Java, Scala, .NET, Lisp, Python, IDE's, Hibernate, MATLAB, Mathematica, Physics & Other

среда, 12 сентября 2012 г.

Хорошо ли вы знаете физику (часть 2)


А вот и вторая порция вопросов по физике, для тех кто выжил после первой части. Ответы на них, а также много другой интересной и полезной информации вы можете найти почитав "Элементарный учебник по физике" под ред. Г. С. Ландсберга.

- Допустим удалось выловить глубоководную рыбу (>2 км под водой) специальными сетеми, подвешенными на длинном тросе. Получится ли провести вскрытие этой рыбы для изучения ее внутренего строения?

- На 2 чашки равноплечных весов положили с одной стороны большой полый стеклянный шар, а с другой - маленькую гирьку. И оказалось что эти 2 предмета уравновешивают друг друга. Потом данные весы положили в вакуумную камеру и откачали воздух. После откачки шар начал перевешивать гирьку. Почему так произошло?

- Допустим к водонапорной башне присоединена труба по которой вода начала стекать. На конце трубы имеется кран и в какой-то момент его закрыли. Одинаково ли будет статическое давление воды в конце трубы прямо перед краном, до его закрытия и после?

- Как работает пульверизатор?

- Какая форма тела наиболее аэродинамична при скоростях меньше скорости звука? Почему?

- Почему на быстроходных судах нос часто делают "бульбообразным" в месте где он погружается в воду?

- Возьмем коробок со спичками. Зажжем одну спичку и будем держать ее вертикально. Коробок в левой руке поднимем чуть выше зажженной спички. Если теперь подуть на коробок - то можно почувствовать на лице тепло от огня. А если не дуть то ничего подобного не происходит. Обьясните явление.

- Почему закрученый футбольный мяч летит по изогнутой траэктории?

- Как меняется диаметр отверстия в чугунной кухонной печи, когда печь нагревается?

- Почему некоторые участки озера Байкал никогда не замерзают, хотя на поверхности может  быть очень холодно?

- Два куска из одинакового материала (например, оба железные), но разной массы нагреты до различных температур. Увеличится или уменьшится их общий обьем, если горячий кусок передаст некоторое количество теплоты холодному?

- Можно ли создать вечный двигатель? Почему?

- Можно ли разжечь костер в условиях невесомости при наличии воздуха? Допустим нам удалось скрепить все дрова чтобы они не разлетались.

- Где температура накаленного волоска электролампы выше: у поверхности волоска, или в середине его?

- Если капнуть воды на накаленную сковородку, то капелька долго держится почти не испаряясь. Если сделать это при слабо накаленной сковородке, то капелька почти мгновенно с шипением испарится. Обьясните явление.

- Почему скорость диффузии увеличивается с повышением температуры?

- Почему при накачивании воздуха в велосипедную шину насос заметно нагревается?

- Почему баллон стратостата делают с запасом обьема так, что, во время взлета, легкий газ, которым накачивают баллон, не занимает весь его обьем? Пакажите что выталкивающая сила стратостата не меняется по мере поднятия вверх, если давление в нем незначительно отличается от наружного и если газ не вытекает.

- Замок из песка можно построить только из вплажного песка. Если песок будет сухой или воды будет слишком много, то песчинки не будут удерживаться между собой. Как это можно обьяснить?

- Для получения свинцовой дроби расплавленный свинец льют через узкие отверстия с некоторой высоты в воду, причем во время падения свинец застывает, принимая форму шариков. Обьясните это.

- Что происходит с мыльной пленкой когда она лопается? Куда она исчезает?

- Как может мыльный пузырь, состоящий из тончайшей пленки, довольно долго не лопаться? И почему же все таки он лопается?

- Чем обуславливается то, что некоторые материалы смачиваются водой, а другие нет? Например: кожа смачивается водой, а жир не смачивается, именно поэтому жирную тарелку мыть так трудно.

