Некоторые думают, что физика - это про формулы и решение задач. На самом деле нет, качественные задачи, то есть, задачи, в которых не нужны формулы, но нужно понимание сути, как правило, гораздо сложнее и вызывают куда больше споров и вопросов, чем те, где надо получить численный ответ.
Если хотите проверить себя и своё знание физики (НЕ формул), то вот три задачки, которые помогут это выяснить.
Про путешественников на Северном полюсе
В одном старинном фантастическом романе было описано путешествие трёх человек к Северному полюсу. Сначала они ехали по заснеженной пустыне на собаках, но почти у самого полюса начались ледяные поля, настолько гладкие и ровные, что собаки скользили, падали и не могли сдвинуться с места.
Тогда путешественники, оставив собак, пошли дальше на коньках. Каждый из них взял с собой мешок с необходимыми вещами и они отправились в путь. Сначала всё шло отлично, но через некоторое время коньки перестали скользить... Что нужно было сделать путешественникам, чтобы идти дальше на коньках?
Про муху на весах
Представьте себе два стеклянных колпака, уравновешенных на точнейших чашечных весах. Под одним из колпаков сидит муха. Если она взлетит, весы останутся в равновесии или нет? И почему?
Про водоизмещение
Корабль водоизмещением 20 тысяч тонн, стоявший раньше в Архангельске, прибыл в экваториальные воды. А мы знаем, что с приближением к экватору все тела становятся легче. Разница в весе на широтах Архангельска и экватора составляет 1\250. Так сколько тонн тогда будет вытеснять корабль в экваториальных водах?
Не спешите смотреть в ответы, попытайтесь ещё раз подумать и понять, что в действительности происходит в каждом из трёх случаев.
Ответы
В задаче про путешественников, следует задуматься о первопричине того, почему вообще скользят коньки? Потому что под тяжестью тела под коньками тает лёд, образуется тонкая прослойка воды, которая служит как бы смазкой, по которой и скользят коньки.
Теперь, когда мы разобрались в том, почему коньки скользят, становится понятно и то, почему они не скользят - потому что давление на них недостаточно для того, чтобы лёд растапливался и появлялась "смазка". Поэтому путешественникам нужно было либо заточить коньки, чтобы лезвия стали тоньше, и тогда тот же вес будет производить бОльшее давление - но маловероятно, что путешественники могли бы это сделать в походных условиях - либо увеличить тяжесть своих заплечных мешков - это сделать проще.
***
Муха очень легкая, а весы у нас очень точные, поэтому довольно сложно представить, что произойдет. Поэтому давайте увеличим масштабы. Представим, что мы умеем летать и стоим на обычных напольных весах. Чтобы полететь, нам надо оттолкнуться. И если мы в момент отталкивания посмотрим на весы, то заметим, что показания на доли секунды изменятся.
То же самое и с мухой. Она, чтобы взлететь, должна оттолкнуться от воздуха и тем самым произвести хоть и незначительное, но все же давление, которые уловят наши точнейшие весы. Это давление нарушит равновесие весов.
***
Первая мысль, которая приходит в голову в задаче про водоизмещение - раз корабль становится на 1/250 легче, то он будет вытеснять на 80 тонн воды меньше, то есть не 20 000 тонн, а 19 920 тонн. Но это не так.
Судно, перейдя из Белого моря в экваториальные воды, в самом деле сделается на 1/250 легче. Но ровно на столько же легче будет и вода, ведь она, как и всё остальное близ экватора будет на 1/250 легче, чем в Белом море. Всё это значит, что водоизмещение корабля за всё время плавания будет оставаться одним и тем же - 20 тысяч тонн.
Пишите в комментариях, на какие вопросы вы не смогли ответить или ответили неправильно. Тут мой канал в Телеграме, а вот ещё несколько интересных статей: