьице, поле окрест.То умчится, то снова промчитсяНаш вагон на пустынный разъезд.Движенья нет, сказал мудрец брадатый.Другой смолчал и стал пред ним ходить.Сильнее бы не смог он возразить;Хвалили все ответ замысловатый.Но, господа, забавный случай сейДругой пример на память мне приводит:Ведь каждый день пред нами солнце ходит,Однако ж прав упрямый Галилей! Л.Н. Толстой «Рассказ аэронавта» Герой рассказа поднялся в воздух на воздушном шаре. «Чтобы узнать, поднимаюсь ли я, или стою на месте, - я выбросил бумажки из лодки. Бумажки точно камни полетели книзу. Значит, я как стрела, летел кверху. Я изо всех сил ухватился за веревку и потянул. Слава Богу, - клапан открылся, засвистало что-то. Я выбросил еще бумажку, - бумажка полетела около меня и поднялась. Значит, я опускался». Относительность движения. Правило сложения скоростейИСТОРИЯ Это интересно… Чарли Чаплину в кинофильме «Иммигранты» предстояло снимать сцену на палубе корабля, который, согласно сценарию, раскачивался на волнах во время шторма. Оператор нашел очень простое и оригинальное решение проблемы: актеры играли на неподвижной палубе, а включенная кинокамера совершала колебательное движение. Американский дипломат и естествоиспытатель Б. Франклин изучал английскую торговлю. Он обратил внимание на то, что корабли, курсирующие между Англией и ее колониями в Америке, пересекают океан быстрее, когда движутся на восток в Старый Свет. Ученый проанализировал вахтенные корабельные журналы, географические карты и «на кончике пера» открыл новое течение, которому придумал название «Гольфстрим». Относительность движения. Правило сложения скоростей ЗАДАЧИ Задача №5 Два поезда движутся навстречу друг к другу со скоростями соответственно 10 м/с и 15 м/с. Пассажир первого поезда заметил, что второй поезд прошел мимо него за 6 с. Какова длина второго поезда? Задача №5 Задача №6 Теплоход длиной 300 м движется по прямому курсу в неподвижной воде. Катер, имеющий скорость 25 м/с, проходит расстояние от кормы движущегося теплохода до его носа и обратно за 37,5 с. С какой скоростью двигался теплоход? Задача №6 О движении и взаимодействии ЛИТЕРАТУРА В.М. Гаршин«Лягушка-путешественница»«Тут лягушка уж не выдержала и, забыв всякую осторожность, закричала изо всей мочи: «Это я! Я!» И с этим криком она полетела вверх тормашками на землю. Утки громко закричали; одна из них хотела подхватить бедную спутницу на лету, но промахнулась. Лягушка, дрыгая всеми четырьмя лапками, быстро падала на землю; но так как утки летели очень быстро, то и она упала не прямо на то место, над которым закричала и где была твердая дорога, а гораздо дальше, что было для нее большим счастьем, потому что она бултыхнулась в грязный пруд на краю деревни». Ф.А. Искандер«Святое озеро» Герой рассказа поскользнулся и полетел по крутому склону ледника вниз. Поперек его пути была глубокая траншея, «где клокотала и неслась талая вода. Он подумал, что сейчас погибнет, попав в эту траншею, но перелетев через нее и на пологом склоне затормозился». О движении и взаимодействии ИСТОРИЯ Это интересно… Легенда о яблоке Ньютона показывает, что пытливый ум из малого умеет вывести важные следствия. Заметив, что с дерева упало яблоко, Ньютон объяснил его движение вниз, а не в сторону или вверх тем, что сила тяготения направлена к центру Земли. Но как далеко простирается действие этой силы? Может ли оно достигать Луны? Анализируя характеристики Земли и Луны, он открыл закон Всемирного тяготения. Аристотель утверждал, что скорость падающего тела прямо пропорциональна его весу. Галилею удалось опровергнуть это утверждение Аристотеля, используя следующий мысленный эксперимент. Если легкое и тяжелое тела скрепить вместе, то первое, согласно Аристотелю, должно замедлять движение