Начнем с простых задач на логику. Для их решения не нужно использовать и запоминать большое количество формул, достаточно лишь понимать основные закономерности физических явлений.
Пример 1. Что не имеет длины, глубины, ширины, высоты, но это можно измерить?
Ответ: время или температура.
Пример 2. На двух чашах рычажных весов находятся два ведра, наполненные водой. Уровень воды в них одинаков. В одном ведре плавает деревянный брусок. Будут ли весы находиться в равновесии?
Ответ: да, будут. Всякое плавающее тело вытесняет своей погруженной частью столько жидкости (по весу), сколько весит это тело.
Пример 3. Когда центрального отопления и водогрейных колонок еще не было, воду для ванн нагревали на кухонной плите. В те времена однажды кухарка нагревала на плите воду в большой кастрюле, чтобы долить ее в ванну, где уже было некоторое количество воды комнатной температуры. Заметив это, дворецкий сказал ей: «Ты что, не понимаешь, что, чем дольше ты греешь воду на плите, тем холоднее окажется вода в ванне, когда ты вольешь туда нагретую воду?» Он был прав. Почему?
Ответ: Служанка держит на плите воду, которая уже давно кипит, таким образом, вода испаряется и уменьшается в количестве. А та вода, что в ванной, остается комнатной температуры. Чем больше кипятка в нее влить, тем теплее она будет.
Пример 4. С помощью линзы получено действительное изображение электрической лампочки. Как изменится изображение, если закрыть верхнюю половину линзы?
Ответ: Все изображение останется на том же месте, но будет менее ярким
Один из видов логических задач это задачи-софизмы. Так называют задачи, в которых намеренно допущена какая-то ошибка, которую и следует найти учащимся. Рассмотрим пример такой задачи.
Пример 5. Закон сохранения энергии можно формулировать так: для того, чтобы произвести некоторую работу, необходимо затратить соответствующее количество энергии. В герметически закупоренной чугунной бомбе находится вода. Отнимем от нее некоторое количество теплоты и охладим воду до 0° С. Образовавшийся при этом лед, занимая объем больший, чем вода, разрывает бомбу. Точно так же может производить работу металлический стержень, сокращаясь при своем охлаждении. Как же согласовать с этими опытами вышеприведенную формулировку закона сохранения энергии?
Решение. Данное противоречие возникло вследствие неточности формулировки первого закона термодинамики. Так, согласно ему, количество теплоты, сообщаемое тело расходуется на совершение работы и на увеличение внутренней энергии тела:
Следовательно, изменение (уменьшение) внутренней энергии тела будет изменяться по закону:
Это может происходить при выполнении некоторой положительной работы и затрате (передаче) при этом некоторого количества теплоты.
Пример 6. смазывание трущихся поверхностей уменьшает трение. Почему же труднее удерживать рукоятку топора сухой рукой, чем влажной?
Ответ: дело в том, что дерево впитывает влагу, разбухает и поверхность становится более шероховатой, отчего именно трение и позволяет удерживать рукоятку топора влажной рукой легче.
Таким образом, мы рассмотрели несколько примеров логических задач по физике, которые можно предложить школьникам в зависимости от имеющихся у них знаний.
Список литературы
- Волжин В. А. Физические парадоксы и софизмы. СПб., 1898
- Тульчинский М. Е., Занимательные задачи и софизмы по физике. Т. 82. / М., «Просвещение», 1971., 160 с. с ил. (Б- школьника)
- Перельман Я- И. Занимательная физика, кн. 1—2. М.—Л., ГИТТЛ, 1947.
- Полуэктов Н., Полуэктов П., Озадачник: 133 вопроса на знание логики, математики и физики, Полуэктов Н., 2016 / Альпина Паблишер, 2017., 285 с. с ил.
- Ланге В. Н., Физические парадоксы и софизмы: Пособие для учащихся. – 3-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1978. – 176 с., ил.