- Произведем такой опыт. На поверхность чистой горячей воды поместим небольшой кусок парафина (воска, нафталина). Парафин расплавится и растечется тонкой пленкой по поверхности воды. Дадим воде остыть. Парафин затвердеет в виде тонкой пластинки. Осторожно вынем эту пластинку, стараясь не касаться ее поверхности, и, разделив на две части, поместим горизонтально, предварительно перевернув одну из частей. Теперь при помощи пипетки нанесем на поверхности пластинок капли чистой воды. Мы увидим, что капли поведут себя различно. На той поверхности парафина, которая соприкасалась с воздухом, капля воды не растечется и будет иметь такую же форму, как ртуть на стекле; в этом случае вода не смачивает парафин. На поверхности, соприкасавшейся с водой, капля воды немедленно растечется, образуя тонкую пленку; в этом случае вода смачивает парафин. Почему же одно и то же твердое вещество в одних случаях смачивается жидкостью, а в других не смачивается?

- Предположим есть трубка которая раздваивается на 2 трубки одинакового диаметра, содержащими некоторое количество водно мыльного раствора. В первую трубку подули и выдули с 2 других по мыльному пузырю, которые получились разного диаметра, и закрыли первую трубку. После этого воздух из меньшего пузыря полностью перетек в больший пузырь. Почему так произошло?

- Почему если опустить в ведро с водой тряпку одним концом и зафиксировать в таком положении, то через некоторое время мы увидим что тряпка стала мокрой выше того уровня до которого ее опустили?

- Положите в воду кусок мела. Из него во всех направлениях начнут выходить пузырьки. Объясните явление.

- Если сложить 2 стеклянные пластинки так что с одной строны они прилегают плотно а с другой - были разделены тонкой палочкой, и опустить их в воду нижними краями, то вода между пластинками поднимется тем выше, чем плотнее прилегают пластинки. Как это объяснить?

- Почему чистая, но сырая вода отличается по вкусу, от такой же воды после того как ее прокипятить?

- Водолаз, длительное время побывший под водой в мягком водолазном костюме, не может быстро всплыть на поверхность потому что это может быть опасно для жизни. В чем заключается опасность?

- От некой глыбы льда отрезали горизонтальный плоский брусок и подвергли его тестам на прочность. Он оказался мягким и упругим. Потом из этой же глыбы отрезали вертикальный брусок и так же протестировали, он оказался более твердым и хрупким. Как это объяснить?

- Почему в старых заброшеных домах стекло начинает терять свою прозрачность, даже если его хорошо помыть?

- Знаете ли вы что стекло это жидкость? Как же так, ведь оно твердое?

- В сахарном производстве для ускорения выделения крупинок сахара из сахарного сиропа к нему примешивают сахарную пудру. Почему это приводит к цели?

- При плавлении плотность большинства веществ уменьшается. Однако у воды происходит наоборот - увеличение плотности. Почему это так?

- Что придает резине свойство эластичности?

- Как во время мороза можно получить из соленой воды пресную?

- Иногда тротуары зимой посыпают солью, и от этого снег тает. Почему? Где ноги будут стыть больше: на заснеженном тротуаре или на таком же труаре, посыпанном солью?

- Почему пружинные динамометры после длительного употребления начинают давать неверные показания?

- Почему тетрадку легко согнуть в прямом положении, и очень тяжело если она свернута трубочкой?

- Предположим у вас есть два одинаково заточенных ножа сделанных из разных металлов. Как проверить какой металл более твердый?

- Известно что при заданной температуре давление пара некоторой жидкости не может быть больше определенного постоянного значения для данной температуры. Такой пар называют насыщеным. А почему все таки давление пара не может быть еще больше?

- Предположим, что в замкнутом сосуде, кроме жидкости и пара, еще находится и воздух. Как это отразится на изменении давления с повышением температуры?

- Какова природа пузырьков в кипящей воде? Если это воздух то откуда он берется в таких колличествах?

- Почему закипающая вода "шумит"?

- Где вода закипит быстрее у подножья горы или на ее вершине? Какие факторы надо учесть чтобы правильно ответить на этот вопрос?

