Anspruchsvolle Physik Probleme
Gesammelt, bearbeitet und erweitert von Donald Simanek.
Lehrbuch Hausaufgaben Probleme zu oft nicht Schüler Einfallsreichtum Herausforderung und erfordern nicht die Ausübung der Einsicht und Kreativität in ihre Lösung. Die Schüler können sie oft lösen, indem Zahlen in ein Lehrbuch Formel (oder zwei) einstecken und eine Antwort Schleifen aus, die so genannten „Plug-and-tuckern“ -Methode.
Es ist gut, gelegentlich Probleme angehen, die nicht so leicht gelöst werden können, Probleme, die und frust herauszufordern. Hier ein paar Beispiele. Die meisten davon sind alte Klassiker, sind ein paar neue.
1. rollen gerade entlang.
Drei ähnliche Rätsel zu rollen Spulen.
1. 1 zeigt ein Rad (grau) mit einer zentralen Nabe (grün). Es kann frei auf der flachen, ebenen Tischplatte rollen. Ein Strahl (gelb) auf der Unterseite der Nabe gedrückt wird, und zog der Radius des großen Rades nach rechts mit einer Kraft F. 13 ist, ist der Radius der Nabe 3. Der Strahl, Nabe und Rad ohne rutschen alle Roll .
- Welche Richtung hat das große Rad rollt entlang des Tisches?
- Wie schnell rollen sie in Bezug auf die Geschwindigkeit des gelben Strahl?
2. Abbildung 2 zeigt eine ähnliche Situation, aber der Strahl ruht auf der Oberseite der Nabe. Gleiche Fragen.
Vergleiche deine Antworten. Sind sie überraschend? Haben Sie vorhersagen, sie richtig, bevor Sie tatsächlich die Probleme gelöst?
Spielzeug in diesen Tagen nicht über diese Art von neugierigen Fragen und Bastelei fördern. Man könnte argumentieren, dass jeder, der gefahren ist und repariert ein Fahrrad mit dieser Art von Mechanismus vertraut wäre. Oder mit einem Jo-du Spielzeug gespielt. Aber die meisten haben nicht die Fragen gestellt und die Versuche unternommen, um die Antworten zu finden.
2. Die schreckliche
Widerstand Tetraeders.
3. Die klassische Widerstand Würfel.
Dies ist ein Oldie, aber immer noch ein Goodie.
Zwölf identische Widerstände des Widerstands R miteinander verlötet sind in einem kubischen Netzwerk.
(A) Was ist der Widerstand mit einem Ohmmeter zwischen A und C gemessen?
(B) Wie groß ist der Widerstand zwischen A und B?
(C) Wie groß ist der Widerstand zwischen A und D?
Geben Sie alle Antworten in Bezug auf r.
4. Die klassische Widerstands-Pyramide.
Löten sechs gleiche Widerstände der Grße r in die Form eines gleichseitigen Pyramide. Das Ergebnis wird ein Netzwerk sein, wie das in Problem 2 oben abgeflacht dargestellt. Was ist der Widerstand der Pyramide zwischen zwei Kreuzungen in Bezug auf r?
5. Wo auf der Erde?
Wo auf der Oberfläche der Erde könnten Sie reisen 1 Meile südlich, 1 Meile östlich und eine Meile nördlich und enden an Ihrem Ausgangspunkt nach oben?
Eine Antwort ist leicht zu finden. Aber es gibt andere Antworten. Viele von ihnen. Wo sind sie und wie viele sind es?