Качественные задачи по физике в средней школе и не только…

В строительных работах часто применяют инструмент, представляющий собой тонкую длинную (многометровую) гибкую прозрачную трубку с расширениями на каждом из концов, заполненную водой. Для чего он нужен?

84. Секреты унитаза

На рис. 12 показан унитаз в разрезе.

Рис. 12

Зачем нужен этот странный изгиб трубы в нижней части? Разве он не мешает смывать в унитаз то, от чего мы хотим избавиться?

85. Обманчивая вода

Всегда ли ровная поверхность воды горизонтальна?

13. Архимедова сила

86. По следам Архимеда

Согласно известной легенде, царь Гиерон выдал ювелиру золото для изготовления короны, а получив корону, усомнился в честности мастера. Корона весила в точности столько же, сколько исходный слиток золота – но ведь ювелир вполне мог забрать часть золота себе, подмешав в золото для короны другой металл, более дешевый, чтобы покрыть разницу в массе. В конце концов Гиерон обратился к Архимеду. Как Архимед решил эту задачу?

87. Сюрпризы выталкивающей силы

Если мы положим деревянный брусок в воду и в ртуть, будет ли различаться выталкивающая сила со стороны жидкости в этих ситуациях? А если вместо деревянного бруска взять железный?

88. Космическое воздухоплавание

Можно ли пользоваться воздушными шарами для перемещения на Луне? А на Марсе?

89. Каменное дно

Почему по каменистому дну больно ходить на малой глубине и не так больно на большой?

90. Статуя или гиря?

Что легче удержать в воде: бронзовую статую Нуллибера или чугунную гирю такой же массы, как эта статуя?

91. Разные килограммы

Что весит больше: килограмм ваты или килограмм свинца? Обоснуйте свой ответ.

92. Приключения айсберга

В сосуде с водой плавает большой кусок льда («айсберг»), причем сосуд в этот момент наполнен водой до самых краев. Перельется ли вода через край, когда лед растает? Как изменится ответ, если в куске льда есть пузырек воздуха? А если в кусок льда вморожен свинцовый шарик?

93. «Океан без льда, пожалуйста!»

Как изменится уровень мирового океана, если все айсберги растают?

94. Приключения яхтсменов

Нуллибер и Винкель отправились на яхте в большое путешествие. Они стартовали из Лондона, спустились по Темзе в Северное море, пересекли Атлантический океан и доплыли до Антарктиды. Отчаливая от пристани в Темзе, Винкель нанес на борту яхты краской черту на уровне ватерлинии. Как изменится положение этой черты относительно поверхности воды, когда путешественники выйдут в море? Где осадка яхты будет больше: на экваторе или у берегов Антарктиды?

95. Следим за весом

В наполненное ровно до краев ведро воды осторожно опустили деревянный брусок. Изменится ли при этом вес всей системы? А если взять железный брусок?

96. Эффект щепки

Будет ли уровень воды в сообщающихся сосудах по-прежнему одинаковым, если в один из сосудов опустили плавать щепку?

97. Баржа идет на дно

Что произойдет с уровнем воды в закрытом шлюзе, если в нем затонет баржа, груженная мрамором?

98. Взвешивание без весов

Собака Нуллибера питается готовым сухим собачьим кормом. Обычного корма в продаже не оказалось, и Нуллибер купил пакет другого. Но вот беда – этот корм отличается от прежнего дневной нормой: собаке нужно давать 140 граммов нового корма в день. До лаборатории далеко, а из измерительных приборов у Нуллибера дома обнаружилась только мензурка. Как с помощью мензурки и обычных кухонных предметов (среди которых нет весов) отмерить 140 граммов собачьего корма?

99. Коварный клад

Ныряя во время отпуска с аквалангом, Нуллибер обнаружил в затопленном корабле золотые монеты. Здесь же нашлись и старые рычажные весы с набором гирь из нержавеющей стали, так что Нуллибер смог прямо на месте, под водой, взвесить найденный клад. Вернувшись на сушу, он похвастался Винкелю, что нашел целых 5 килограммов золота. Узнав подробности, Винкель предложил взвесить клад на весах в лаборатории. Что получилось при повторном взвешивании?

100. Перехитрить Архимеда

Рычажные весы измеряют массу груза не вполне точно, поскольку и на груз, и на гири действует архимедова сила. Если нам нужны точные измерения, из какого материала следует изготовить гири, чтобы архимедовой силой можно было спокойно пренебречь?

101. Шаткое равновесие

К рычагу-коромыслу подвешены две гири таким образом, что рычаг находится в равновесии (рис. 13).

Рис. 13

Нарушится ли равновесие, если гири (но не рычаг) полностью погрузить в одинаковую жидкость? (Считайте, что нити, с помощью которых подвешены гири, невесомы, сам рычаг сбалансирован и трения в точке опоры нет.)

102. Сюрпризы выталкивающей силы – 2