Творческие исследовательские задания, экспериментальные задачи по физике с профнаправленностью
учебно-методический материал по физике по теме

ТВОРЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЗАДАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ С ПРОФНАПРАВЛЕННОСТЬЮ.

• При изучении темы «Влажность», если есть психрометрический гигрометр – можно определить влажность муки, сахара  и т.п.
• При изучении темы «Изопроцессы», в частности рассмотрения изохорного процесса, можно дать такое задание: «Как сварить яйцо, чтобы оно не лопнуло?»

Решение: Кастрюлю с холодной водой поставим на огонь, положим в него яйцо и      понаблюдаем за его тупым концом.

Мы увидим, цепочку пузырьков, поднимающихся вверх. Это воздух из воздушного мешочка (пуги) проходит сквозь поры в скорлупе.

Теперь проколем иглой отверстие в тупом конце яйца – вместо маленьких пузырьков можно увидеть струю воздуха, бьющую из отверстия.

Когда яйцо нагревается, воздух внутри воздушного мешка (пуги) расширяется, начинает давить на скорлупу, угрожая сломать ее. Хотя в скорлупе имеются поры, обеспечивающие газообмен, при быстром нагревании эти «предохранительные» клапаны могут не выдержать. Прежде чем варить яйцо, в его тупом конце делают прокол тонкой иглой.

• При изучении темы «Масса тела. Инертность» можно провести такой эксперимент: всем известно, как можно без труда отличить вареное яйцо от сырого их нужно закружить на столе. Вареное яйцо будет вращаться «стоя», сырое – нет. Почему? Есть и другой способ различить вареное яйцо от сырого?  Нужно запустить волчком, потом притормозить его пальцем и снова отпустить. Вареное яйцо остановится, а сырое продолжит вращение. Почему?

Решение: Поскольку сырое яйцо ассиметрично, оно не устойчиво и не будет становиться на конец, как волчок-перевертыш. Если во время вращения сырое яйцо на мгновение притормозить, то жидкость внутри него будет продолжать вращаться, и как только вы опустите палец, яйцо вновь начнет крутиться.

• При изучении тем «Плотность», «Условие плавания тел» можно задать такой вопрос: «Как с помощью подсоленной воды определить свежесть яйца?»

Решение: Свежее яйцо в подсоленной воде тонет – это знает каждый. Желая убедиться, свежи ли яйца, каждая хозяйка испытывает их именно таким образом, яйцо свежее – оно тонет, если всплывет – не пригодно для еды. Физик выводит из этого наблюдения то, что свежее яйцо весит больше, чем такой же объем чистой воды.

• При изучении темы «Электромагнитные волны» можно рассмотреть такую ситуацию: Как известно, чтобы приготовить пищу, надо подержать ее на огне, т. е. за счет теплопроводности подвести к ней тепло извне. А можно ли приготовить пищу, например мясо, без передачи ей тепла?

Решение: Можно, если применять особые виды облучения. Тогда тепло будет генерироваться внутри самого пищевого материала. Такой эффект наблюдается при прохождении через пищу коротких радиоволн в сантиметровом диапазоне. Такое излучение может проходить через большинство составных частей нашей пищи и в считанные секунды нагревать ее. Установлено, что вода является сильным поглотителем волн высокой частоты, и поэтому продукты, содержащие воду, можно нагревать чрезвычайно быстро. На принципе поглощения волн устроены микроволновые печи, в которых блюдо можно приготовить в считанные секунды. В печь поместили несколько сосисок и чашку холодного кофе – через 15 секунд получают горячие сосиски и чашку горячего кофе.

Пищу можно приготовить с помощью микроволн.

• При рассмотрении темы «Механические свойства твердых тел» целесообразно предложить следующую ситуацию: Какие стаканы пригодны для горячего чая, тонкостенные или толстостенные?

Решение: Стаканы часто трескаются от горячей воды. Причина – неравномерное расширение стекла. Горячая вода, налитая в стакан, прогревает его стенки не сразу. Сначала прогревается внутренний слой стенок, в то время, как наружный слой не успел прогреться. Нагретый слой стекла начинает расширяться и давить изнутри  на менее прогретые слои. Происходит разрыв – стекло лопается. И чем толще такая стенка, тем более неравномерно прогревается, значит и расширяются ее слои. Поэтому, толстые стаканы являются самыми непрочными. Они лопаются чаще, чем тонкие. А вот тонкая стенка стакана прогревается быстрее. Надо только помнить, что тонкими у стакана должны быть не только стенки но и дно. Для горячего чая пригодны тонкостенные стаканы.

• Инструменты делают человека сильным, однако из этого не следует, что инструменты позволяют потратить мало энергии и получить много работы. Закон сохранения энергии убеждает, что выигрыш в работе, то есть создание работы из ничего есть вещь невозможная. Правильно заточенный нож – это наклонная плоскость, поварские ножницы – это рычаги, которые применяются в практике на производстве в поварских цехах. Здесь уместна задача на расчет выигрыша в силе.