Научная работа "Физика в сказках" (7класс)

Сказка Г.Х. Андерсена «Принцесса на горошине».

Мудрая королева решила проверить странницу, попавшую во дворец, с тем, чтобы определить, настоящая ли она принцесса. Испытание было простым: девушке предложили постель из десяти перин, под  которыми лежала маленькая горошинка. Она-то и стала причиной… бессонницы гостьи… Странно все это. Или настоящие принцессы, в самом деле, настолько чувствительны?

Ответ: Нет, оказывается, дело в другом! Вам наверняка известно, что человек с тяжелой ношей глубже проваливается в снег, чем человек без ноши, а на лыжах и вовсе не проваливается. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Но действие этой силы в обоих случаях различна, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек с лыжами и без лыж. Значит, результат действия силы зависит не только от ее модуля, но и от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует. Теперь – то мы с легкостью ответим на вопрос, каким образом удалось выявить девицу благородного происхождения сказки « Принцесса на горошине». Горошинка, имея малую площадь соприкосновения с телом принцессы, оказывало большое давление! Значит, давление можно увеличить, уменьшая площадь соприкосновения.

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1м² перпендикулярно этой поверхности: р = F/S  р =Н/м². В честь французского ученого Блеза Паскаля (1623-1662) эта единица названа паскалем и обозначается таким образом:        1Па=1 Н/м².

Сказка Г.Х. Андерсена «Снежная королева»

Вечером, когда Кай был уже дома и почти совсем разделся, собираясь лечь спать, он вскарабкался на стул и поглядел в маленький оттаявший на оконном стекле кружочек. За окном порхали снежинки, одна из них, побольше, упала на край цветочного горшка и начала расти.

а) Определите скорость падения снежинки, если известно, что за 2 мин. она пролетела путь 72м. Каким вы приняли движение снежинки? (равномерным; 0,6м/с)

б) Перечислите физические явления, которые встретились в этом отрывке (порхали снежинки, одна упала, начала расти).

Сказка Г.Х. Андерсена «Снежная королева»

Санки его точно приросли к большим саням и продолжали нестись вихрем. Кай громко закричал, никто его не услышал! Снег валил, санки мчались, ныряя в сугробах, прыгая через изгороди и канавы.

а) Какой путь пролетел Кай на своих санях вместе с санями Снежной королевы за 15мин., если их скорость была 20м/с? Каким вы приняли движение санок? (равномерное; 18000м = 18км)

б) Перечислите физические тела, о которых говорится в отрывке, (сани, санки, снег, мальчик Кай).

Сказка Братьев Гримм «Бременские музыканты»

 Кабриолет на полной скорости выехал на пыльную дорогу и помчался за Бременскими музыкантами.

а) Определите скорость кабриолета, если у вас есть «автомобиль», который движется со скоростью 0,02м/с, секундомер, измерительная лента.

б) Какие единицы измерения скорости, пути и времени вы знаете?

Сказка Г.Х.Андерсена «Снежная королева»

Вот мое родное северное сияние! - сказал олень.

- Гляди, как горит!

И он побежал дальше, ни останавливаясь, ни днем, ни ночью.

Хлебы были съедены, ветчина тоже, и вот Герда очутилась в Лапландии.

Сколько времени (в часах и сутках) были в пути Олень и Герда, если они мчались со скоростью 10м/с и преодолели путь в 1800км (50ч = 2сут.2ч).

Сказка Ш.Перо «Золушка»

Последним подарком Феи были туфельки из чистейшего хрусталя, какие и не снились ни одной девушке.

а) Определите плотность хрусталя, если известно, что одна туфелька имела массу 403г. и объем 155см³.

Выразите плотность в кг/м³ ( р = 2600кг/м³).

б) О каком физическом теле идет речь и из какого вещества оно изготовлено?

Сказка Н.Носова «Приключения Незнайки»

- «Почему рано?»- удивился Незнайка.

Много ты понимаешь! Шар сначала нужно надуть теплым воздухом.

 Найдите объем воздушного шара Незнайки, если известно, что плотность теплого воздуха 1,1 кг/м³, а для проведения операции «надувания шара» его потребуется 0,033т (30м³).

Русская народная сказка «Колобок»

Старуха по коробу поскребла, по сусеку помела, и набралось муки пригоршни две. Замесила на сметане тесто, испекла Колобок.

а) Определите плотность теста, из которого был испечен Колобок, если у вас есть Колобок (небольшой шарик из теста), мензурка, весы.

