Для «физиков»
Задача № 20
Окиньте взглядом вашу квартиру. Назовите единственное вещество, которое при охлаждении расширяется, и вещество, которое при нагревании «твердеет».
Задача № 21
Поставим такой мысленный эксперимент. Нальём в хорошо вымытую тарелку воображаемую кипячёную или дистиллированную воду. Возьмём воображаемый спичечный коробок и бросим несколько воображаемых спичек в тарелку. Теперь возьмём воображаемый кусочек сахара и коснёмся им середины тарелки. Мы не спрашиваем читателя, что произойдёт в этом случае. Но что вы могли бы наблюдать, если бы это был не сахар, а мыло, и почему, собственно?
Задача № 22
Трудна и опасна работа металлургов, если они напрямую имеют дело с расплавленным металлом. Казалось бы, что для облегчения адских условий труда костюмы для сталеваров следует изготовлять из материалов с низкой теплопроводностью – изоляторов. Но одежда специалистов, что доменщиков, что мартенщиков, покрыта слоем металла, великолепно проводящего тепло. Почему же для сталеваров не шьют «правильную» одежду?
Задача № 23
Вольно или невольно человек наступает на природу, приспосабливает её под себя. Одной из насущных проблем по расчистке лесных пространств является выкорчёвывание пней. Это трудоёмкое занятие, требующее немалых трудовых и финансовых затрат. Однако в середине 1970-х годов в ГДР был предложен эффективный способ снизить и те и другие на примере даже столь твёрдой породы дерева, как бук. Как вы полагаете, что же придумали практичные немцы?
Задача № 24
Массовая постройка судов началась в России при Петре Первом. Суда строили на берегу, а затем спускали на воду. Зимой очищали участок реки ото льда, создавая канал для движения судна по инерции. Если участок чистой воды был мал, то возникала угроза лобового удара корабля о лёд во время быстрого спуска. Что бы вы предложили, будучи на месте строителей русского флота в первые годы XVIII века?
Задача № 25
Покрытия на металлическую заготовку наносятся путем помещения заготовки в ванну, наполненную горячим раствором соли металла. Происходит реакция восстановления, и на поверхности изделия оседает металл из раствора. Процесс идёт тем быстрее, чем выше температура. Но чем выше температура, тем быстрее разлагается раствор, и металл осаждается на стенки ванны. Раствор меняет свои свойства, и через 2–3 часа его приходится менять. До 75 % химикатов идёт в отход. Как без существенных изменений технологии устранить недостаток?
Задача № 26
В сказках читаем мы про молочные реки, у которых кисельные берега. А могут ли морские берега состоять из воды?
Задача № 27
С какой силой надо растягивать или натягивать верёвку, чтобы она не провисала?
Задача № 28
Когда вы слегка приоткрываете кран с горячей водой, поток её на глазах начинает постепенно уменьшаться и может даже совсем прекратиться. С холодной водой подобных неприятностей не случается. Почему же так плохо ведёт себя горячая вода? Причём это происходит только в том случае, когда кран открывают в первый раз, а потом вода уже течёт и этот эффект не наблюдается… (Тульчинский, 1972)
Задача № 29
Почему холодно на вершинах гор? Разве на единицу площади в горах приходится иное количество солнечного тепла, чем на уровне моря? И разве холодный воздух не должен спускаться вниз? (Тульчинский, 1972)
Задача № 30
Вам, вероятно, не раз приходилось видеть, как насекомые разбиваются о ветровое стекло мчащегося автомобиля. Разбиваются ли они непосредственно о стекло или же их сначала разрывает в воздухе, а потом размазывает по стеклу? Если верно последнее, то почему они разрываются? Возможно, Вы попытаетесь объяснить печальную судьбу насекомых турбулентностью, но разве турбулентность в этом случае так уж велика? Почему сильный, отклонённый вверх воздушный поток не переносит насекомых над машиной?