второго. Но вместе они образуют единое более тяжелое тело и, значит, должны падать быстрее. Разрешить это противоречие можно только одним способом: предположить, что различные по массе тела падают на Землю с одинаковой скоростью. О движении и взаимодействии ЗАДАЧИ Задача №7 Найти силу притяжения между Землей и Луной. Масса Земли 6·1024 кг, масса Луны 7,3·1022 кг. Среднее расстояние между их центрами равно 3,8·108 м. Задача №7 Задача №8 С башни высотой 25 м горизонтально брошен камень с начальной скоростью 10 м/с. На каком расстоянии от основания башни он упадет на Землю. Задача №8 Законы НьютонаЛИТЕРАТУРА Законы НьютонаЛ. Кэтолл «Алиса в Зазеркалье» «Стоило Коню остановиться…. Как Рыцарь тут же летел вперед. А когда Конь снова трогался с места… Рыцарь тотчас падал назад». Как объяснить это физическое явление? Законы НьютонаЭ. Распе «Приключение барона Мюнхгаузена» «Я стал рядом с огромнейшей пушкой… и когда из пушки вылетело ядро, я вскочил на него верхом и лихо понесся вперед…, мимо меня пролетело встречное ядро…, я пересел на него и как нив чем не бывало помчался обратно». Законы НьютонаИСТОРИЯ Это интересно… Эвристическая функция научной теории состоит в предсказаниях новых, пока еще неизвестных научному сообществу фактов, законов. Вместе с тем, любая теория как система знаний является относительной истиной и поэтому имеет границы применимости. Бессель рассчитал по периодическим отклонениям Сириуса, что у этой звезды должен быть спутник, находящийся на расстоянии в десять световых лет. Астрономические наблюдения подтвердили правоту Бесселя, который опирался в своих расчетах на классическую механику Ньютона. Но в 1845 году астроном Леверье обнаружил, что перигелий Меркурия смещается по кругу на 43" за сто лет. В рамках классической теории тяготения Ньютона этот факт объяснить было невозможно. Только в XX веке Альберт Эйнштейн разрешил данное противоречие на основе созданной им общей теории относительности (ОТО). Законы Ньютона ЗАДАЧИ Задача №9 Автомобиль массой 2000 кг движется по вогнутому мосту радиуса кривизны 100 м со скоростью 36 км/ч. С какой силой давит автомобиль на мост в его середине? Задача №9 Задача №10 Полотно дороги на повороте радиуса R наклонено к центру закругления и составляет угол α к горизонту. По дороге едет велосипедист, скорость которого такова, что на повороте велосипед перпендикулярен к полотну дороги. С какой силой велосипед давит на дорогу, если масса велосипедиста с велосипедом равна m? Какова при этом скорость велосипедиста? Задача №10 Механические колебания и волныЛИТЕРАТУРА Механические колебания и волныН.А. Заболоцкий «Утро»А.Т. Прасолов «В тяжких волнах наружного гула»Рожденный пустыней,Колеблется звук,Колеблется синийНа нитке паук.Колеблется воздух,Прозрачен и чист,В сияющих звездахКолеблется лист.В тяжких волнах наружного гулаИ в прозрачном дрожанье стеклаТа же боль, что на время уснула,И опять, отдохнув, проняла.Почему стекла в окнах иногда дрожат? Механические колебания и волныМ. Пессель «Заскар»К. Грушевая «Ничего не могу забыть» Путешественникам в Гималаях пришлось переходить по висячему мосту длиной 70 м. «Человек, переходящий по одной из этих примитивных переправ, должен обладать определенными навыками. Дело в том, что мост совершает два вида колебаний – справа налево и снизу вверх. Последний вид колебаний вызывается перемещением массы идущего человека и может закончиться резким рывком вверх, который перебрасывает человека через перила. Маятниковое движение еще опаснее, поскольку все усилия уменьшить его приводят к увеличению размаха колебаний…» После налета фашистов «мама заглянула в буфет и увидела, что один из бокалов составлял две равные, идеально поделенные половинки. Вся остальная посуда была в целости. Мы