б) Какие единицы измерения плотности вы знаете?

Сказка А.Толстого "Приключения Буратино"

Буратино вытащил из кармана всех пиявок и положил туда золотой ключик.

Определите массу золотого ключика, если его объем 5см³. (96,6г).

Сказка Г.Х. Андерсена «Дюймовочка»

-  Ах, какой славный цветок! - сказала женщина и поцеловала красивые красно - желтые лепестки, и как только поцеловала, цветок - щелк! - и раскрылся.

Это и точно был тюльпан, только в самой чашечке на зеленом стульчике сидела девочка, совсем крошка, и такая была она нежная и хорошенькая, и росточком всего в дюйм, что ее так и прозвали - Дюймовочка.

а) Найдите массу «Дюймовочки».

б) Если нужна сила, с которой Дюймовочка действует на землю, задайте ее значение по своему усмотрению.

Составила: Перепелова Марина

Ученица 7 «б» класса

МБОУ СОШ №14 г. Кузнецка

«Работа»

А.С.Пушкин “Руслан и Людмила”.

“...Там ступа с Бабою Ягой

Идет, бредет сама собой...”

 Совершается ли в этом случае работа?

1. Совершается +

2. Не совершается

3. Этого не может быть.

Движение и силы.

Русская народная сказка “ Царевна лягушка”.

Катится клубочек по высоким горам ,катится по темным лесам, катится по зелёным лугам, катится по топким болотам , катится по глухим местам ,а Иван- царевич все идет, да идет за ним - не остановится на отдых ни на часок.

Почему именно в сказках берут круглый клубочек?

1. Можно взять и квадратный ящик.

2. Потому что, круглому клубочку легче катиться. +

3. Потому что, трения меньше.

А.С.Пушкин “Руслан и Людмила”.

“У лукоморья дуб зеленый ;
Златая цепь на дубе том :
И днем и ночью кот ученый
Все ходит по цепи кругом...”

Как называется такое движение кота?

1. Последовательное

2. Параллельное

3. Круговое +

“Там чудеса :там леший бродит
Русалка на ветвях сидит...”

Какая сила уравновешивает силу тяжести, действующую на русалку?

1. Сила трения +

2. Сила плавления

3. Архимедова сила

“И тот (Черномор) взвился под облака;
На миг исчез- и свысока
Шумя летит на князя снова.
Проворный витязь отлетел
И в снег с размаха рокового
Колдун упал- да там и сел...”

 Каков знак работы силы тяжести, когда Черномор взвивался под облака и когда он падал?

1. Отрицательные

2. Отрицательный и положительный +

3. Положительный и отрицательный

4. Положительные

Русская народная сказка «Репка»

«Позвала кошка мышку.

Мышка за кошку,

Кошка за Жучку,

Жучка за внучку,

Внучка за бабку,

Бабка за дедку,

Дедка за репку –

Тянут – потянут –

И вытянули репку!»

1) какие силы действовали на репку?

2) могла ли мышка оказать существенное влияние на вытягивание репки?

3)найдите силу, действующую на репку, если дел тянет с силой 50Н, бабка – 40Н, внучка – 30Н, Жучка – 20Н, кошка – 10Н, мышка -2Н.

П.П.Ершов «Конек – Горбунок»

«Ну-с, так едит наш Иван

За кольцом за окиян,

Горбунок летит, как ветер

Верст сто тысяч отмахал

И нигде не отдыхал.»

С какой скоростью двигался Конек-Горбунок?

Н.А. Некрасов  «Дедушка Мазай и зайцы»

(Задача на применение закона Архимеда).

«Мимо бревно суковатое плыло,
Сидя, и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
……………………………….

Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок...»

Оценить, при каком минимальном объёме бревна зайцы могли бы на нём плыть?

Решение: Предположим масса одного зайца 5 кг, а плотность влажной древесины ρ_д=700 кг/м³. Обозначим Р₁- вес 10 зайцев , Р₂ – вес бревна, ρ_в – плотность воды, V- объём бревна.

       По условию плавания тел Р₁+Р₂= ρ_вgV, 

тогда 10^.m₁g +m₂g = ρ_вgV, или

10^.m₁g + ρ_дgV = ρ_вgV =>

10^.m₁g = ρ_вgV - ρ_дgV =>

10^.m₁g = V^.(ρ_вg - ρ_дg) =>

V= 10^.m₁g / (ρ_вg - ρ_дg).

