Дистанционная игра посвященная И.Ньютону

Игра  «Пять вопросов о…», посвященная  370-летию со дня рождения Ньютона

Цель игры: знакомство  учащихся с историческими фактами жизни Ньютона,

обобщение и  закрепление  знаний  по теме «Законы Ньютона», совершенствование  навыков решения качественных и расчетных задач, расширить кругозор учащихся, развитие коммуникативных, творческих  способностей. 

Участники игры:  команды обучающихся 8-10 классов (4-6 чел) образовательных учреждений под руководством учителя физики.

Для участия команды в Игре понадобится один компьютер с постоянным (в течение второго этапа) выходом в Интернет.

1.        Ход игры

ü Теоретический этап. Задания выставляются на сайт и, получив задания команде нужно в течение отведенного периода ответить на вопросы. Ответы прислать по электронной почте.

ü Практический этап.  Участникам необходимо зайти на сайт и в течение 1 часа решать полученные задания.

Начисление баллов

ü  Теоретический этап. За каждый верный ответ по 1 баллу.

ü  Практический этап. Первая задача стоит 3 балла. Если к задаче дан верный ответ, то команда получает ее стоимость, а следующая задача будет стоить на 1 балл больше. Если на задачу дан неверный ответ, то команда получает за решение 0 баллов, а следующая задача будет стоить на 3 балла меньше, но не менее 3 баллов.

Задания 1 тура.

Вопрос 1 . 4 января 1643 года в деревушке Вулсторп в доме недавно скончавшегося фермера Ньютона родился мальчик. Ему дали имя отца – Исаак. Он пришел в мир в тот год, когда во Флоренции предали земле прах другого известного ученого, на данные эксперимента и теоретических рассуждений которого,  впоследствии,  опирался Исаак Ньютон. Назовите этого ученого и его основные открытия.

Ответ. Г. Галилей.

1.      Галилей открыл закон изохронности – независимости периода колебаний маятника от размаха колебаний и массы груза – и выдвинул идею применения маятников в часах.

2.       Экспериментально и теоретически установил основные начала механики: принцип относительности для прямолинейного и равномерного движения,  принцип постоянства ускорения под действием силы тяжести. 

3.      В 1609 создал свой первый телескоп и начинает систематические астрономические наблюдения. Он открывает горы на Луне, четыре спутника Юпитера. Обнаруживает, что млечный путь состоит из множества звёзд. Открывает пятно на солнце и его вращение, фазы у Венеры.

4.      В 1610-14 годах, комбинируя и подбирая расстояние между линзами, изобретает микроскоп.

5.      Практическим путём подтверждает правильность учения Коперника о гелиоцентрической системе мира.

Вопрос 2. Известно, что в детстве Исаак Ньютон рос болезненным и необщительным, склонным к мечтательности, поэтому  начало школьной жизни было для него очень трудным.  Какое событие подтолкнуло И. Ньютона к тому, чтобы из отстающего ученика он стал первым учеником в классе?

Ответ:  Ньютон учился плохо, был слабым мальчиком, и однажды одноклассники избили его до потери сознания. Переносить такое унизительное положение было для самолюбивого Исаака Ньютона невыносимо, и оставалось одно: выделиться успехами в учебе.

Вопрос 3 . Ньютон весьма редко участвовал в шумных играх товарищей и в часы отдыха занимался устройством моделей  различных машин, между которыми упоминают о водяных часах, о  самокате и ветряной мельнице. В эту последнюю модель Ньютон посадил животное, которое назвал «Мельником». Какое животное Ньютон посадил в ветряную мельницу?

Ответ: Была посажена мышь, которую Ньютон назвал мельником, потому что она управляла механизмом и съедала муку.

Вопрос 4. В июне 1661 года 18-летний Ньютон приехал в Кембридж. Согласно уставу, ему устроили экзамен на знание латинского языка, после чего сообщили, что он принят в Тринити-колледж (Колледж святой Троицы) Кембриджского университета. Ньютона зачислили в разряд студентов-«сайзеров». Какие обязанности были у этих студентов?

Ответ: Это студенты,  с которых не брали платы за обучение. По нормам того времени, сайзер был обязан оплачивать своё обучение путём различных работ в Университете, либо путём оказания услуг более богатым студентам. 

Вопрос 5. 8 августа 1665 года занятия в Тринити-колледже были прекращены из  за Великой эпидемии чумы и персонал распущен до окончания эпидемии. Ньютон уехал домой в Вулсторп, захватив с собой основные книги, тетради и инструменты. Именно в это время, в январе 1666 года Ньютон проводит свой знаменитый эксперимент по оптике. В чем состоял этот эксперимент, и какой вывод был сделан?