долго гадали, каким образом в закрытом буфете мог так ровно разбиться бокал. Вечером пришел папа и объяснил: оказывается, наш бокал от определенной частоты колебаний взрывной волны вошел в резонанс, потому и раскололся пополам. Папа заявил, что явление это достаточно редкое, но при некоторых условиях в резонанс могут попасть многие предметы». Механические колебания и волны ИСТОРИЯ Это интересно… Галилей много раз во время богослужения наблюдал, как раскачивается светильник в соборе под влиянием сквозняков. Используя собственный импульс, ученый выяснил, что период малых колебаний светильника не зависит от амплитуды (колебания изохронны). Позже он сконструировал первые маятниковые часы, в основе которых лежит идея изохронизма колебаний. Н.Д. Кондратьев (1892-1938) изучал промышленные революции и пришел к выводу, что, начиная с первой промышленной революции и до наших дней, колебания в экономическом росте и техническом развитии укладываются в несколько циклов, каждый из которых, в свою очередь, имеет четыре фазы: восстановление, процветание, снижение и депрессия. Механические колебания и волны ЗАДАЧИ Задача №11Математический маятник длиной L подвешен в вагоне, движущемся с ускорением а. Найти период колебаний этого маятника. Задача №11 Задача №12 Человек массой 70 кг сидит на середине трапеции. Палка трапеции подвешена на веревках длиной 8 м каждая. При качении человек проходит положение равновесия со скоростью 6 м/с. Какова сила натяжения каждой веревки в этот момент? Задача №12 ЗВУК ЛИТЕРАТУРА ЗВУКН.А. НекрасовМ.М. Пришвин «Лесной доктор»Никто его не видывал,А слышать – всякий слыхивал,Без тела, а живет оно,Без языка – кричит.Какое явление вы узнаете в этих поэтических строках? «Стали все вместе осматривать дерево. Оно было совсем свежее, и только на небольшом пространстве, не более метра в длину, внутри ствола прошел червяк. Дятел, очевидно, выслушивал осину, как доктор: выстукивал ее своим клювом, понял пустоту, оставляемую червем, и приступил к операции извлечения червя. И второй раз, и третий, и четвертый… Нетолстый ствол осины походил на свирель с клапанами. Семь дырок сделал «хирург» и только на восьмой раз захватил червяка, вытащил и спас осину». ЗВУК ИСТОРИЯ Это интересно… Летом 1932 года группа российских ученых проводила запуски метеорологических шаров-зондов с палубы ледокола «Таймыр». Однажды один из сотрудников случайно коснулся лицом резиновой оболочки шара и почувствовал боль в ушах. Руководитель работ – академик Шулейкин – нашел объяснение этому феномену. Оказалось, что наполненная водородом оболочка шара служила резонатором, усиливающим инфразвуковые колебания частотой 6-12 Гц. Источником инфразвука был шторм, бушующий на расстоянии в сотни миль от корабля. Позже этот факт был использован для создания прибора, предсказывающего приближение бурь. ЗВУК ЗАДАЧИ Задача №13 Звуковая волна распространяется в воде со скоростью 1480 м/с, а в воздухе – 340 м/с. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе из воды в воздух? Задача №13 Задача №14 Эхо, вызванное оружейным выстрелом, дошло до стрелка через 4 с после выстрела. На каком расстоянии от стрелка находится преграда, от которой произошло отражение звука? Скорость звука в воздухе 340 м/с. Задача №14 Задача №15 На расстоянии 1068 м от наблюдателя ударяют молотком по железнодорожному рельсу. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, услышал звук на время 3 с раньше, чем он дошел до него по воздуху. Найти скорость звука в стали, скорость звука в воздухе 340 м/с. Задача №15 Реактивное движение ЛИТЕРАТУРА Реактивное движениеН.Н. Носов «Незнайка на Луне»А.