Григорий Остер - Физика. Ненаглядное пособие

Ответ. Довольно мелкий жулик этот Миша Гудков. Его мощность всего 2 кВт, С такой мощностью много не нажульничаешь.

Семиклассник Вася, расталкивая в школьном буфете первоклассников, за одну минуту совершает работу, равную 4200 джоулей. Какова мощность семиклассника, неудержимо рвущегося к еде?

Ответ. Вася, который подобно ледоколу, прокладывает путь сквозь толщу первоклассников, развивает мощность 70 Вт. Это средняя нормальная мощность голодного семиклассника.

Пете нечего было делать. От скуки Петя, чтобы провести свободное время, подсунул швабру под шкаф, надавил на ручку и, совершенно неожиданно для самого себя, опрокинул шкаф на пол. Как называют физики швабру, подсунутую под шкаф?

Ответ. Швабра под шкафом — это механизм: приспособление для преобразования силы. Механизм, с помощью которого Петя проводил свободное время, называется рычаг. Но придумал его не Петя. Еще три тысячи лет назад местное население Египта использовало рычаг в тех же целях и добивалось хороших результатов.

Что напоминает вам твердое тело, которое вращается вокруг неподвижной и несмазанной точки опоры, скрипя и рыча?

Ответ. Рычаг.

Все друзья любили Силантия Филимоновича, звали его запросто — Сила и, при встрече, приветствовали оригинальным способом: изо всех сил лупили по части тела, которая называется точно так же, как называют кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила. Как называется эта таинственная часть тела Силантия Филимоновича?

Ответ. Плечо Силы. А у рычага эту часть называют с маленькой буквы: плечо силы.

Близнецы Митя и Витя, живущие на третьем этаже, положили на подоконник длинную доску так, чтобы середина доски пришлась на середину подоконника, и стоят на разных концах доски. Митя стоит снаружи, а Витя в комнате. «Иди сюда» — говорит Витя. «Нет, ты иди», — спорит Митя. Стоит ли Мите спорить с братом?

Ответ. Не стоит, потому что стоит только Вите сделать шаг к Мите и условие, при котором доска-рычаг находится в равновесии, будет нарушено: расстояние между точкой опоры доски и прямой, вдоль которой действует на доску сила, равная витиному весу, сократится. В этот же момент оба брата вместе со своей доской окажутся на свежем воздухе.

Сможет ли нечистая сила в 1000 н с помощью рычага, большее плечо которого 2 м, а меньшее 0,5 м, поднять из гроба покойника, масса которого 120 кг?

Ответ. Ой, сможет! Спасайся, кто хочет!

Одна агрессивная сила хотела оккупировать рычаг, но в этот момент, с другой стороны рычага, подоспела миротворческая. Миротворческая сила в 200 Н имела плечо 4 метра, а агрессивная сила в 300 Н — плечо 2 метра. Вычисли моменты этих двух сил и скажи кто победит, когда одна сила начнет действовать по часовой стрелке, а другая против.

Ответ. Момент миротворческой силы равен 800 ньютон-метров, а момент агрессивной только 600 ньютон- метров. Миротворческая сила победит, отлупит агрессивную и заставит ее кричать: «Миру-мир!»

Молодой трепетный рычаг, имевший широкие плечи: правое 5 метров, а левое 3 метра, познакомился с двумя юными силами — блондинкой и шатенкой. У блондинки был маленький курносый модуль величиной в 300 Н, а у шатенки длинный и кривой величиной 500 Н. Удастся ли молодому рычагу сохранить равновесие, когда на его правом плече повиснет блондинка, а на левом шатенка? Как долго будет сохранять равновесие рычаг?

Ответ. Рычаг не склонится ни к шатенке, ни к брюнетке и будет сохранять равновесие, пока не появится третья сила с каким-нибудь более симпатичным модулем.

Парикмахер стрижет клиента, купившего сто лотерейных билетов. Кто: парикмахер или клиент наверняка получит выигрыш?

Ответ. Выиграют ли лотерейные билеты — неизвестно, а вот парикмахер непременно получит выигрыш в силе, потому что ножницы — это рычаг, ось вращения которого проходит через винтик, соединяющий две острые половинки.

Длина опытной сотрудницы физической лаборатории белой мышки Мушки от кончика носа до кончика хвоста 20 см. За кончик хвоста сотрудницу в научных целях прицепили к маленькому подвижному блоку и, применяя комбинацию подвижного блока с неподвижным, стали вдумчиво поднимать на ниточке. Свободный конец ниточки вытянули на 35 см. Оторвался от пола нос опытной сотрудницы или не оторвался?

