творческие работы моих учеников_5260



Задача № 1 Задача о сравнении стоимости энергии импульса молнии со стоимостью энергии одной лампы в звёздах башен Кремля.

И задумались электроны о своей вездесущности и полезности. «Ведь мы,-рассуждает одна группа электронов, являемся одной из основных структурных единиц вещества.Наши движения в металлах позволяют легко переносить энергию и управлять ею. Это явление (электрический ток) является одной из основ современной цивилизации на Земле и используется повсеместно в промышленности, связи, информатике, электронике, в быту».

« Верно,-отвечает другая группа, мы присутствуем не только на Земле ,но и в воздухе.Благодаря трению восходящих и нисходящих воздушных потоков друг о друга частички воздуха электризуютсяи,сталкиваясь с капельками воды в облаках,отдают им свой заряд и со временем в облаках скапливаются очень большие заряды.Они-то и являются причиной молнии.»

«А вот интересно,- сказали друг другу электроны, сравнить стоимость электрической энергии молнии и энергии одной лампы в звёздах башен Кремля за одно и то же время.»

Давайте тогда и решим эту задачу,то есть сравним стоимость электрической энергии молнии и энергии одной лампы в звёздах башен Кремля за одно и то же время.

А решение следующее:

Напряжение грозового разряда приблизительно 50 млн.вольт. Максимальная сила тока при этом 200 тыс.ампер. Мощность определяется по формуле:Р=I*U. То есть

Р=50 000 000В*200 000А=10 000 000 000 000Вт.Учтём,что,пока длится разряд, напряжение падает до нуля. Поэтому при вычислении мощности возьмём среднее значение напряжения, то есть половину начального. Тогда

Р=10 000 000 000 000/2= 5 000 000 000 000Вт= 5 млрд.кВт.

Работа А электрического тока равна :

А= Р*t. За время t примем время одного импульса молнии.Оно равно 0,001 секунды.

Тогда А=5 млрд.кВт* 0,001с=5 000 000 000 Дж. Чтобы получить энергию в киловатт-часах разделим 5 000 000 000Дж на 3 600 Дж и получим 1 389кВтч.



По тарифу электрической энергии в Орловской области 1 кВтч обходится 2рубля 64 копейки. Тогда стоимость молнии будет равна 1 389 кВтч* 2,64 руб=3 666,96 рублей.

Далее произведём налогичные расчёты.Мощность одной лампы в звёздах башен Кремля известна ,и она равна Р1 =5 000Вт. А1=5 000Вт*0,001с=5 Дж. Теперь 5 Дж разделим на 3 600Дж и получим 0,001389 кВтч.

Тогда стоимость электроэнергии будет равна 0,001389кВтч* 2,64 руб=0,00 366 696 рубля.

Теперь 3 666,96 руб. разделим на 0,00 366 696 руб.и получим, что стоимость энергии импульса молнии в 1 000 000 раз больше стоимости энергии одной лампы в звёздах башен Кремля.

Своими вычислениями электроны остались довольны.

Задача № 2 Сон Оли

Оля- прилежная ученица, хорошистка, но физику она не любила. «Уж очень трудная она,-порой говорила она. Сегодня я не буду делать домашнее задание по физике, так как эту странную задачу про трамваи я не поняла» .Спокойно прочитав теорию Оля закрыла учебник.

Утром, как всегда, наша героиня зашла в трамвай , заняла свободное место и поехала в школу.Но укачало нашу Олю,и захотела она спать! И видит Оля точно такой же трамвай и девочку как две капли похожую на неё, сидевшую на том же месте, что и Оля. Трамвай, где сидит другая девочка, набирает скорость и исчезает из поля зрения нашей Оли.

« Привиделось же», -подумала наша Оля.

Как вдруг останавливается трамвай и входит эта незнакомая девочка и идёт к нашей Оле.

« Меня зовут Яло,- сказала она. Ты попала в Страну невыученных уроков.Пока ты не сделаешь домашнее задание по физике, ты будешь бесполезно кататься в этом трамвае!»

И Оля вынула из портфеля учебник физики и начала решать задачу. А задача следующая:

Два трамвая с одинаковыми электрическими двигателями начали одновременное движение, причём один с большей, а другой с меньшей скоростью.У кого из них работа электрического тока больше,если время движения одинаково?

Решение: Работа электрического тока равна А= Рt= IUt (*). В первом случае( первый трамвай с большей скоростью- №1) А1= I1U1t1 .Во втором- А2= I2U2t2.Причём по условию t1= t2= t и U1 =U2=U.

Пусть ϑ1 > ϑ2 , тогда трамвай № 1 пройдёт больший путь, чем трамвай 2, значит длина провода в случае с трамваем № 1 будет больше, чем с трамваем № 2 ,то есть ᶩ1 > ᶩ2.