Р. Беляев «Звезда КЭЦ» «Особенно поразил всех рассказ о полицейском Хныгле, который, попав в состояние невесомости, выстрелил из дальнобойной крупнокалиберной винтовки, в результате чего реактивная сила понесла его с такой скоростью, что он за каких-нибудь полчаса совершил кругосветное путешествие , то есть облетел вокруг внутреннего ядра Луны и упал примерно на том же месте, откуда вылетел». «Ракета вдруг описала небольшой круг и перевернулась кормой вниз. Пламя вырвалось из дюз, и она все медленнее стала снижаться к озеру… эта тяжелая громадина, не долетая до поверхности воды нескольких десятков метров, как бы повисла в воздухе: сила вырывающихся газов поддерживала ее в висячем положении. Отбросы газов рябили и волновали поверхность воды» Реактивное движениеА.И. Куприн «Ольга Сур» Никаноро Нанни придумал новый цирковой номер под названием «Легче воздуха». «А номер был, на неопытный взгляд, как будто простой. На высоте двух хороших человеческих ростов строилась неширокая площадка для разбега: она оканчивалась на середине манежа американским ясеневым трамплином, а на другой стороне манежа укреплялся обыкновенный бархатный тамбур такой величины, что можно было только поставить ноги, окончив прыжок. И что же делает Никаноро Нанни? Он берет в каждую из рук по двадцатипятифунтовой гире, затем он делает короткий, но быстрый разбег, отталкиваясь со страшной силой от трамплина и летит прямо на тамбур… Но во время этого полета, в какой-то необходимый, но неуловимый момент, он бросает обе гири, и тут-то, преодолев закон тяжести, ставши внезапно легче на пятьдесят фунтов, он неожиданно взвивается кверху и потом уж кончает полет, упав на тамбур. И этот-то невообразимый полет… производил каждый раз на нас, всего навидавшихся в цирке, ощущение какой – то внезапной светлой радости». Реактивное движение ИСТОРИЯ Это интересно… Бабочки способны совершать перелеты на расстояние в тысячу километров со скоростью, достигающей в некоторых случаях 50 км/ч. Но изучение особенностей движения бабочки показало, что почти треть времени взмаха у нее сложены крылья. В таком положении они не создают подъемной силы. Почему же бабочка не теряет высоту? Ответ на этот вопрос был найден в ходе исследования полета бабочки-лимонницы с помощью скоростной киносъемки (2000 кадров в секунду). Выяснилось, что в процессе движения ее крылья смыкаются сложным образом.В начальный момент передняя пара образует своеобразный воздухозаборник, а нижняя пара – реактивный канал. Потом задние крылья с силой выталкивают заключенную между ними порцию воздуха, создавая реактивную струю. Реактивная сила не только удерживает бабочку в определенной точке, но даже помогает набрать высоту. При очередном взмахе крыльев реактивный канал распадается, а полет осуществляется на машущих крыльях. Реактивное движение ЗАДАЧИ Задача №16 Какова средняя сила давления на плечо при стрельбе из автомата, если масса пули 10 г, а скорость вылета пули из ствола равняется 300 м/с? Скорострельность автомата 300 выстрелов в минуту. Задача №16 Задача №17 Из орудия массой 3 т, не имеющего противооткатного устройства, ствол которого жестко скреплен с лафетом, вылетает в горизонтальном направлении снаряд массой 15 кг со скоростью 650 м/с. Какую скорость получает орудие при отдаче? Задача №17 Сила трения. Трение качения ЛИТЕРАТУРА Сила трения. Трение каченияК.Г. Паустовский «Далекие годы»А.