Объяснение особенностей протекания физических явлений · 72 задания
- Задание №5№5
Существует много способов (физических и химических) для разделения смесей. На рисунке представлен один из физических способов разделения смесей. Можно…
Магнитное поле магнита
- Задание №5№5
В теплоизолированной картонной трубке длиной 1 м находится небольшое количество свинцовой дроби. Трубку в вертикальной плоскости переворачивают n раз…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №5№5
Лёгкий алюминиевый шарик, подвешенный на нити, притянулся к поднесённой заряженной стеклянной палочке (см. рисунок). Можно ли сделать однозначный выво…
Проводники и диэлектрики
- Задание №5№5
Изучая колебания пружинного маятника, ученик собрал из пружин разной жёсткости и грузов одинаковой массы четыре установки (см. рисунок). Какую из указ…
Маятники
- Задание №5№5
Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных на рисунке пар маятнико…
Маятники
- Задание №5№5
Греческий учёный Герон, живший в I в. н.э., написал несколько книг об инженерном деле. В них он описывал самые разные изобретения, в том числе так наз…
Закон сохранения импульса
- Задание №5№5
Даша на белом листе бумаги красным карандашом нарисовала цветок. Что она увидит, рассматривая при солнечном свете листок с рисунком через зелёный филь…
Явления в природе
- Задание №5№5
Горячий чайник какого цвета – чёрного или белого – при прочих равных условиях остывает быстрее и почему? 1) белый, так как его теплопроводность выше 2…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5
На белой бумаге красными чернилами написан текст. Удастся ли ученику прочесть текст через фильтр красного цвета? 1) Не удастся: ученик увидит просто л…
Дисперсия света
- Задание №5№5
Какой снег – грязный или чистый – при прочих равных условиях тает быстрее в солнечную погоду и почему? 1) грязный снег, так как он отражает солнечные…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5
Если пластмассовой расчёской тщательно расчесать сухие волосы, а затем поднести расчёску к тонкой струе воды, то можно видеть, как струя изгибается в…
Электризация тел
- Задание №5№5
Два одинаковых бруска льда внесли в тёплое помещение. Первый брусок оставили открытым, а второй обернули шерстяным шарфом, находившимся в том же помещ…
Виды теплопередачи
Греческий учёный Герон, живший в I в. н.э., написал несколько книг об инженерном деле. В них он описывал самые разные изобретения, в том числе так называемый паровой двигатель Герона. Это был металлический шар с согнутыми трубами, который крутился под воздействием выходящей струи водяного пара (см. рисунок).
Чем объясняется вращение шара?
Правильный ответ
3
Пояснение
Решение.
Для того чтобы объяснить вращение шара в устройстве Герона (известном как эолипил), проанализируем происходящие в нём физические процессы:
1. Физическое явление: Внутри котла закипает вода, и образующийся водяной пар под давлением поступает в полый шар. Из шара пар с большой скоростью вырывается наружу через узкие Г-образно согнутые трубки (сопла).
2. Закон сохранения импульса: Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми взаимодействуют тела, равны по модулю и противоположны по направлению. Когда струя пара выбрасывается из трубки в одну сторону, на саму трубку (и, следовательно, на шар) действует сила отдачи, направленная в противоположную сторону.
3. Реактивное движение: Движение тела, возникающее при отделении от него с некоторой скоростью какой-либо его части, называется реактивным движением. В данном случае «отделяющейся частью» является струя пара. Поскольку трубки направлены тангенциально (по касательной к окружности) и в противоположные стороны, возникающие силы отдачи создают вращающий момент, который заставляет шар быстро вращаться вокруг своей оси.
4. Анализ вариантов:
— Охлаждение пара и испарение воды являются сопутствующими тепловыми процессами, но сами по себе не создают механическую силу для вращения.
— Сгорание топлива лишь обеспечивает приток энергии для кипения воды.
— Именно принцип реактивного движения непосредственно объясняет возникновение механической силы, приводящей шар в движение.
Ответ: 3
Источник: ФИПИ