Из формулы

 

Выразим ᶩ -длину провода. Она будет равна ᶩ= RS/ ρ.Значит длина провода прямо пропорциональна сопротивлению, то есть ᶩ ~R. По закону Ома сопротивление обратно пропорционально силе тока: R~ 1/I.Тогда получается, что длина провода обратно пропорциональна силе тока или ᶩ ~ 1/I. Выходит, что если ᶩ1 > ᶩ2 , то I12. И в итоге согласно (*) получаем, что А1 < А2.

Оля чётко сформулировала Яло вывод задачи: чем больше скорость трамвая, тем больший путь он пройдёт,тем меньше сила тока, и тем меньше работа электрического тока.То есть работа тока меньше у трамвая,который движется с большей скоростью.

Яло сказала: «Задача решена верно! Следующая остановка- твоя школа» и исчезла.

Вышла наша Оля из трамвая не понимая сон это или нет, но с хорошим настроением она шла в школу на урок физики. И теперь Оля всегда выполняла домашнее задание по физике!

Задача № 3 Уроки физики московского школьника Вольки

После того, как московский школьник Волька подружился с Хоттабычем, они стали много путешествовать на ковре-самолёте. Однажды, прилетев из Индии достаточно рано утром ,они привезли с собой много подарков.Это и янтарные бусы и шкатулка из розо-голубого кварца,полупрозрачные каучуковые браслеты ручной работы, шёлковый халат, стеклянная статуэтка, костюм из хлопка, шуба из кроличьего меха , мозаика из дерева и шерстяные носки.

« Давай ещё немного полетаем, посмотрим на Москву с небольшой высоты»,- попросил Волька Хоттабыча.

« Слушаюсь и повинуюсь»,- ответил Хоттабыч.

И начали они облетать город и любоваться им, а про подарки забыли. Стало темнеть , и они решили закончить своё путешествие. На прощание Хоттабыч посмотрел назад и вскрикнул от увиденного. Он увидел, что мозаика из дерева прилипла к шёлковому халату,шкатулка из розо-голубого кварца к шерстяным носкам, а они к хлопковому костюму,янтарные бусы и полупрозрачные каучуковые браслеты прилипли к стеклянной статуэтке и шубе из кроличьего меха. Причём, когда Хоттабыч дотронулся до шубы он ощутил лёгкое покалывание и увидел некольшие искорки.

 «Трах-тибидох» — проговорил несколько раз Хоттабыч и упал на колени. «Это чьё-то колдовство»,-прошеплал он Вольке.

« Да, что ты Хоттабыч! Это –физика»,- смеясь ответил Волька.

« Физика?»-удивился старик.Тогда ответь мне на вопрос: «Почему мозаика из дерева прилипла к шёлковому халату,шкатулка из розо-голубого кварца к шерстяным носкам, а они к хлопковому костюму,янтарные бусы и полупрозрачные каучуковые браслеты прилипли к стеклянной статуэтке и шубе из кроличьего меха».

« Хорошо»,- ответил Волька, слушай:

Из уроков физики я знаю,что все предметы и вещества состоят из малых частиц, называемых атомами. Каждый атом состоит из положительного ядра, вокруг которого обращаются заряженные частицы, называемые электронами. Почти всякое механическое действие, производимое с твердым телом, как, например, трение об это тело или надавливание на него другого тела, скобление, раскалывание,или, в нашем случае, ёрзание сопровождается развитием электричества или ,как говорят, электризацией тел.В настоящее время электризацию тел объясняют с помощью представления о переносе электронов с одного вещества на другое.Наружные электроны атомов вещества очень часто слабо привязаны к всему ядру и при трении, которое обеспечивает максимальный контакт поверхностей трущихся веществ, они могут переходить от одного вещества на другое. Тело, получившее избыток электронов, заряжается отрицательно.Тело,потерявшее электроны- положительно. Известно, что наэлектризованная эбонитовая и стеклянная палочки обладают различным видом зарядов, то есть положительным и отрицательным.Условились считать, заряд ,появившийся на эбонитовой палочке , потёртой о мех, отрицательным, а заряд, полученный на стеклянной палочке, потёртой о шёлк- положительным. Тела , которые имеют электрические заряды разного знака, взаимно притягиваются,а тела,имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются.

И Волька нарисовал Хоттабычу рисунки:

Эти тела взаимно притягиваются: Эти тела взаимно отталкиваются

яд пположительный

яд пположительный

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + — — — — — — — — — —

— — — — — — — — — — — — — — + + + + + + + + + + + + — — — — — — — — — — —

— — — — — — — — — — — — — — ++ ++++++++++++

Понял, -радостно ответил старик. Продолжай, очень интересно и главное это не колдовство!