П. Платонов «На заре туманной юности» «Дорога поднималась все выше. Вдруг в лицо нам потянуло свежестью. Самый перевал! – сказал перевозчик, остановил лошадей, слез и положил под колеса железные тормоза». Для чего извозчик положил под колеса железные тормоза? Героине рассказа, 17-летней девушке Ольге, для предотвращения аварии нужно было остановить два десятка приближающихся к станции вагонов, оторвавшихся от паровоза и спускающихся с большой скоростью под уклон. Исполняя обязанности машиниста, она вывела маневровый паровоз но тот же путь и разогнала его до максимальной скорости, уходя от вагонов. После столкновения Ольга приняла различные меры для остановки состава, в том числе «пустила песок под колеса…». Сила трения. Трение качения ИСТОРИЯ Это интересно… Предприимчивый хозяин собаки, вычесывая репья из ее хвоста после прогулки, понял, что эффект взаимодействия колючек с шерстью можно использовать с выгодой. Он запатентовал идею застежки-липучки, которая сегодня широко применяется в текстильной промышленности. Для пьедестала памятника Петру Первому в Санкт-Петербурге («Медный всадник») была найдена гигантская монолитная гранитная глыба весом 80 тысяч пудов. Но как ее переместить по суше к месту установки? Русские мастера предложили остроумное решение этой проблемы. Они изготовили специальные «салазки» из бревен. Для этого в бревнах выдолбили желоба, обили их медью, поместили в желоба бронзовые шары и смазывали их по мере движения жиром. Рабочие тянули каменную глыбу, помещенную на «салазки», канатами и воротами. Сила трения. Трение качения ЗАДАЧИ Задача №18 На горизонтально вращающей платформе на расстоянии пол метра от оси вращения лежит груз. При какой частоте вращения груз начнет скользить? Коэффициент трения между грузом и платформой равен 0,05. Задача №18 Задача № 19 Каким должен быть минимальный коэффициент трения между шинами автомобиля и асфальтом, чтобы автомобиль мог пройти без проскальзывания закругление радиусом 100 м со скоростью 14 м/с? Задача №19 Сила сопротивления ЛИТЕРАТУРА Сила сопротивленияА.Р. Беляев «Человек-амфибия»Ж. Верн «Робур-Завоеватель» «Ихтиандр опускался все глубже и глубже в сумеречные глубины океана. Ему хотелось быть одному, прийти в себя от новых впечатлений… Он погружался все медленнее. Вода становилась плотнее, она уже давила не него, дышать становилось все труднее. Здесь стояли густые зелено-серые сумерки». «Воздушный корабль несся вперед со скоростью ста километров в час, и висевшая на канате корзина отставала от него и тянулась позади».Почему корзина, висевшая на канате, отставала от воздушного корабля? Сила сопротивления ИСТОРИЯ Это интересно… Известно, что акулы способны перемещаться в воде с большой скоростью. Специалисты фирмы «Мессершмитт-Бельков-Блом» продули тушу акулы в аэродинамической трубе и обнаружили, что ее шершавая кожа создает меньшее сопротивление движению воздуха, чем гладкая поверхность. С учетом этого факта была создана полимерная шероховатая пленка «Риблет», которую наклеивают на фюзеляжи аэробусов А-320 для улучшения их аэродинамических характеристик. Массивные киты могут двигаться в воде со скоростью двадцать узлов. Ученые построили жесткие деревянные модели и рассчитали затраты энергии на их буксировку под водой. Оказалось, что мускульной энергии китов недостаточно для такого быстрого движения. Ответ на вопрос был найден, когда построили модель кита с эластичным наружным слоем, имитирующим кожный и жировой покровы этого животного. Выяснилось, что кожа реагирует на давление обтекающей воды. Постоянные колебания кожи уменьшают трение о воду. Поэтому при движении кита не возникает завихрений. Сила сопротивления ЗАДАЧИ Задача №20 Тело массой 40 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с достигло высшей точки подъема спустя 2,5 с. Найти среднюю силу сопротивления воздуха, действующую на тело во время движения. Задача №20 Задача №21 Какая минимальная сила сопротивления воздуха действует на парашютиста и парашют общей массы 75 кг при полностью раскрытом парашюте? Задача №21 Результирующая силаЛИТЕРАТУРА Результирующая силаН.А. Морозов «Силы природы»Д.