Задачи по физике на основе литературных сюжетов

Цель проекта: разработка авторских задач по физике на основе отрывков из художественных произведений.
Объектом исследования являются литературные сюжеты, описывающие физические явления.
Предмет: разработка задач по физике на основе литературных сюжетов.
Задачи:
1. Проанализировать научную литературу по проблеме проекта.
2. Проанализировать явление природы, законы физики в отрывках из художественной литературы.
3. Составить и решить задачи по литературным фрагментам, содержащие физические ошибки.
4.Провести исследование развития познавательного интереса школьников при решении данных задач.
Гипотеза: задачи по физике, разработанные на основе литературных произведений самими учащимися, способствуют лучшему усвоению материала по физике, развитию мотивации учения.

Н.А.Некрасов «Дедушка Мазай и зайцы»
«Мимо бревно суковатое плыло,
Сидя, и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
……………………………….
Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок...»

Задача: Оценить, при каком минимальном объёме бревна зайцы могли бы на нём плыть.
Решение: Предположим масса одного зайца 5 кг, а плотность влажной древесины ρд=700 кг/м3. Обозначим Р1- вес 10 зайцев , Р2 – вес бревна, ρв – плотность воды, V- объём бревна.
По условию плавания тел Р1+Р2= ρвgV, тогда 10.m1g +m2g = ρвgV, или
10.m1g + ρдgV = ρвgV => 10.m1g = ρвgV - ρдgV => 10.m1g = V.(ρвg - ρдg) => V= 10.m1g / (ρвg - ρдg).
Вычислим минимальный объём бревна
V= 10.5кг.9,8 Н/кг / (1000кг/м3 .9,8 Н/кг - 700кг/м3 .9,8 Н/кг) = 0,17 м3
Ответ: V= 0,17 м3

Русская народная сказка «Курочка Ряба».
«Жили старик со старухой, и была у них курочка Ряба.
Снесла курочка яичко: яичко не простое. Золотое».

Задача: Какую массу имело бы обыкновенное куриное яйцо, будь оно полностью золотым? Объем яйца определите экспериментально.
Решение: Объём куриного яйца определили с помощью мензурки. Он оказался равным
V= 52см3. Зная, что плотность золота
ρ= 19,3г/см3, вычислим массу золотого яйца.
m = ρ.V= 19,3 г/см3 . 52см3 ≈ 1000г = 1 кг
Ответ: m = 1 кг

Рассказ О′ Генри «Поросячья этика».
«… я вынул мою свинью из мешка, тщательно установил ее, долго прицеливался и дал ей такого пинка, что она вылетела из другого конца аллеи - на двадцать футов впереди своего визга».

Задача: С какой силой должен был ударить поросенка герой рассказа, чтобы описанный случай произошел в действительности?
Решение: Массу поросенка примем равной 10 кг,
а продолжительность удара 0,05 сек. По второму закону Ньютона: импульс силы, приложенной к какому-нибудь телу, равен изменению количества движения этого тела Ft = mv. Чтобы поросенок обогнал свой собственный визг он должен двигаться со скоростью, большей скорости звука, т.е. его скорость должна быть больше 330 м/с. Следовательно, сила удара должна составлять около 66 000 Н.
Ответ: F =66 000 Н.

Джоан Кэтлин Ролинг
«Гарри Поттер и узник Азкабана».
(Сцена волшебства над вредной тетушкой,
которое совершил Гарри Поттер)
«…Ее продолжало раздувать. Полное красное лицо ее опухло, глазки полезли из орбит, а рот растянулся до ушей… Скоро тетушка превратилась в громадный воздушный шар. Ее оторвало от стула, и она поплыла к потолку. Она была совсем круглая, как надувная игрушка».

Задача: Во сколько раз должен увеличиться объем тетушки, чтобы наблюдалось такое удивительное явление?
Решение: Предположим, что объём тётушки в нормальном состоянии V1 составляет 0,08 м3 при массе тела 80 кг. Плотность воздуха равна 1,29 кг/м3. Согласно закону Архимеда mg = ρвgV. Вычислим объём V= mg /ρвg = m /ρв = 62 м3. Тогда V/V1= 62 м3/0,08 м3 = 775
Ответ: Объём тётушки увеличился в 775 раз.

Дж.К.Джером "Трое в лодке, не считая собаки".
"Это был изумительный сыр, острый и со слезой, а его аромат мощностью в двести лошадиных сил действовал в радиусе трех миль и валил человека с ног на расстоянии двухсот ярдов".

Задача: На какое максимальное расстояние распространялся запах сыра в СИ? Какова скорость порыва «сырного» ветра, который валил с ног человека?
Подсказка к задаче:
1 л.с. = 735,5 Вт 1 миля = 1609,344 м 1 ярд = 0,914 м
Решение: Запах сыра распространялся на расстояние
S = 4828 м. Человека может свалить с ног, например, удар боксёра силой в 5000 Н.
Вычислим скорость ветра по формуле v = N/F = 200·735,5 Вт /5000 Н ≈ 30м/с.
Ответ: v ≈ 30м/с. Такой ветер называется «сильный шторм». Он вырывает с корнем деревья, разрушает здания. Свалить с ног человека может ветер, скорость которого 18-20 м/с.

Анкета для учащихся