Волька продолжил: при трении дерева и шёлка, шёлк приобретает отрицательный, а дерево –положительный заряд;

при трении кварца о шерсть ,первый приобретает знак «+», а шерть заряжается отрицательно;

при трении хлопка о шерсть ,хлопок приобретает отрицательный заряд;

янтарь, каучук при трении о стекло и мех электризуются отрицательно. Значит, так как тела-вещи при трении , а у нас ёрзании ,приобрели заряды разных знаков, то они взаимно притянулись друг к другу.Когда заряженная поверхность разряжается,например,у нас дотрунуться рукой о шубу,наблюдается искрение и лёгкое покалывание. Да и вообще физики составили ряд тел, обладающие свойством: предыдущее тело при трении о последующее тело электризуется положительно, а последующее- отрицательно.Ряд таков: кроличий мех, стекло,кварц,шерсть,хлопок,дерево,янтарь,каучук.

Всё, я закончил,- сказал Волька.



Я очень тебе благодарен, мой повелитель,-сказал Хоттабыч. Физика электричества- красивая и интересная физика. Она везде окружает нас!

Задача № 4 Спор электронов

Решили электроны выяснить один вопрос: как необходимо соединить лампочки, чтобы через каждую лампу, прошло большее число электронов за 1 секунду.

Для расчётов примем сопротивление каждой лампы 5 Ом и напряжение 4,5 В.

Тогда

1) Пусть лампы соединены последовательно.Нарисуем схему№1

Дано:

R1=R2=R=5 Oм

U1=U2=U= 4,5 В

t=1c

Решение:

R=R1+R2=5Ом+5 Ом=10 Ом

I=I1=I2=U/R=4,5B/ 10 Ом=0,45 А

Заряд q=I*t=0,45А*1с=0,45 Кл

Заряд в 1 Кулон равен 6,24151*1018 электронов.

Тогда N1=0,45*6,24151*1018 =2,8086795*1018 электронов

2) Пусть лампы соединены параллельно.Нарисуем схему № 2

Дано:

R1=R2=R=5 Oм

U1=U2=U= 4,5 В

t=1c

Решение:

U1=U2=U=4,5В

I=I1+I2 ,так как R1=R2=R,то I=U/R1+U/R2=4,5В/5 Ом+4,5В/5 Ом=0,9А+0,9А=1,8А

Заряд q=I*t=1,8А*1с=1,8 Кл

Тогда N2=1,8*6,24151*1018 =11,234718*1018 электронов.Тогда

N1/N2 =2,8086795*1018/11,234718*1018=0,25. Значит,-ответили друг другу электроны,в случае параллельного соединения лампочек количество электронов,пройденных через каждую лампу, будет в четыре раза больше.

Задача № 5 Задача Галиничева Роман

Меня зовут Галиничев Роман.Я учусь в 8 классе.Мне очень нравится физика, так как я знаю, что любое устройство: велосипед,мясорубка, сотовый телефон, ракета и так далее- это ФИЗИКА. И без физики прожить уважающему себя мальчику нельзя! У меня есть свой мотоцикл, у отца машина, и если они ломаются, то я с удовольствием, не считаясь со временем, занимаюсь ремонтом этих устройств.

Но по физике у меня оценка « хорошо», так как я не совсем знаю формулы, а без формул задачу не сделаешь. Но с математикой я дружу .Когда учитель физики Елена Ивановна объявила нам о конкурсе, то я решил участвовать.

В кабинете физики есть электроскоп- прибор для обнаружения электрических зарядов. Если к незаряженному электроскопу поднести, например, заряженную эбонитовую палочку, то его лепестки разойдутся. Если к положительно заряженному электроскопу поднести тело, заряженное таким же знаком, как электроскоп, то его листочки разойдутся сильнее. Приближая к электроскопу тело, заряженное противоположным по знаку зарядом, заметим, что угол между листочками электроскопа уменьшится. То есть заряженный электроскоп позволяет обнаружить, каким зарядом наэлектризовано то или иное тело.

По отклонению листочков электроскопа можно определить также, увеличился или уменьшился его заряд. Чем больше угол, на который разойдутся листочки электроскопа при его электризации, тем сильнее он наэлектризован. Значит, тем больший электрический заряд на нем находится.

А моя задача состоит в следующем: определить угол ( в градусной мере) на который разойдутся листочки электроскопа при его электризации используя знания по математике.

Это схема электроскопа.

А



D С В

Я рассмотрел прямоугольный треугольник АВС, где угол С=900 .Линейкой измерил длину листочка, то есть АВ. АВ=5,5см=0,055м. Угол на который разойдутся листочки, то есть угол DАВ=угол ВАС+угол DАС, но так как ∆DАС-равнобедренный, то свойству равнобедренного треугольника угол DАВ=2угла ВАС. Сторона ВС=2 см=0,02м. Тогда ,используя функцию синуса прямоугольного треугольника, я получаю

sin ВАС=ВС/АВ=0,02м/0,055м=0,(36). По таблице В.М. Брадиса данному значению (0,36) соответствует угол 210 .Значит, листочки разошлись на угол 420.








sitemap
sitemap