Н. Медведев «Сильные духом» Силы сцепленья Вяжет пары, Мощь тяготенья Держит миры, Атомов сродство Жизнь создает, Света господство К знанью ведет. О каких силах говорится в этих поэтических строках? После приземления партизаны собрались вместе. «Последним подошел товарищ, которого я заметил в воздухе. Его парашют раскрылся не полностью, и он неминуемо разбился бы, но, к счастью, ударился ногами о телефонные провода, протянутые вдоль дороги, это смягчило падение».Как изменилась результирующая сила? Результирующая сила ИСТОРИЯ Это интересно… Суда жителей русского севера – кочи – имели яйцевидную форму. Поэтому при сжатии во льдах они не раздавливались, а выжимались наверх, оставаясь невредимыми. Египтяне при строительстве пирамид поднимали тяжелые каменные блоки по земляным наклонным плоскостям, которые после строительства убирали. Результирующая сила ЗАДАЧИ Задача №24 Какой путь S за время t пройдет юзом воз массой m, если щука и рак тянут его по горизонтали в противоположные стороны с силами F1 и F2, а лебедь тянет с силой F3 в ту же сторону, что и рак, но под углом α к горизонту? Коэффициент трения между колесами и поверхностью земли равен k, начальная скорость воза равна 0. Задача №24 Задача №25 В одном случае два человека тянут в противоположные стороны с равными по модулю силами. В другом случае один конец каната привязан к неподвижной опоре, а за другой конец тянут два человека с теми же равными по модулю силами. Какую силу натяжения испытывает канат в обоих случаях? Задача №25 Равновесие телЛИТЕРАТУРА М.Твен «Укрощение велосипеда» «Если мне случалось падать направо, я, следуя вполне естественному побуждению, круто заворачивал руль налево, нарушая таким образом закон природы. Закон требовал обратного: переднее колесо нужно поворачивать в ту сторону, куда падаешь. Когда тебе это говорят, поверить бывает трудно. И не только трудно – невозможно, настолько это противоречит всем твоим представлениям… В конце концов я доехал до угла, и нужно было поворачивать: тут нет ничего приятного, когда приходится делать поворот в первый раз самому, да и шансов на успех почти никаких. Уверенность в своих силах быстро убывает, появляются всякие страхи, каждый мускул каменеет от напряжения, и начинаешь осторожно описывать кривую… Вдруг стальной конь закусывает удила и, взбесившись, лезет на тротуар, несмотря на все мольбы седока и все его старания свернуть на мостовую… Наступает решительный момент, последняя возможность спастись. Конечно, тут все инструкции разом вылетают из головы, и ты поворачиваешь колесо от тротуара, когда нужно повернуть к тротуару, и растягиваешься во весь рост на этом негостеприимном, закованном в гранит берегу». Равновесие телИСТОРИЯ Это интересно… Американский профессор Роберт Вуд нашел способ доказать судьям правоту железнодорожной компании. Эту компанию домовладельцы обвиняли в том, что проходящие мимо домов поезда создавали чрезмерную тряску, из-за чего посуда в квартирах якобы падала с полок. Вуд использовал маленькие кегли одинаковой высоты, но с основаниями разного диаметра. Он определял их устойчивость при движении поезда и движении грузовика на улице. Оказалось, что кегли определенного размера в первом случае были в равновесии, а во втором случае падали. То есть проезжающие автомобили создавали в домах большие вибрации, чем поезда. Юный техник Сергей Волков поставил несколько катушек для ниток друг на друга, и чтобы система не рассыпалась, продел внутрь веревку и туго натянул ее. За эту идею Сергей получил авторское свидетельство. В 1967 году в Москве по проекту инженера Никитина была построена Останкинская башня высотой 540 метров, в конструкции которой реализована идея С. Волкова. Для увеличения устойчивости башни внутри нее были натянуты вертикально стальные тросы. Равновесие тел ЗАДАЧИ Задача №22 К стене прислонена лестница массой m под углом α к вертикали. Центр масс лестницы находится на расстоянии 1/3 длины от ее верхнего конца. Какую горизонтальную силу нужно приложить к середине лестницы, чтобы верхний конец ее не оказывал давление на стену? Задача № 22 Задача №23 Фонарь массой 20 кг подвешен на двух одинаковых тросах, образующих угол 1200. Найти силу натяжения тросов. Задача №23 Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергииЛИТЕРАТУРА Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергииА. П. Платонов «Сокровенный человек»Ф.