Вода в решете: различия между версиями

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки
Нет описания правки
Строка 1: Строка 1:
<small> Исходный текст статьи "Вода в решете" опубликован в журнале «Потенциал» №8,2005. Автор исходного текста - Козырева Надежда Анатольевна.</small>
<small> Исходный текст статьи "Вода в решете" опубликован в журнале «Потенциал» №8,2005. Автор исходного текста - Козырева Надежда Анатольевна.</small>


При изучении физики Вам доводится решать премного задач разной сложности. Часто учителя советуют: мол, внимательное прочтение условия задачи -- залог успеха решения. Решение при этом подразделяется на осмысление и анализ условия задачи, вычисление и анализ результата.


На самом же деле, всё вокруг, сама природа (φύσις) насыщена физическими задачами всех степеней сложности. Человек, сведущий в физических понятиях и законах, может легко найти свидетельства везде, куда посмотрит. Главное &mdash; научиться смотреть и видеть, слушать и слышать, читать и понимать!
Изучая тот или иной раздел физики, Вы решаете колоссальное количество задач различной степени сложности, условия которых сформулированы авторами учебников или сборников задач. При этом используется девиз: «Внимательное прочтение условия задачи - залог её успешного решения!» Этапы решения: анализ условия задачи <math>\to</math> решение <math>\to</math> анализ результата.


На самом же деле физическими задачами насыщено всё вокруг, поскольку мы живём в материальном мире, одной из форм существования которого является физическое движение. Человек, вооружённый знанием физических законов, способен анализировать поступающую извне информацию с точки зрения этих законов, видеть её физическую суть, а стало быть, и сам способен сформулировать условие задачи. Главное &mdash; научиться смотреть и видеть, слушать и слышать, читать и понимать!



Предлагаем решить задачу, условие которой будете формулировать самостоятельно. Обратимся к известному с детских лет стихотворению С. Маршака &laquo;Не так&raquo;. О герое автор пишет:
Предлагаем решить задачу, условие которой будете формулировать самостоятельно. Обратимся к известному с детских лет стихотворению С. Маршака &laquo;Не так&raquo;. О герое автор пишет:
{{Начало цитаты}}
<center>
С потолка он строит дом,
С потолка он строит дом,<br /><br />
Воду носит решетом&hellip;

{{Конец цитаты}}
Воду носит решетом...
</center>



[[Изображение:wat1.gif|frame|right|Вода в решете]]
Совершенно естественно возникает вопрос: &laquo;А можно ли носить воду решетом?&raquo;
Совершенно естественно возникает вопрос: &laquo;А можно ли носить воду решетом?&raquo;
Проведём эксперимент. При помощи стеклянной трубочки аккуратно поместим на металлическую сетку несколько капель воды(рис.1). При наклоне сетки капли движутся по её поверхности, не просачиваясь. Следовательно, на поставленный вопрос ответ утвердительный.<br>
Проведём эксперимент. При помощи стеклянной трубочки аккуратно поместим на металлическую сетку несколько капель воды. При наклоне сетки капли движутся по её поверхности, не просачиваясь. Следовательно, на поставленный вопрос ответ утвердительный.
<br>
[[Изображение:wat1.gif]]
<br>
Рис.1


<br>
Тогда возникает следующий вопрос: &laquo;Какова максимальная порция воды, которую можно носить решетом?&raquo; Безусловно, эти вопросы ещё не представляют собой условие задачи. Необходимо ещё построить физическую модель, определив закономерности, которые лежат в основе этого явления. <br>
Тогда возникает следующий вопрос: &laquo;Какова максимальная порция воды, которую можно носить решетом?&raquo; Безусловно, эти вопросы ещё не представляют собой условие задачи. Необходимо ещё построить физическую модель, определив закономерности, которые лежат в основе этого явления. <br>



Версия от 22:24, 25 сентября 2006

Исходный текст статьи "Вода в решете" опубликован в журнале «Потенциал» №8,2005. Автор исходного текста - Козырева Надежда Анатольевна.

При изучении физики Вам доводится решать премного задач разной сложности. Часто учителя советуют: мол, внимательное прочтение условия задачи -- залог успеха решения. Решение при этом подразделяется на осмысление и анализ условия задачи, вычисление и анализ результата.

На самом же деле, всё вокруг, сама природа (φύσις) насыщена физическими задачами всех степеней сложности. Человек, сведущий в физических понятиях и законах, может легко найти свидетельства везде, куда посмотрит. Главное — научиться смотреть и видеть, слушать и слышать, читать и понимать!

Предлагаем решить задачу, условие которой будете формулировать самостоятельно. Обратимся к известному с детских лет стихотворению С. Маршака «Не так». О герое автор пишет:

С потолка он строит дом,

Воду носит решетом…

Вода в решете

Совершенно естественно возникает вопрос: «А можно ли носить воду решетом?» Проведём эксперимент. При помощи стеклянной трубочки аккуратно поместим на металлическую сетку несколько капель воды. При наклоне сетки капли движутся по её поверхности, не просачиваясь. Следовательно, на поставленный вопрос ответ утвердительный.

Тогда возникает следующий вопрос: «Какова максимальная порция воды, которую можно носить решетом?» Безусловно, эти вопросы ещё не представляют собой условие задачи. Необходимо ещё построить физическую модель, определив закономерности, которые лежат в основе этого явления.


Геометрические параметры решета – сосуд цилиндрической формы. Радиус дна R = 0,1 м.

Отверстия в решете круглые диаметром м.

Материал, из которого сделана сетка, не смачивается водой.

Табличные данные:

воды= Н/м,

воды = кг/м3,

м/с2.


Сформулируем условие задачи.

Решето представляет собой цилиндрический сосуд. Радиус дна сосуда R = 10 см. Дно решета, в котором проделаны круглые отверстия диаметром d = 1 мм, сделано из материала, не смачиваемого водой. Коэффициент поверхностного натяжения воды при комнатной температуре воды= Н/м, плотность воды воды = кг/м3, g = 10 м/с2. Какую максимальную порцию воды можно носить в таком решете?

Решение.

Рис.2

Вода не смачивает материал, из которого сделано решето. Возникающее за счёт выпуклости мениска лапласовское давление (рис.2) компенсирует гидростатическое давление слоя воды высотой :

отсюда:

(м)

Максимальный объём воды, который можно носить в таком решете,

см3 л


Интересным примером использования этого явления является работа топливного фильтра автомобиля.

воды= Н/м, бензина= Н/м.

воды = кг/м3, бензина = кг/м3.

Различие в плотностях и коэффициентах поверхностного натяжения позволяет создать фильтр с такими параметрами, что бензин проходит через него, а вода – нет.

Посмотрите внимательно на капли росы, висящие на стебельках травы или на капли, лежащие на лепестке цветка. Попробуйте сформулировать и решить задачу!

Будьте внимательны к окружающему вас миру, ищите и решайте физические задачи, которых так много вокруг!