ФИЗИКА И ПОХОД
занимательные факты по физике по теме

                        Компас

Магнитный компас был изобретен в Китае. В китайских источниках 4000-летней давности есть упоминание о белом глиняном горшке, который караванщики "берегут пуще всех своих дорогих грузов". В нем "на деревянном поплавке лежит коричневый камень, любящий железо. Он, поворачиваясь, все время указывает путникам сторону юга, а это, когда закрыто Солнце и не видно звезд, спасает их от многих бед, выходя к колодцам и направляя по верному пути".

  Уже в начале нашей эры китайские ученые начали создавать искусственные магниты, намагничивая железную иглу. Только через тысячу лет намагниченную иглу для компаса стали применять европейцы.

Снаряжение для похода.  

 Какими должны быть ботинки путешественника и почему? Что поможет путешественнику в горах?

  Ответ.  Подошвы ботинок должны быть резиновыми и рельефными (больше коэффициент трения). Ботинки должны быть свободными, чтобы можно было вложить войлочную стельку и надеть шерстяной носок, что, во-первых, уменьшает давление на стопу в отдельных ее точках при ходьбе по острым камням, т.к. при этом деформируется сначала подошва, потом стелька и носок, а уже затем стопа, а во-вторых, способствует удержанию тепла, т.к. войлок и шерсть обладают плохой теплопроводностью. Кроме того, у ботинок должна быть широкая подошва, тогда площадь опоры, а следовательно, и устойчивость человека увеличивается. Ведь обувь должна быть не только удобной, но и обеспечивать безопасность в трудных переходах. В горах путешественнику поможет палка с острым концом – альпеншток.

 Вы собираетесь в поход в пустыню. Как вы оденетесь? Объясните, почему так. 

Ответ. Одежда должна быть из натуральных волокон, чтобы предохранять от перегрева (натуральные волокна содержат в себе достаточно много воздуха). Голова должна быть покрыта чалмой (несколько слоев хлопчатобумажной ткани, обмотанной вокруг головы, содержат воздушную прослойку, что предохраняет от перегрева голову). Днем в пустынях воздух теплее нашего тела, и теплота передается телу. Воздух, содержащийся в натуральных волокнах ткани и между ее слоями, обладает плохой теплопроводностью, поэтому перегрева не происходит. Лицо лучше всего прикрыть от песчаного ветра (песчинки малы и при ударах о кожу создают большое давление, что ощущается как уколы) и от солнечных ожогов.

 Почему у рюкзака широкие лямки? Как надо укладывать рюкзак и почему? 

Ответ.  Широкие лямки обеспечивают большую площадь опоры груза, при этом давление становится меньше. Это соответствует формуле давления p = F/S. Рюкзак надо укладывать так, чтобы на спину приходились мягкие, гладкие, ровные поверхности. Выступы имеют малую площадь опоры, и давление в местах выступов возрастает.

Горные путешествия

МЕШОК С КВАСОМ 

Школьный год подходил к концу. Погода стояла солнечная. Все ученики класса, в котором учился Вовочка, собрались в поход. Вовочка тоже был готов.

- Хорошо - бы захватить с собой кваса, да бидона нет, - сказал друг, глядя на бочку с квасом стоящую невдалеке.

- А зачем бидон, без него можно обойтись, - возразил ему Вовочка.

Мальчики отправились к бочке с квасом. Через некоторое время они вернулись. В полиэтиленовом пакете у них был квас.

- Да..., с таким пакетом далеко не уйдешь, - задумчиво сказал Вовочка. Он порылся в своем рюкзаке и достал мешочек из ткани. Полиэтиленовый пакет с квасом друзья сверху перевязали веревочкой и осторожно вставили в мешок.

- Вот сейчас надежно, в таком мешке квас можно нести куда угодно, - подвел итог Вовочка.

 Объясните, почему полиэтиленовый пакет, заключенный в мешок из ткани, может выдерживать значительные нагрузки не разрываясь? 

Ответ. Мешочек из ткани не позволит пленке сильно растянуться под действием веса кваса: он "сдержит" деформацию.

  Зачем опытные туристы обмазывают котелок снаружи глиной или грязью? 

Ответ. Слой  глины или грязи защищает поверхность котелка от гари и сажи. Кроме того, котелок  можно быстро отмыть, достаточно размочить глину. 

Из рассказов путешественника.