Ответ: Ньютон наблюдал явление дисперсии. Исаак Ньютон, рассматривая в телескоп звёзды, заметил радужную окраску, подобную окраске масла на воде.   Обладавший способностями всё делать собственными руками, Ньютон изготовил стеклянную призму. В затемнённой комнате он через малое отверстие в ставне направил световой поток на призму.  
Через призму световой поток  не только преломлялся, но и разделялся на несколько световых лучей. Эти лучи на противоположной стене (экране)  от окна создавали разноокрашенные участки. Эту картину Ньютон назвал спектром (от латинского слова spectrum – «вuдение»). 

Вопрос 6. Исаак Ньютон был великим математиком, он создал дифференциальное и интегральное исчисление и оставил изящную математическую формулу, которая получила его имя. Эту формулу школьники всего мира зубрят уже триста лет.

Ответ: бином Ньютона. Эта   формула, выражает любую целую положительную степень суммы двух слагаемых (бинома, двучлена) через степени этих слагаемых, а именно:

        

         (1) где n — целое положительное число, а и b — какие угодно числа.

         Частными случаями Н. б. при n = 2 и n = 3 являются известные формулы для квадрата и куба суммы а иb: (а + b)² = а² + 2ab + b², (а + b)³ = а³ + 3a²b + 3ab² + b³

Вопрос 7. В конце 1671 — начале 1672 Ньютон  демонстрирует созданный им прибор  перед королём, а затем — в Королевском обществе. Аппарат вызвал всеобщие восторженные отзывы. Вероятно, сыграла свою роль и практическая важность изобретения. Какой прибор демонстрировал   Ньютон,  и в чем была его практическая важность?

Ответ:  В 1668 году Ньютон построил телескоп-рефлектор.  Первая конструкция которого  оказалась неудачной, но уже следующая, с более тщательно отполированным зеркалом, несмотря на небольшие размеры, давала 40-кратное увеличение превосходного качества. . Телескоп  применялся для астрономических наблюдений, которые  служили для точного определения времени, что в свою очередь было необходимо для навигации на море.

Вопрос 8.  В 1687 году выходят три тома знаменитого труда Ньютона. В этой работе,    исходя из наблюдаемой картины движения планет и их спутников,  Ньютон  строго доказывает тот факт, что в природе действует  закон всемирного тяготения. Назовите эту книгу. Какие известные  законы так же  были сформулированы Ньютоном  в этой работе?

Ответ:  «Математические начала натуральной философии» (то есть, на современном языке, «Математические основы физики»). В этой  книге Ньютон сформулировал три закона механики. Привел строгий вывод из закона тяготения всех трёх законов Кеплера. В целом его работа «Начала» представляет собой, пожалуй, наиболее совершенный образец гармонического сочетания данных опыта и теоретических рассуждений из всех существовавших когда-либо в физике. 

Вопрос 9. С 1699 года Ньютон  стал управляющим («мастером») Монетного двора. Для начала Ньютон досконально изучил технологию монетного производства, привёл в порядок документооборот, переделал учёт за последние 30 лет. Одновременно Ньютон энергично и квалифицированно содействовал проводимой денежной реформе, восстановив доверие к основательно запущенной его предшественниками монетной системе Англии. В апреле 1698 года Монетный двор в ходе «Великого посольства» трижды посетил русский царь и лично беседовал с Ньютоном. Кто из Российских  царей посетил «Монетный двор»,  и какие действия после этого визита последовали?

Ответ: Петр 1. Подробности его визита и общения с Ньютоном не сохранились. Известно, что в 1700 году в России была проведена монетная реформа, сходная с английской. А в 1713 году первые шесть печатных экземпляров 2-го издания «Начал» Ньютон выслал царю Петру в Россию.

Вопрос 10. В 1701 году Исаак Ньютон был избран членом парламента, а в 1703 году стал президентом английского Королевского общества. В 1705 году английский король возвел Ньютона в рыцарское достоинство. Ньютона отличали скромность и застенчивость. Он долго не решался опубликовать свои открытия, и даже собирался уничтожить некоторые из глав своих бессмертных «Начал». Исаак Ньютон был чрезвычайно приветлив, не имел ни малейшей напускной эксцентричности и был чужд выходкам, свойственным иным «гениям». Он отлично приспосабливался ко всякому обществу и нигде не обнаруживал ни малейшего признака чванства. Зато и в других Ньютон не любил высокомерно-авторитетного тона и особенно не терпел насмешек над чужими убеждениями. Закончите знаменитые цитаты Ньютона, которые раскрывают его основные черты характера:

1.      «Я только потому стою высоко, ………».

2.      «Не знаю, как меня воспринимает мир, но сам себе я кажусь только мальчиком…….»

Ответ:

 «Я только потому стою высоко, — сказал Ньютон, — что стал на плечи гигантов».

