Проверь свой ФКУС

Это не опечатка, «Ф» – значит, физический. Вам предлагается проверить не просто свой вкус, а «ФКУС» – Физический Коэффициент Умственных Способностей – качественно оценить своё умение использовать научные знания для объяснения загадок, чудес и прочих непонятностей (физики буднично называют их качественными вопросами и задачами).

Мы предлагаем Вашему вниманию около полусотни вопросов (наивных, каверзных и всяких иных) по мотивам представления «Кафе Физических Чудес». Для удобства они сгруппированы по принадлежности к блюдам-чудесам, с которыми Вы ранее познакомились. Найдите для себя интересные вопросы и в объяснении их руководствуйтесь словами знакомого Вам джинна о том, что «Чудо не есть чудо! Это всего лишь совокупность элементарных физических явлений, воздействующих на непросвещённые умы отдельных индивидуумов».

«Открытие КФЧ»

1. Объясните «волшебное» свойство банки с водой искривлять световые лучи, проходящие через неё?
2. Существует ли у цилиндрической линзы фокус?
3. Предложите экспериментальный способ определения фокусного расстояния банки с водой.
4. Как должна измениться внутренняя энергия (и температура) джинна, совершившего работу по выходу из бутылки и ответившего на один вопрос? Нет ли противоречия в том, что сосуд при этом нагрелся?

   «Кипяток в руке»

5. Почему «кипение воды» в перевёрнутом стакане нельзя считать кипением воды?
6. Почему при длительном кипении воды в верхней части сосуда, вода в нижней части также нагревается?
7. Почему чернила окрасили только верхние слои жидкости?
8. Получился бы опыт «Кипяток в руке» в невесомости (например, на борту искусственного спутника Земли)? Что бы из этого вышло?
9. Закрытый металлический сосуд полностью заполнен водой. Для охлаждения жидкости используется лёд. Как лучше поступить: поставить сосуд на лёд или положить лёд на крышку?
10. Почему манная каша подгорает чаще, чем гречневая при прочих равных условиях?

    «Хищная бутыль»

11. Оцените, с какой силой атмосферное давление действует на яйцо, если диаметр отверстия бутыли примерно равен 3см.
12. Перечислите все силы, действующие на яйцо, в момент его «проглатывания хищной бутылью».
13. Яйцо, используемое в эксперименте, предварительно варят в крутую, с последующим обязательным помещением в холодную воду. Объясните необходимость этого действия с физической точки зрения.
14. Прогрейте внутреннюю часть стакана с помощью горячего воздуха от фена. Поставьте стакан вверх дном в блюдце, в котором налито немного воды. Объясните увиденное.
15. В книге «Занимательные опыты и эксперименты» (Ф. Ола и др., – М: Айрис-пресс, стр. 22, 2007) читателям предлагается проделать опыт, похожий на описанный выше: «Накрой свечку стаканом. Через некоторое время она погаснет. А уровень воды плавно поднимется по стенкам стакана, ведь пламя сожгло весь кислород, и вода заняла место израсходованного газа». Найдите в этом описании грубую физическую ошибку.

    «Огненная головомойка»

16. Надутый шарик с воздухом при нагревании лопнул, в отличии от шарика с водой. Но разве воздух не охлаждал нагреваемую резину подобно воде?
17. Почему второй шарик с водой не выдержал нагрева? (Напомним, что температура пламени нагревателей в обоих случаях была одинаковой).

    «Дымовое блюдо»

18. Проведите аналогию между работой двигателя внутреннего сгорания и «дымовым блюдом».
19. Почему, вопреки ожиданиям, звуковой эффект от большой бутыли (30л) был слабее, чем от малой (5л)?
20. Почему пары горючей жидкости представляют бoльшую опасность, чем сама жидкость?

    «Паровая дуэль»

21. Предложите способ экспериментального определения КПД устройства для выстрела.
22. С какой жидкостью проще произвести выстрел: с водой, спиртом или эфиром?
23. Перечислите и обоснуйте факторы, от которых зависит высота подлёта пробки?
24. Объясните парадокс: от ударов молотком гвоздь на наковальне нагревается, а шарик от подшипника остаётся холодным.

