Физические задачи с экономическим содержанием
статья по физике на тему

Физические задачи с экономическим содержанием

   Содержание образования в школе меняется с учетом обновления социально-экономических потребностей и условий развития общества. Меняются идеалы, ценности, на которые ориентируется учитель, воспитывая личность нового типа. Одно из важнейших потребностей современной школы является воспитание делового человека, компетентного в сфере социально-трудовой деятельности, а также в бытовой сфере. Если раньше экономические проблемы искусственно отодвигались от школьника, и он порою до выпуска из школы оставался в стороне от них, то сегодня жизнь настоятельно требует, чтобы ученик имел развитое экономическое мышление и был готов к жизни в условиях рыночных отношений.

Экономия, то есть бережное расходование материалов, времени, рабочей силы, в общегосударственном масштабе должна сочетаться с разумной экономией в быту в каждой семье. Для ознакомления школьников с вопросами экономики можно использовать качественные задачи. Они могут использоваться по изучаемой теме, при повторении пройденного материала либо при выполнении домашних заданий в любых классах.

 У вас в квартире испортился водопроводный кран. Вода тонкой струйкой вытекала трое суток. Как на опыте приблизительно определить объем бесполезно ушедшей в канализацию воды? Сделайте это.

Практика показывает, что обучающиеся ее решают по разному. Одни сначала опытно определяют время, за которое такой струйкой наполняется водой банка вместимостью один литр. Другие находят объем воды, вытекшей за данный промежуток времени и  т. п.  Я предлагаю несколько подобных задач.

Для чего на электрифицированных железных дорогах положительный полюс источника напряжения соединяют с воздушным проводом, а отрицательный — с рельсами? Почему сделать наоборот экономически не выгодно?

Ответ: поскольку тогда бы на рельсах вследствие электролиза почвенной влаги выделялся кислород, вызывающий их коррозию.

На реках нередко буксиры ведут баржи способом толкания. Почему это экономически выгоднее, чем тянуть баржу на тросе?

Ответ: увеличивается скорость буксировки, так как буксир, находясь сзади баржи, не тормозит ее движения потоком воды, отбрасываемой им назад.

 Почему экономически выгоднее запускать с Земли космические корабли в направлении с запада на восток?

 Ответ: меньше расходуется горючего, так как к начальной скорости корабля добавляется линейная скорость точки земной поверхности — места старта корабля.

Электрический чайник имеет два нагревательных элемента, соединенных параллельно. Если включить в сеть первый элемент, вода закипит через 30 мин., если включить второй — через 20 мин. Через какое время закипит вода, если включить оба элемента? Сравните расход энергии во всех трех случаях.

Ответ: 12 мин. Расход энергии одинаков во всех трех случаях, так как производилась одинаковая работа — доведение воды до кипения. Неодинаковой была мощность

Курс физики позволяет:

• Дать обучающимся ряд экономических сведений;
• Ознакомить с основными экономическими показателями важнейших отраслей производства, с темпами роста этих показателей, с некоторыми важнейшими технико-экономическими задачами, решаемыми в настоящее время, с преимуществами внедряемой новейшей техники.
• Привести сравнительные характеристики параметров ранее известного оборудования с новым вступающими в строй, таблицы, диаграммы позволяющие сравнить технико-экономические показатели старых машин с теми, что будут созданы; решение задач с экономическим содержанием.

Покажу это на конкретных примерах тем курса.

Молекулярная физика.

1. В сварочном цехе стоит 40 баллонов ацетилена (C2H2) емкостью 40 л каждый. После 12 ч непрерывной работы давление всех баллонов упало с 1,3 . 107 Па. Определить расход ацетилена и его стоимость, если температура в цехе оставалась неизменной и была равна 32oС. (Стоимость ацетилена по данным НИИКМ: 40 л – 7,4 кг – 1000 руб.)

     Элементы термодинамики

 Для отопления дачной комнаты размерами 4м х 5м х 3м пользуются электрической печью. Определить стоимость пользования печью в течение 6час., если за это время воздух в комнате нагреется на 10oС. Комната теряет через холодные окна и стены 54,47 Дж в 1 мин. Стоимость энергии 1 кВт-час 2 рубля. Удельная теплоемкость воздуха 1000 Дж/кгoС, а плотность 1,2 кг/м3.

 Мартеновская печь работает на природном газе. Сколько газа надо израсходовать для выплавки 50т стали, если кпд печи 40%? Начальная температура стали 20oС, ее удельная теплоемкость 0,46 . 103Дж/кг . oК, удельная теплота плавления 2,7 . 105 Дж/кг, температура плавления 1500oС, теплота сгорания газа 4,4 . 107 Дж/кг. Определить стоимость израсходованного природного газа.

Электродинамика

1. В электрическом самоваре с кпд 90% нагревают воду от 10oС до 100oС. Какое количество воды можно вскипятить за 30 мин и сколько будет стоить кипячение в таком чайнике при тарифе 2 руб за 1 киловатт-час. Нагревательный элемент чайника сделан из никелевой проволоки длиной 5 м и сечением 0,09 мм2, напряжение сети 220 В.