« Не знаю, как меня воспринимает мир, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, который развлекается тем, что время от времени отыскивает камешек более пёстрый, чем другие, или красивую ракушку, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным».

Задания 2 тура на интернет- карусель по законам Ньютона.

1.             Вини-Пух поднимается на воздушном шарике к дуплу, но на высоте 10 м шарик лопается и Пух падает на землю. Чему равно изменение координат Пуха?

2.             Порожный грузовой автомобиль массой 3т начал движение с ускорением 0,2м/с². Какова масса этого автомобиля вместе с грузом, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,15м/с²?

3.         На столе лежат стопкой 10 одинаковых книг. Что легче: сдвинуть пять верхних или вытянуть из стопки четвертую сверху книгу? Ответ обоснуйте.

4.                         На автомобиль массой 2т действует сила трения 16кН. Какова начальная скорость автомобиля, если его тормозной путь равен 50м? Ответ округлите до десятых.

5.         Автомашина с прицепом должна перевезти тяжелый груз. Куда его вы­годнее поместить: в кузов автомашины или на прицеп? Почему?

6.                         Мальчик массой 50кг, скатившись на санках с горки, проехал по горизонтальной дороге до остановки путь 20м за 10с. Чему равна сила трения, действующая на санки?

7.         Двум телам массами 0,2 и 0,5 кг сообщили одинаковую энергию. Второе тело прошло после этого до остановки путь 1,1 м. Какой путь прошло до остановки первое тело, если коэффициент трения для обоих тел одинаковый?

^8.           Самолет делает «мертвую петлю» радиусом 100 м и движется по ней со скоростью 280 км/ч. С какой силой летчик массой 80 кг будет давить на сиденье самолета в верхней точке петли? g=10м/с^2.  Ответ округлите до целого значения.

9.         Барон Мюнхгаузен, герой извест­ной повести Р.Э. Распе, привязав конец веревки к Луне, спускался по ней на Зем­лю. В чем главная физическая несураз­ность такого передвижения?

10.                     По горизонтальной плоскости движется груз массой 10 кг под действием силы 50 Н, направленной под углом 60° к гори­зонту. Определить, с каким ускорением движется груз. С какой силой он давит на плоскость? Трением между гру­зом и плоскостью пренебречь. Ответ округлите до десятых.

11.     Можно ли с помощью рычажных весов сравнить массы двух тел, находясь в кабине космического корабля?

12.                     Во сколько раз сила притяжения Земли к Солнцу больше силы притяжения Меркурия к Солнцу? Масса Меркурия составляет 1/18 массы Земли, а расположен он в 2,5 раза ближе к Солнцу, чем Земля. Ответ округлить до десятых.

13.     По заявлению членов экипажа «Аполлона-12» Ч. Конрада и А. Бина, по Луне ходить легко, но они часто теряли равновесие, так как даже при легком на­клоне вперед можно упасть. Объясните явление.

Ответы:

1.(- 10м)

2. 4 т.

3. Легче сдвинуть пять верхних книг, чем вытянуть четвертую сверху. Чтобы сдвинуть пять верхних книг, нужно приложить силу, равную силе трения между пятой и шестой книгами. Для вытягивания четвертой книги нужно преодолеть две силы: силу трения между третьей и четвертой книгами и силу трения  между четвертой и пятой книгами. Равнодействующая этих двух сил больше.

4. 28,3 м/с

5. В кузов автомашины. Это увели­чит силу давления на задние (ведущие) колеса машины, а значит, увеличит сцеп­ление с полотном дороги. Если помес­тить груз на прицеп, возможна пробук­совка машины на мокрой скользкой дороге и на подъеме.

6. 20 Н

7. 2, 75 м

8. 4040 Н

9. Герой повести никак не мог бы скользить по веревке к Земле, этому препятствовала бы сила притяжения его к Луне.

10. 2,5 м/с². Вес тела равен 56,7 Н

11. Первый способ– толкнуть весы «снизу» в направлении, перпендикулярном плоскости чашек; при том чашка с более массивным телом «перевесит». Второй способ – включить двигатели космического корабля, расположив весы так, чтобы их «верх» был ориентирован в сторону носа корабля. При этом способе чашка, на которой находится тело большей массы, также «перевесит».

12. в 2, 9 раза.

13. Устойчивость ходьбы человека определяется силой трения между подо­швой обуви и почвой. Поскольку сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, то там при ходьбе возни­кает и малая сила трения.

Информационные ресурсы:

http://kurz-fizika.narod.ru/bi_nuton.html http://www.philosophy.nsc.ru/journals/philscience/1_03/00_rod_sitnik.htm http://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%FC%FE%F2%EE%ED,_%C8%F1%E0%E0%EA