Задача № 31
Почему перелётные птицы летят V-образным строем? Объясняется ли это какими-либо физическими причинами или это просто одна из любопытных особенностей поведения птиц? Должна ли форма стаи быть симметричной, если такая форма обусловлена законами аэродинамики? Нужно ли при этом, чтобы все птицы стаи синхронно взмахивали крыльями? Какие преимущества имеет «клин» перед другими построениями – скажем, «гуськом» или зигзагом? Почему птицы не летают «косяками», как плавают рыбы?
Задача № 32
Раз в год, как говорят, и палка стреляет. Если в пьесе на стене висит ружьё, оно тоже должно выстрелить. Представьте, что пуля попадает в аквариум с плавающими там рыбками. Каковы Ваши наблюдения и почему они именно такие, а не иные?
Задача № 33
У Вас в руках старое ножовочное полотно. Вам необходимо узнать, намагничено оно или нет, не пользуясь никаким лишними приборами и предметами.
Задача № 34
Поставим такой мысленный эксперимент. Вспомните школьные годы. Вот учитель берёт самую обыкновенную прозрачную пластиковую консервную банку и заполняет её для наглядности подкрашенной жидкостью (на деле – это насыщенный раствор соли). Затем он у вас на глазах проделывает в донышке банки шилом отверстие и частично погружает банку в другой прозрачный сосуд (с пресной водой). Что мы при этом будем наблюдать и почему?
Задача № 35
Для дочери правителя Марса Аэлиты изготовлена золотая цепочка, она содержит много тысяч звеньев очень маленького размера. Как запаять каждое звено, чтобы цепочка не развалилась?
Задача № 36
Скажите, случалось ли Вам попадать под напряжение? Знаменитый американский естествоиспытатель – по совместительству и политик – Бенджамин Франклин говорил, что разрядом электричества от батареи он не мог убить мокрую крысу, в то время как сухая крыса мгновенно погибала от такого же разряда. Чем это объясняется?
Задача № 37
В среде физиков бытует такой анекдот (Физики шутят…): «Шрёдингер и Гейзенберг едут по трассе на конференцию, Шрёдингер за рулём. Внезапно раздаётся удар, и он останавливает машину. Гейзенберг выглядывает на дорогу:
– Боже мой, похоже, что я сбил кота!
– Он умер? – спрашивает Шрёдингер».
Как вы думаете, что ответил Гейзенберг?
Задача № 38
Поскольку нефтепродукты горючи, очистку от них водной поверхности можно было бы проводить путём выжигания нефтяной плёнки. Трудность сжигания нефтяной плёнки заключается в том, что поджечь можно только относительно толстый слой плавающей на поверхности воды нефти. Если же плёнка тонкая, а в большинстве случаев так и бывает, поджечь её не удаётся.
Предложите способ сжигания тонких плёнок нефтепродуктов на поверхности воды.
Задача № 39
По легенде, один китайский император выстроил себе роскошный дворец. А северные ворота этого дворца могли охранять хозяина даже без стражи.
Из чего были сделаны эти ворота, если, по легенде, сквозь них не мог пройти ни воин, ни человек с ножом?
Задача № 40
В бак, заполненный водой, на поверхности которой плавает слой бензола, необходимо внести металлическую деталь, окрашенную растворимой в бензоле краской. Требуется полностью исключить возможность соприкосновения окрашенной поверхности с бензолом. При этом ни бензольный, ни водный слои не должны подвергаться загрязнению.
Как погрузить деталь в бак с водой, чтобы соблюсти все условия?
Задача № 41
Технологам в своей практике часто приходится концентрировать растворы. Обычно для этой цели применяют выпаривание при атмосферном или пониженном давлении. Но далеко не все вещества можно подвергать нагреванию, необходимому для выпаривания.
Как увеличить концентрацию раствора, не применяя при этом ни существенное изменение температуры, ни вакуум?
