Соревнования по решению изобретательских задач в рамках Интеллектуальной олимпиады ПФО среди школьников

Соревнования по решению изобретательских задач в рамках Интеллектуальной олимпиады ПФО среди школьников

По физике:

1. Как следует располагаться космонавту в кабине космического корабля, чтобы испытывать при запуске возможно меньшее давление со стороны "давящей" стенки корабля?

Ответ: Со стороны стенки космического корабля на космонавта действует сила, которая сообщает ему ускорение а. давление, т. е. сила, отнесенная к единице площади, будет равно: . Отсюда ясно, что космонавт будет испытывать меньшее давление при положении «поперек». Так и располагаются космонавты в кабине корабля.

2. Представьте себе, что нужно сжать пружину (длина 10 см, диаметр 2 см), положить её плашмя между страницами книги, а затем закрыть книгу, не допуская при этом, чтобы пружина разжалась. Сжать пружину можно двумя пальцами. Но ведь потом, придётся отпустить их, иначе не закроешь книгу. И пружина разожмётся, как только пальцы будут отпущены... С такой ситуацией столкнулись инженеры, собирая один прибор. Нужно было сжать пружину, уложить и закрыть крышкой. Как это сделать, чтобы пружина не разжалась?

Ответ: Заморозить пружину.

По химии:

1. Объясните химические процессы, упоминаемые в строках стихотворения А. Ахматовой.

«На рукомойнике моем

Позеленела медь.

Но так играет луч на нем,

Что весело глядеть».

Ответ: На рукомойнике появился налет или пленка. Это - патина - более или менее прочная окрашенная пленка, образующаяся на поверхности металла в результате его сложного взаимодействия с кислотами, солями и газами, содержащимися в атмосфере или в земной воде (коррозия).

2. Почему нередко комнатные растения, посаженные в металлическую банку из-под консервов, лучше растут, чем такие же растения в глиняных горшках?

Ответ: Консервные банки были изготовлены из специального сплава, устойчивого к коррозии и содержащего, помимо железа, добавки олова, меди, марганца. Все эти элементы являются необходимыми компонентами минерального питания растений. Постепенно растворяясь под действием воды и почвенных кислот, они обеспечивают дополнительную подкормку, и растение лучше развивается.

3. Выскочив из воды, Алена помчалась во всю прыть в палатку пить горячий чай со сгущенкой. Приоткрыв сетку у входа, девочка увидела, как любимый щенок Букет чмокал и фыркал, вылизывая сгущенку из банки, надетой на нос.

Подошедший папа пообещал открыть еще одну банку и умыть шалуна, если дочь решит задачу такого содержания: сколько граммов сгущенки попало в рот щенку, если его организм получил 90 г глюкозы? (Сгущеное молоко состоит из 46,5% разных веществ («примеси») и сахара.)

Сахар в организме щенка превратился в глюкозу и фруктозу согласно уравнению:

Дано:

m(глюкозы) = 90 г,

(примесей) = 46,5%.

Найти:

m(сгущенки).

Решение:

Содержание «примесей» – 46,5%, сахара – 53,5%.

х/342 = 90/180, х = 342•90/180 = 171 г сахара;

171 г – 53,5%,

m г – 100%;

m(сгущенки) = 171•100(%)/53,5(%) = 319,6 г.

Ответ: m(сгущенки) = 319,6 г – столько сгущенки съел щенок.

По биологии:

1. Природа снабдила полярных медведей белым мехом. С одной стороны, это хорошо: позволяет маскироваться во льдах и снегах. С другой — очень неудобно: в полярных областях солнце еле греет. Чтобы полнее использовать солнечное тепло, медведю следовало бы иметь черную шкуру, которая поглощает солнечные лучи. Как устроена шуба медведя?

Противоречие: шуба должна быть белой, чтобы медведь мог маскироваться во льдах, и должна быть черной, чтобы поглощать солнечные лучи.

ИКР: белый мех сам поглощает (не отражает) солнечные лучи, не демаскируя медведя.

Ответ: Волоски медведя пустотелые, внутренняя поверхность их шероховатая. Видимый свет отражается неровностями внутри волосков. Именно поэтому шкура медведя кажется глазу наблюдателя белой. В то же время невидимые ультрафиолетовые лучи проходят сквозь пустотелые волоски почти без потерь. Под белыми волосами шкура имеет совершенно черный цвет и хорошо воспринимает энергию солнечных лучей, подведенных к ней пустотелыми волосами.

2. В прудах есть растение водокрас. Почка водокраса зимует на дне пруда, а летом "выскакивает" на поверхность водоема - и растение начинает активную жизнь. Как удается почкам водокраса подняться на поверхность?

ИКР: Попробуйте рассмотреть случай, когда почка всплывает сама, без всякой посторонней помощи. Если почка лежит на дне, значит, она тяжелее воды. Чтобы всплыть, тяжелая почка должна стать легкой. Что внутри почки может обеспечить такое превращение?

Ответ: Летом проникающие в воду солнечные лучи нагревают вместе с водой и почку. Внутри почки содержится воздух. От нагревания он расширяется и выталкивает почку на поверхность водоема.

3. Из-за осушения болот страдают леса, и не только близлежащие, но и удалённые от болот на десятки километров. Вот что, например, нам рассказали в Беловежской Пуще: «Партия в 50-е годы ХХ века бросила клич: мелиорировать Полесье. Сказано — сделано: провели каналы, осушили заболоченные земли. Но после проведения мелиоративных работ начала сильно болеть ель в Пуще — огромные участки леса поражались короедом-типографом. С тех пор прошло 50 лет, а Пуща до сих пор не оправилась — болеет». Почему страдают леса, хотя мелиоративные работы проводят на болотах?

Ответ: Уровень подземных грунтовых вод в лесу опускается и становится таким же, как уровень вод на осушаемых участках, — действует закон сообщающихся сосудов. Это ведёт к осушению леса. Деревья слабеют, начинают болеть, лес может даже погибнуть.