И. Тютчев «Да, вы сдержали ваше слово…» Для уничтожения бронепоезда белогвардейцев, стоявшего на станции, Пухов предложил пустить по рельсам под уклон состав из вагонов с песком: «…с ветром и лихою игрою колес вылетел состав без паровоза и в момент вскочил на затрепетавший под такой скоростью мост. Афонин забыл дышать и от какого-то восторга внезапно взмок глазами. Состав скрылся на мгновенье в гуще вагонов полустанка, и сейчас же там поднялось облако песчаной пыли. Потом раздался резкий, краткий разлом стали, закончившийся раздраженным треском». Счастлив в наш век, кому победаДалась не кровью, а умом,Счастлив, кто точку АрхимедаУмел сыскать в себе самомЧто поэт подразумевал под «точкой Архимеда»? Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергииА.С. Пушкин «Сцены из рыцарских времен»М.Е. Салтыков-Щедрин«Современная идилия» « – Что такое perpetuum mobile? – спросил Мартын. - Рerpetuum mobile, - отвечает ему Бергольд, - есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… Видишь ли, добрый мой Мартын! Делать золото – задача заманчивая, открытие, может быть, любопытное и выгодное, но найти perpetuum mobile…. О!» Изобретатель Презентов построил вечный двигатель. «Презентов вынул палку – колесо не шелохнулось. – Капризится! – повторил он, - надо импет дать. Он обеими руками схватил за обод, несколько раз повернул его вверх и вниз и, наконец, с силой раскачал и пустил, - колесо завертелось. Несколько оборотов оно сделало довольно быстро и плавно,- слышно было, однако ж, как внутри обода мешки с песком то напирают на перегородки, то отталкиваются от них; потом начало вертеться тише, тише; послышался треск, скрип, и наконец, колесо совсем остановилось.» Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергииИСТОРИЯ Это интересно… Галилей ввел представление о кинетической и потенциальной энергии, используя нитяной маятник. Если на пути нити маятника MN ставить гвоздь сначала в точке А, а затем в точке В, то груз всегда достигает высоты, с которой начинал движение. Рис.1. Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергии ЗАДАЧИ Задача №27 Небольшое тело соскальзывает по наклонной поверхности, переходящую в «мертвую петлю» с высоты 2 R, где R – радиус петли. На какой высоте малое тело оторвется от поверхности петли? С какой высоты должно скатываться тело для того, чтобы отрыва не произошло? Задача №26 Задача №27 Летящая с некоторой скоростью пуля попадает в мешок с песком и входит в него на глубину 15 см. На какую глубину войдет в песок пуля той же массы, если скорость ее движения будет вдвое больше? Задача №27 Задача №28 Поезд массой 1500 т движется со скоростью 57,6 км/с и при торможении останавливается и проходит путь 200 м. Какова сила торможения? Как должна измениться сила торможения, чтобы поезд прошел при торможении до остановки путь в 2 раза меньший? Задача №28 Задача №29 Какую работу совершил мальчик, стоящий на гладком льду, сообщив санкам скорость 4 м/с относительно льда, если масса санок равна 4 кг, а масса мальчика 20 кг? Задача №29 Задача №30 Найти мощность, развиваемую газами при выстреле из винтовки, если длина ствола равна 1 м, масса пули равна 10 г, а скорость пули при выстреле равна 400 м/с. Задача №30