Ответ. Не оторвался. Мышка Мушка от всей души была благодарна эксперементаторам за то, что ее не стали поднимать еще выше.

Один азартный строительный рабочий целый день играл с двумя блоками подвижным и неподвижным. К вечеру строительный рабочий выиграл в силе много ньютонов. Какой из двух блоков отдал азартному рабочему его выигрыш: подвижный или неподвижный?

Ответ. Подвижный. Неподвижный блок никому никогда никакого выигрыша в силе не даст. Юноши, не играйте в азартные игры с неподвижными блоками!

Пете велели покрасить забор. На покраску забора Петя израсходовал ведро зеленой краски и 55 Дж энергии. Однако вместе с забором Петя за это же время нечаянно покрасил и всех своих друзей. Всего на покраску друзей и забора Петя израсходовал три ведра зеленой краски и 165 Дж энергии. Каков коэффициент полезного действия Пети?

Ответ. Величина петиной полезной работы равна энергии, затраченной на покраску забора. А полная работа, проделанная Петей, равна энергии, которую Петя затратил на покраску друзей и забора вместе взятых. КПД Пети, если рассматривать этого старательного мальчика как очень простой механизм, будет примерно 33 %.

Какой из простых механизмов: рычаг, блок, ворот, наклонную плоскость, клин или винт должен использовать лентяй, чтобы получить выигрыш в работе. Не лучше ли лентяю использовать для своей вожделенной цели более сложный механизм?

Ответ. Ни один из механизмов не даст выигрыш в работе лентяю. К сожалению, не даст и честному труженику. Во сколько раз лентяй с тружеником, используя механизм, выиграют в силе, во столько раз проиграют в расстоянии. И наоборот.

Ученый с мировым именем Иннокентий долго рассматривал неподвижный блок как равноплечий рычаг, у которого плечи сил равны радиусу колеса. В свою очередь неподвижный блок тоже благосклонно смотрел на талантливого ученого и хотя ничего ему не дал, кое-что все-таки позволил. Чего не дали и что позволили Иннокентию?

Ответ. Известному ученому не дали выигрыша в силе, зато позволили изменить направление силы. «С паршивой овцы хоть шерсти клок», — сказал ученый.

Во время ремонта родной школы, который проводился собственными силами учеников, Вовочка нашел незнакомый механизм и с его помощью совершил полезную работу, равную 20 Джоулям. Совершая эту полезную работу, незнакомый механизм с помощью Вовочки нанес родной школе урон Джоулей на 200. Таким образом полная работа, проделанная механизмом в умелых вовочкиных руках, оказалась равна 220 Джоулям. Вычисли коэффициент полезного действия незнакомого механизма в руках у Вовочки.

Ответ. Коэффициент полезного действия всегда равен отношению полезной работы к полной. В данном случае КПД — 11 %. Родной школе еще повезло.

Прилагая силу в 50 Н Коля с помощью подвижного блока, вес которого 4 Н, равномерно поднял над дверью ведро с водой и ждет, когда войдет Толя. Вычисли массу этого ведра с водой. Трение, так и быть, можешь не учитывать.

Ответ. Подвижный блок осчастливил Колю выигрышем в силе. В два раза. 100 Н — 2 Н = 98 Н: 9,8 = 10 кг. Скоро Коля в свою очередь осчастливит Толю ведром с водой, общая масса которых 10 кг.

Когда Коля попросил Толю поднять его с помощью подвижного блока, Толя послал Колю подальше и сказал, что он не так глуп, чтобы делать двойную работу и вместе с Толей поднимать еще и блок. Действительно ли работа, совершенная при поднятии груза с помощью подвижного блока, больше, чем без блока? Зачем тогда блок?

Ответ. Да, подвижный блок не дает выигрыш в работе. Полная работа, совершенная с его помощью, даже больше полезной. Зато получается выигрыш в силе.

Одно тело способно совершить работу, но не хочет. Другое тело хочет, но не способно. Какое из этих тел обладает энергией?

Ответ. Первое. Если оно твое — не признавайся. Заставят работать.

Какой потенциальной энергией относительно родной планеты обладает девятилетний землянин, который, имея массу 25 кг, зацепился штанами за сук березы на высоте 5 метров и орет дурным голосом?