      Известный русский путешественник Н.М. Пржевальский в своих воспоминаниях о первом путешествии в Азию писал: " Ну, гора, сейчас твоя тайна будет открыта, - сказал я, устроив свой кипятильник, - и через несколько минут знал, что Соди - Соруксум подымается на 13 600 футов (4145 м.) над уровнем моря".    

 Как же он узнал абсолютную высоту вершины горы? 

Ответ. Известно, чем выше место над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление. В прямой зависимости от давления находится температура кипения воды. Если, например, при давлении 1013,3 гПа температура кипения воды +100 С, то при давлении 876 гПа она закипит уже при 96С.   Таким образом, определив температуру кипения воды, Пржевальский по специальным таблицам вычислял высоту горы.

Советы  туристам.

Выручит "солнечный зайчик" и ваш костер.

   Каждая серьезная экспедиция на случай чрезвычайной ситуации имеет рацию и другие средства аварийной сигнализации: ракеты, специальные дымовые шашки, ярко-оранжевый дым которых виден с самолета за многие километры...

Ну а как быть, если ничего этого у вас нет, а помощь в лесу или тайге крайне необходима? Загляните в свой рюкзак. Зеркало, донышко от консервной банки — все эти предметы хорошо отражают солнечный свет. Это и важно.

История донесла до нас случай, когда солнечный зайчик от оберточной фольги шоколада помог пилоту спасательного самолета обнаружить экипаж пропавшего дирижабля. Это была “Италия” знаменитого генерала Умберто Нобиле, потерпевшая крушение в Центральной Арктике в 1928 году. Всего лишь “солнечный зайчик”, а в определенных условиях отраженный свет его может посостязаться с лучом мощного прожектора. С самолета, летящего на высоте 1,5 километра, такая вспышка видна на расстоянии до 24 километров.

    Есть и другое старое средство, которое поможет вам дать о себе знать — костер. Дымом его люди издавна пользовались как средством сигнализации. Правда, необходимо помнить некоторые правила: складывайте костер не открытых местах — просеке, поляне, вершине холма, где он лучше виден. Чтобы дым был чернее или гуще, в разгоревшийся огонь добавьте свежую траву, зеленую листву деревьев, сырой мох. Если топлива маловато, вместо костра можно использовать банки с песком, пропитанным смазочным материалом — жиром или маслом.

    Физика на лугу

1. Почему по скошенному лугу трудно ходить босиком?

Ответ. Когда траву скосили, остались небольшие стебельки, которые имеют малое поперечное сечение. Если наступить на такой стебель, то можно легко проткнуть кожу ступни.

2. Два мальчика соревнуются, кто выше бросит камушек. Камушки будем считать равными по массе и объему. Как определить, у кого камушек поднялся на большую высоту?

Ответ. Камушки нужно бросать одновременно. У кого камушек вернется последним, тот и бросал его выше. 

3. Что больше: облако или тень его?

Ответ. Солнце можно рассматривать, как точечный источник. Если рассматривать облако как не прозрачное тело, то тень – это проекция облака на поверхность земли. Проекция всегда получается больше тела. Но облако прозрачно, особенно его края, поэтому определить точные границы облака трудно, поэтому тень от облака всегда меньше размеров облака. Кроме того, облака находятся на значительной высоте, поэтому световой солнечный луч частично огибает облако.

4. Можете ли вы, увидев и услышав летящую пчелу, определить куда она летит, за добычей, или возвращается с добычей в улей?

Ответ. Пчела, летящая с добычей, будет более тяжелой и держит свое тело под большим углом к поверхности земли, кроме того, ей чаще приходится махать крыльями. Пчела летящая за добычей в полете держит свое тело почти горизонтально.

5. Почему мелкие насекомые, падая на землю с большой высоты, остаются невредимыми, а крупные животные гибнут?

Ответ: прочность костей и тканей животного пропорциональна площади их сечения [т.е. квадрату линейного размера тела. Сила трения также пропорциональна этой площади. Масса же животного пропорциональна его объему, т.е. кубу линейного размера. С уменьшением размеров тела его объем убывает значительно быстрее, чем поверхность, следовательно, сила торможения тела в воздухе на единицу его массы возрастает обратно пропорционально линейному размеру.]  Кроме того, для более мелкого животного возрастает удельная сила мышц.

 6. При выходе из воды животные встряхиваются. На каком законе физики основано освобождение их от воды?

Ответ: на 1-м законе Ньютона. При резком движении животного приходят в движение и капельки воды в шерсти, они движутся по инерции и покидают шерсть.