    «Perpetuum mobile»

25. Какими способами можно увеличить скорость вращения колёсного двигателя?
26. Почему колесо с резиновыми спицами нельзя считать вечным двигателем?
27. Превратится ли колесо с резиновыми спицами в вечный двигатель, если его выставить на улицу, а вместо лампы использовать линзу, фокусирующую солнечные лучи?

    «Hello, London!»

28. Зачем перед экспериментом зрители дышали в банку?
29. Отличается ли лондонский туман от московского?
30. Имеются две крышки: одна закрывает банку очень плотно, другая – слабо. Какую крышку лучше использовать для получения густого тумана?
31. Если перед экспериментом бросить в банку горящую спичку, то туман в ней получится более густым. Почему?
32. Качественно изобразите график зависимости температуры воздуха внутри банки от времени (начиная с момента накачивания в неё воздуха).
33. Когда и как образуется туман в природе?
34. Туман – это мельчайшие капельки воды. Плотность воды примерно в 1000 раз больше плотности воздуха. Почему же никто не видел, как падают на Землю облака, состоящие из этих капелек?
35. Человек в очках с мороза зашёл в тёплое помещение. Очки запотели. Снял, вытер, надел. Опять запотели. Вновь снял, вытер, надел. Запотели. Как долго будет продолжаться это «безобразие»?
36. Из носика чайника, стоящего на плите, вырывается невидимая струя пара, которая на некотором расстоянии от него превращается в туман. От каких факторов (и как) зависит это расстояние?

    «Горячий рогалик»

37. Перечислите и обоснуйте факторы, от которых зависит период качания «рогалика».
38. Какую дугу – широкую или узкую, толстую или тонкую – лучше использовать в опыте?
39. Получится ли опыт, если «рогалик» и алюминиевая пластина будут нагреты до одной температуры?
40. Каким образом можно существенно увеличить продолжительность качания дуги?
41. Придумайте (и поставьте) опыт, аналогичный «Горячему рогалику», в котором нагретое тело совершало бы не колебательное, а вращательное движение.

    «Метаморфозы воды»

42. Можно предположить, что первоначально кружка была охлаждена до низкой температуры (вспомните, на руке Шарля Атанова была надета рукавица) и при попадании в неё воды, заморозила её. Оцените начальную температуру железной кружки массой 100г при наливании в неё 100мл воды комнатной температуры с последующим превращением жидкости в лёд при 0?С. Как по внешнему виду кружки опровергнуть, или подтвердить данную гипотезу?
43. Какая физическая ошибка допущена в стихотворении поэта:
    Она жила и по стеклу текла,
    Но вдруг её морозом оковало,
    И неподвижной льдинкой капля стала,
    А в мире поубавилось тепла?
44. Что произойдёт, если воду, имеющую температуру 0°С налить в термос, в котором находятся кубики льда, имеющего температуру 0°С?

    Экспериментальная математическая задача с взвешиванием

45. Предложите алгоритм поиска среди 243 внешне схожих шариков одного утяжелённого, за минимальное количество взвешиваний.
46. Имеется 9 внешне одинаковых ложек. 4 ложки сделаны из стали, 3 из мельхиора, а 2 серебряные. Предложите простейший (основанный не на взвешивании) способ определения материала, из которого изготовлены ложки.

    «Полёт на Марс чайного пакетика»

47. Почему взлетает горящий чайный пакетик?
48. Почему взлёт горящего пакетика происходит в самый последний момент?
49. От каких факторов зависит максимальная высота подъёма «космического аппарата» из пакетика?
50. Почему, в конце концов, пакетик опускается вниз?
51. А.С. Пушкин писал: Кавказ подо мною. Один в вышине
    Стою над снегами у края стремнины;
    Орёл, с отдалённой поднявшись вершины,
    Парит неподвижно со мной наравне...
    Найдите объяснение: почему орлы, ястребы и другие крупные птицы, парящие высоко в небе, могут держаться на одной высоте, хотя и не машут крыльями?