- Для некоторых производственных процессов в пищевой промышленности (например, для варки свеклы) требуется температура воды выше 100 градусов по цельсию. Каким средством этого можно достичь?

- Почему во время дождя становится заметно холоднее?

- Пусть имеется два абсолютно одинаковых стакана: один стеклянный, а другой сделан из парафина, отталкивающего воду. В оба стакана налили одинаковое количество воды. Из какого стакана вода будет испаряться быстрее при одинаковой температуре воды и почему?

- Что собой представляет тума? Как и когда он образовывается?

- Можно ли водяной пар нагретый до очень большой температуры (скажем > 1000 градусов по цельсию) сжать настолько чтобы он перешел в жидкое состояние?

- Почему летом после дождя, когда тучи развеиваются и землю начинает освещать яркое сонце, становится особенно жарко -  как в бане? Какие факторы кроме непосредственно прямых солнечных лучей усугубляют ситуацию с жарой?

- Почему в горах, чем выше, тем воздух холоднее?

- Как образовываются облака? Какова механика образования капель дождя?

- Какая причина образования ветра?

среда, 5 сентября 2012 г.

Хорошо ли вы знаете физику (часть 1)

Интересная наука - физика. Широта и многообразие происходящих в мире явлений просто завораживает, как и то, насколько изящно можно объяснить эти явление с точки зрения науки. По прочтении первого тома Ландсберга "Элементарный учебник физики" захотелось выложить список интересных вопросов, знание ответов на которые расширят границы понимания нашего мира. Те кто считают что они разбираются в физике, или изучали ее раньше, или думают что они хорошо понимают физику чисто интуитивно, могут за одно проверить себя. Вопросы подбирал такие чтобы не надо было особо считать и знать формулы. Ответ достаточно сформулировать словами вкратце, хотя наверняка если копать глубоко, то по многим вопросом можно написать целый трактат :). Некоторые вопросы придумывал сам, а некоторые как есть взял прямо из книжки или переформулировал. Сразу предупреждаю, что на некоторые вопросы кажутся простыми, но если потянуть за ниточку, то раскрывается целый пласт знаний о каком либо классе явлений. Так что мой совет - будьте вдумчивы.. Итак, поехали!


- Если бы можно было создать на земле идеальную сеть интернета, то может ли пинг между 2 любыми точками на планете быть меньше 5 мс?

- Почему упасть на мерзлую землю больнее и опаснее чем на снег?

- Почему когда толкаешь тяжелый предмет типа ящика, то сложнее всего сдвинуть его с мертвой точки, а потом уже толкать становится легче?

- Чем отличается вес от массы?

- Предположим что человек неподвижно стоит на весах. Потом он резко приседает. Как будет изменяться показания весов во время приседания?

- Человек стоит на асфальте. Какие силы не дают ему провалиться и падать к центру земли?

- Какая сила является причиной движения автомобиля?

- деформируется ли деревянный стол под весом карандаша лежащего на нем?

- Тяжелый груз подвешен на нити; снизу к грузу прикреплена нить той же прочности. Если медленно тянуть нижнюю нить,  то оборвется верхняя нить, на которой висит груз. Если же резко дернуть на нижнюю нить, то оборвется именно нижняя, а не верхняя нить.  Дайте объяснение этого явления.

- Почему хрупкие вещи при перевозке укладывают в стружки?

- Чем сопротивление среды (газа или жидкости) похоже на силу трения возникающую между твердыми телами, а чем не похоже?

- Как опытным путем найти центр тяжести небольшого продолговатого предмета (который можно взять в руки).

- Как опытным путем найти центр тяжести плоского предмета со сложной формой?

- Карандаш с воткнутым в него ножиком находится в состоянии устойчивого равновесия - объясните это явление.

- С помощью рычага приподняли тяжелый ящик на некоторую высоту над землей. Что можно сказать о работе (в физическом смысле) которую при этом совершили оба конца рычага?

