Мордехай Тульчинский - Качественные задачи по физике в средней школе и не только…

То, что лампочки одинаковые, упрощает нам рассуждения и позволяет обойтись без кропотливых расчетов. Освещенность, создаваемая гирляндой, будет определяться той мощностью, которую потребляет гирлянда. При фиксированном напряжении зависимость мощности от сопротивления определяется формулой P = U 2/ R . После удаления одной лампочки сопротивление гирлянды уменьшилось, следовательно, суммарная мощность увеличилась. «Укороченная» гирлянда будет светить ярче!

Из полученного нами результата следует еще один важный вывод: даже если бы суммарная мощность гирлянды осталась бы прежней, то за счет сократившегося количества лампочек выросла бы нагрузка на каждую из них. Поскольку суммарная мощность выросла , то нагрузка на каждую отдельную лампочку возросла еще сильнее – лампочки станут перегорать чаще! Значит, закорачивание перегоревшей лампочки – не очень хорошая идея, если продолжать действовать так, то еще через несколько шагов просто выйдет из строя вся гирлянда.

187. Два кипятильника

Чтобы вынести свое суждение, нам нужно понять, что произойдет с мощностью при последовательном и параллельном подключении кипятильников. Так как кипятильники одинаковы, можем просто считать их двумя одинаковыми сопротивлениями R. При фиксированном напряжении U в электросети мощность обратно пропорциональна сопротивлению: P = U 2/ R . При параллельном подключении сопротивление уменьшается, при последовательном – увеличивается. Мощность вырастает с уменьшением сопротивления, значит, выгоднее вариант, предложенный Нуллибером.

Заметим, что когда мы включаем два кипятильника в соседние гнезда удлинителя, мы, по сути дела, и подключаем их параллельно!

188. Сбить с курса

Возможно, вы узнали произведение, из которого взята цитата: это «Пятнадцатилетний капитан» Жюля Верна. Вот фрагмент, который отвечает на вопрос: «Если бы Дик Сэнд, сменивший поутру Тома, заметил предмет, положенный Негоро под нактоуз, он поспешил бы убрать его, потому что Негоро положил под компас железный брусок. Под влиянием этого куска железа показания компаса изменились, и вместо того, чтобы указывать направление на магнитный полюс, которое немного отличается от направления на полюс мира, стрелка указывала теперь на северо-восток; девиация компаса достигла четырех румбов, то есть половины прямого угла».

Если бы Негоро положил под нактоуз вместо обычного железного бруска медный, удалось бы ему добиться нужного эффекта? А если бы вместо бруска он подложил магнит?

189. Север или юг?

Ответ очень прост: если рассматривать Землю как большой магнит, то в Арктике находится южный полюс этого магнита, а в Антарктиде – северный . Из-за этого постоянно возникает путаница в терминах. Дополнительную сумятицу вносит то, что магнитные полюса заметно смещены в сторону от географических, то есть стрелка компаса в действительности указывает не точно на север, а с отклонением, которое зависит от широты, на которой вы находитесь. К тому же магнитные полюса Земли склонны постепенно (к счастью, медленно) смещаться с течением времени. Путешественником быть нелегко!

190. Где же север?

Северный конец стрелки компаса будет указывать на магнитный полюс. В описанной ситуации, когда вы стоите на линии между географическим и магнитным полюсами, на северный географический полюс будет указывать южный конец стрелки.

191. Задача для Золушки

Чтобы разделить гайки из разных материалов, нужно как-то воспользоваться различиями этих материалов. Латунь и сталь отличаются, например, плотностью. Но чтобы без кропотливых взвешиваний разделить латунные и стальные гайки по плотности, нужна жидкость промежуточной плотности, чтобы латунь в ней тонула, а сталь всплывала. Сомнительно, что это удастся обеспечить в домашних условиях.

Вряд ли нам помогут различная теплоемкость, теплопроводность, температура плавления: измерять тепловые свойства – не очень простая задача.

Не очень удобно пользоваться и различием в электрических свойствах: показатели вроде удельного сопротивления тоже довольно хлопотно измерять, к тому же делать это придется по отдельности для каждой гайки.

А вот магнитные свойства как будто созданы для решения этой задачи: сталь притягивается магнитом, а латунь нет. Остается надеяться, что магнит в хозяйстве у Золушки найдется.