Задача № 42
Назовите величайшее благо цивилизации, известное ещё древним, без которого мы не мыслим жизнь, тем не менее это благо несёт нам то, что, по данным Всемирной организации здравоохранения, является причиной 80 % наших заболеваний.
Задача № 43
Это действительно основное сырьё металлургии. Ведь для выплавки 1 тонны стали нужно 15 тонн этого сырья. А на выплавку 1 тонны меди его уходит 5000 тонн! Проще с сахаром – чтоб получить 1 тонну сахара, этого потребуется всего 100 тонн. Что же это за сырьё?
Задача № 44
В качестве решённой им задачи один из дипломированных специалистов по ТРИЗ приводит такую: «На железобетонных опорах ЛЭП, в силу загрязнения или повреждения изоляторов, происходит длительная, хотя и незначительная, но утечка электрического тока по арматуре столба в землю. Происходит электрокоррозия стальной арматуры, которая превращается в труху. Столб полностью теряет свою прочность, но внешне это не заметно». Специалист не сообщает секрета.
Пользуясь методом аналогий по Гордону (в данном случае речь идёт о личной аналогии – вживании в образ, эмпатии) или Диалом, предложите простой и надежный способ определения столбов, потерявших свои прочностные свойства.
Задача № 45
Ряд растений – например, люцерна – даёт мало семян из-за плохой опыляемости. Изготовили экспериментальный образец опылителя, включающий в себя воздуходувку на самоходном шасси, электродвигатель и пульт управления. Предполагалось, что ветер, создаваемый воздуходувкой, будет опылять растения, перенося пыльцу с цветка на цветок, но оказалось, что, реагируя на сильный ветер, цветки закрываются (срабатывал естественный механизм защиты растения от урагана). При слабом воздушном потоке пыльца переносилась плохо. Как быть?
Задача № 46
Почему в затемнённой комнате струя воды видна, хотя свет из неё не должен бы выходить? Почему видимость струи улучшается, если в воду подмешать зубного порошка?
Задача № 47
В 1985 году 15-километровую гонку по лыжам выиграл швед Томас Вассберг. На трассе было обозначено несколько участков, где запрещалось пользоваться коньковым ходом (в начале дистанции). Встала проблема: традиционная техника, которую использовали в зонах запрета, предполагает использование смазки, но смазанные лыжи снизят скорость бега при коньковом ходе на ключевой, последней части дистанции. Как быть гонщику?
Задача № 48
Многие из вас часто летают в служебные командировки на самолётах. Но мало кто задумывается о физике одного процесса, воспринимая его как обыденную, неотъемлемую от полёта деталь.
Для чего и почему во время взлёта и перед посадкой самолета стюардесса раздаёт пассажирам конфеты?
Задача № 49
Кто-нибудь из вас видел вблизи слона? Но в любом случае знайте, что поверхность тела слонов чрезвычайно морщиниста, не то что у накомодных слоников.
Почему у индийских слонов морщин на коже меньше, чем у африканских?
Задача № 50
«Кто не знает, – писал Галилео Галилей, – что лошадь, упав с высоты трёх-четырёх локтей, ломает себе ноги, тогда как собака при этом не страдает, а кошка остается невредимой, будучи брошена с восьми-десяти локтей, точно так же как сверчок, упавший с верхушки башни, или муравей, упавший на землю хотя бы из лунной сферы». Так почему же насекомые, падая на землю с большой высоты, остаются невредимыми, а крупные животные гибнут?
Задача № 51
Это произошло давно. Один очень известный учёный отослал своему знакомому в Англию подарок. Через некоторое время был получен следую щий: «Вино было превосходное. Пришлите, пожалуйста, ещё один такой прибор». О каком приборе идёт речь?
Задача № 52
И охотником быть не обязательно, чтобы правильно ответить на следующий вопрос.
Почему у полярных лисиц уши значительно меньше, чем у лисиц, живущих в умеренном климате?