- Опишите силы которые действуют со стороны ножа на разрезаемый предмет и как они соотносятся с силами которые
прикладываются к ножу.

- Что такое энергия в физике? Существуют ли в природе нечто материальное, что можно считать "чистой" энергией?

- Можно ли сказать что если нагретое тело лежит в состоянии покоя и охлаждается, то оно совершает работу?

- Почему амортизатор шасси самолета делают не слишком жестким?

- Предположим резиновый мячик бросили на бетонную плиту и он начал подпрыгивать упруго ударяясь о плиту. Опишите превращения энергии происходящие в системе: мячик, плита, воздух. Почему после каждого отскока мячик поднимается на все меньшую высоту?

- Первобытный человек высекает огонь трением одной деревянной палочки о другую. Опишите превращения энергии происходящие при этом процессе.

- Почему спринтеры намного более атлетичные, чем бегуны на дальние дистанции, а метатели ядра еще более крупные?

- Отдельные участки приводного ремня двигаются на участке между шкивами прямолинейно. Взойдя на шкив, эти участки начинают двигаться криволинейно (по окружности шкива). Укажите силы, заставляющие участки ремня на шкиве двигаться криволинейно.

- Почему крупногабаритные вращающиеся детали имеют предельную частоту вращения значительно меньшую чем детали с малым радиусом вращения?

- Пусть имеется железная ось к которой жестко приварен под прямым углом цельный железный стержень. Одинаково ли будет деформироваться (растягиваться) стержень на всей длине при быстром вращении оси?

- Почему когда трамвай поворачивает пассажиры не чувствуют действия инерции от центростремительного ускорения?

- Что является причиной возникновения силы инерции.

- Почему Земля немного сплюснута у полюсов?

- Почему в северном полушарии земли в реках более крутой правый берег, и правые рельсы двухпутных железных дорог изнашиваются сильнее, а в южном полушарии наоборот - более крутые левые берега рек, и сильнее изнашиваются левые рельсы?

- Как положение луны влияет на приливы и отливы, и почему они происходят?

- Почему свободная поверхность жидкости, находящаяся в равновесии под действием силы тяжести - всегда горизонтальная?

- Почему погруженный в жидкость предмет всплывает если его масса меньше массы вытесненной жидкости? Зависит ли скорость всплытия от формы тела?

- Каким образом можно переместить судно из одного водоема в другой который расположен на другом уровне по высоте?

- Предположим есть два стакана с водой расположенные один значительно ниже другого, соединены переброшенной трубочкой.  Если трубку будет заполнять вода без разрывов, то вода потечет с верхнего стакана в нижний. Объясните это явление.

- Паскаль присоединил к плотно законопаченной бочке, налитой водой, длинную тонкую вертикальную трубку. Когда он потом заполнил трубку до высоты нескольких метров, для чего потребовалось лишь несколько кружек воды, бочка разорвалась. Объясните это явление.

- Как объяснить что сила действующая на дно сосуда, в зависимости от формы сосуда, может быть больше или меньше веса жидкости, содержащейся в сосуде? Ведь сила, действующая со стороны сосуда на жидкость, должна уравновешивать вес жидкости.

- Почему водолаз в мягком водолазном костюме должен дышать под водой воздухом такого же давление как и давление воды на глубине погружения?

- Почему жесткая сфера с определенной толщиной стенок способна выдержать гораздо большее внутреннее давление, чем внешнее?

- Какие условия должны выполняться чтобы корабль не переворачивало на бок во время плавания?

- Почему подводная лодка легшая на мягкий грунт иногда не может оторваться от него даже сбросив весь балласт воды?

- Будет ли всплывать деревянный брусок в воде в условиях невесомости? Почему?

- Выльется ли вода из бутылки запрокинутой верх ногами и погруженной горлышком в другую емкость с водой на несколько миллиметров?

- Нормальное давление воздуха 1 атмосфера равно давлению 10 метрового столба воды. Почему же человек не чувствует этого,  казалось бы, чудовищного давления?


(продолжение следует...)

Постоянные читатели