Вычислим минимальный объём бревна V= 10^.5кг^.9,8 Н/кг / (1000кг/м^{3 .}9,8 Н/кг - 700кг/м^{3 .}9,8 Н/кг) = 0,17 м³

^{Ответ: V=} 0,17 м³

Русская народная сказка «Курочка Ряба».

«Жили старик со старухой, и была у них курочка Ряба. Снесла курочка яичко: яичко не простое. Золотое».

Какую массу имело бы обыкновенное куриное яйцо, будь оно полностью золотым? Объем яйца определите экспериментально.

     

Решение:

Объём куриного яйца определили с помощью мензурки.

Он оказался равным  V= 52см³.

Зная, что плотность золота ρ= 19,3г/см³, вычислим массу золотого яйца.

 m = ρ^.V= 19,3 г/см^{3 .} 52см³ ≈  1000г = 1 кг

^{Ответ: m = 1 кг}

Рассказ  О′ Генри «Поросячья этика».

«Я  вынул мою свинью из мешка, тщательно установил ее, долго прицеливался и дал ей такого пинка, что она вылетела из другого конца аллеи - на двадцать футов впереди своего визга».

  С какой силой должен был ударить поросенка герой рассказа, чтобы описанный случай произошел в действительности?

Решение: 

Массу поросенка примем равной 10 кг,

а продолжительность удара 0,05 сек.  

По второму закону Ньютона импульс силы, приложенной к какому-нибудь телу, равен  изменению количества движения этого тела  

Ft = mv.

Чтобы поросенок обогнал свой собственный визг он должен двигаться со скоростью, большей скорости звука, т.е. его скорость должна быть больше 330 м/с.

Следовательно, сила удара должна составлять около 66 000 Н.

^{Ответ: F =66 000 Н.}

  ^{Сделаем сравнение:}

Удар футболиста по мячу	400-1000 Н
Удар боксёра	3000-5000 Н
Удар кузнеца молотом (12 кг)	10000-12000 Н

Джоан Кэтлин Ролинг

«Гарри Поттер и узник Азкабана».

(Сцена волшебства над вредной тетушкой,

которое совершил  Гарри Поттер)

«…Ее продолжало раздувать. Полное красное лицо ее опухло, глазки полезли из орбит, а рот растянулся до ушей…  Скоро тетушка превратилась в громадный воздушный шар. Ее оторвало от стула, и она поплыла к потолку. Она была совсем круглая, как надувная игрушка».

 Во сколько раз должен увеличиться объем тетушки, чтобы наблюдалось такое удивительное явление?

Решение: 

Предположим, что объём тётушки в нормальном состоянии V₁

составляет 0,08 м³  при массе тела 80 кг.

Плотность воздуха равна 1,29 кг/м³.

Согласно закону Архимеда mg = ρ_вgV.

Вычислим объём  V= mg /ρ_вg = m /ρ_в = 62 м³. 

Тогда V/V₁= 62 м³/0,08 м³ = 775

^{Ответ:  Объём тётушки  возрос в 775 раз.}

 Астрид Линдгрен «Малыш и карлсон»

Какую скорость должен набрать в полёте Карлсон, чтобы сделать «мёртвую петлю» радиусом 13 м  и испытать на её вершине чувство невесомости?

Решение:  g = v²/r , отсюда v²= g·r

^{Ответ:  Скорость равна 11,3 м/с}

И.А.Крылов «Лебедь, рак и щука».

“Однажды Лебедь, Рак да Щука
Везти с поклажей воз взялись
И вместе, трое, все в него впряглись…
Из кожи лезут вон,
А возу все нет ходу!
Поклажа бы для них казалась и легка:
Да Лебедь рвется в облака,
Рак пятится назад,
А Щука тянет в воду!
Кто виноват из них, кто прав –
Судить не нам;
Да только воз и ныне там!”

Почему воз находится на месте? Сделайте эксперимент, если у вас есть 3 динамометра и одно тело.

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 перелетел через нее и на пологом склоне затормозился”.

Почему герой перелетел через траншею? Какое физическое явление ему помогло не погибнуть? (инерция)

А.Р. Беляев «Человек – амфибия».

 «Высота  выбросов волн достигает сорока трех метров, и при этом волна может поднять до миллиона килограммов… А приливы достигают высоты более 16 метров…»

Автор утверждает, что волна достигает высоты 43 м, может поднять груз m=10⁶ кг. Какую потенциальную энергию он приобрел бы в этом случае?