Воздушный шар на уроке физики

задача про воздушный шар
Продолжая радовать учеников интересными уроками в школе, Фомуви всерьез задумался стать учителем. Современным учителем! А для этого нужно не просто дать детям знания, но и преподнести их в легкой и простой форме, чтоб запомнились лучше. Как это сделать на уроке физики при изучении темы «Термодинамика»? Скучная теория, с какой стороны не взгляни. На помощь приходит Кроль – любитель игр и развлечений. Синтезируем?!

Кроль вернулся радостный с дня рождения своего друга Бельчика, держа в руках надувную фигуру Спанч Боба.

— У тебя был день рождения или у твоего друга? Ты где воздушный «шар» взял?

— Это не воздушный шар! Это новый их вид – ходячие шары.

— Впервые слышу! Дай поглядеть.

— Держи Спанч Боба. Правда он славный? Мне Бельчик рассказал, что эти ходячие шары сделаны из фольги, а внутри них гелий, который и поднимает шар в воздух. Чтобы он не улетел, к нему привязывают грузик, причем такой, который не даст шару ни взлететь, ни упасть. Всё, подержал? Давай назад, няп! А то я хочу пойти во двор похвастаться моим Спанч Бобом. Люблю Бельчика, всем подарил ходячие шары, хотя день рождения был у него самого.

Кроль ушел, а Фомуви задумался: «Почему шар поднимает сам себя? Удивительно! Надо разобраться». Он взял учебник физики, открыл раздел про термодинамику и стал изучать. Кроль уже давно вернулся с прогулки со своим надувным Спанч Бобом, когда Фомуви отложил учебник и стал что-то записывать на листке бумаги. Пять минут, и сценарий проведения урока по физике был готов.

— Кроль, послушай, я тут придумал физическую задачу по термодинамике. Тема сложная, задача трудная, но моя цель благородна! Я сейчас тебе её прочту, как будто ученикам, а ты скажи, хорошо ли получилось и требуется ли что-то доработать.

— О, какая скука. Но что не сделаешь ради лучшего друга, включай свою шарманку, учитель!

— Я знал, что ты ответишь в этом духе. Ну да ладно. Итак, дорогие друзья, сегодня я расскажу вам о законах термодинамики. Так же мы решим одну сложную задачу, но интересную. Предлагаю сразу записать её условие и, по мере изучения материала, предлагать варианты решения. В роли подопытного будет выступать вот этот огромный надувной шар. Этот шар сделан из материала, масса квадратного метра которого равна 1 килограмму. Я надул его гелием при атмосферном давлении 10^5 Па. Ваша задача посчитать, при какой массе гелия шар будет подниматься сам в воздух. Уточню немаловажную деталь: температуры воздуха и гелия равны 0 градусов по Цельсию. Затем я буду им давать теорию по термодинамике. Немного освежим знания по геометрии, такие, как нахождение площади сферы (S=4пr^2) и объема шара (V=4/3пr^3). А в самом конце урока я попрошу ребят оставить автографы на шаре или их мысли по поводу урока. Как тебе идея?

— Няп-няп, ну и выдумщик ты! Такой урок по физике должен получиться удачным. А где такой воздушный шар найдешь? Кстати, я свободен?

— Куплю, знаю хороший магазинчик. Да, беги, пушистый, спасибо.

Урок прошел на «ура», ребятам идея с шаром очень понравилась. А стимул выиграть 10 фомувиков за решение задачи подстегнул их запомнить формулы и применить знания на практике. В итоге, первым её решил Петя, получил вознаграждение и право первым написать на воздушном шаре что-либо. Друзья, у вас тоже есть возможность представить, что вы на уроке физики, в процессе изучения темы «Термодинамика», и решить эту задачку. Ждем ответ лучшего физика и желаем отдать 10 фомувиков!

Оставить комментарий

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

  1. Fasal

    Ответ: 14,9 кг~15 кг
    Если что не видно али не понятно — готов ответить

  2. admin

    FASAL, спасибо за такой обширный ответ, почёт и уважение! У меня есть к тебе предложение. При увеличении радиуса шара выталкивающая сила растет пропорционально кубу радиуса, а вес оболочки ? пропорционально квадрату радиуса. Следовательно, выталкивающая сила растет быстрее и, начиная с какого-то значения радиуса, станет больше, чем вес оболочки. Тогда шар начнет подниматься. Как думаешь, может стоит найти радиус? Я удвою ставку за эту задачу, если ты сможешь решить это условие.

  3. Fasal

    Идёт)
    V=mRT/(P0*M)=4/3*пr^3 ;
    r^3=3mRT/(4пP0*M)
    извлечём кубический корень:

    r = (3*14.9*8.31*273/(4*3.14*100000*0.004))^(1/3) ~ 2,72 ~ 2,7 м

    Ответ: 2,7 м

  4. admin

    Что я могу? Это супер ответ! Браво, два месяца задача была без ответа и тут такой «выстрел» :-) Как и обещал, удвоенный гонорар уходит на твой счет (20 фомувиков).

Подпишись на обновления