Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
высокоомные динамики изготовить технически очень трудно. Включив
низкоомный динамик непосредственно в анодную цепь лампы, можно получить
лишь небольшую звуковую мощность. Поэтому между лампой и динамиком в
схеме предусматривается согласующий выходной трансформатор с высокоомной
первичной катушкой и низкоомной вторичной. Его включение полезно также и
потому, что в этом случае через динамик будет течь только'переменная
составляющая анодного тока.
82
Оба полученных ответа правильны. Но это, конечно, вовсе не означает, что
через прибор текут два различных тока одновременно. Возможно,
оказывается, создать две сильно различающиеся электрические цепи, каждая
из которых удовлетворяет приведенным в тексте задачи требованиям.
Рассчитаем эти цепи.
По двум полученным значениям силы тока и величине дополнительного
сопротивления можно найти два значения напряжения на нем:
13t
U'conp = 0,5a-40 ом = 20 в и
?/'0"р = 2,5а-40 ом = 100 в.
Аналогичным образом можно получить два значения напряжения на приборе:
,50 вт , "" , 50 вт
^приб = -о^- = 1006 И ^приб = ~2$~а ~ 20 в
и два значения сопротивления прибора г:
г' = -п2.° ~ - 40 ом = 200 ом и г"-4г?--40 ом-8ом. 0,5 а 2,5 а
Задача не содержит никаких данных, которые дали бы нам достаточные
основания предпочесть первое решение второму или наоборот. Правда, если
мы рассчитаем для обоих случаев мощность, потребляемую дополнительным
сопротивлением
N' - (0,5а)2-40 ом-10 вт и N"=(2,5а)2-40 ом-250 вт,
и сравним ее с мощностью включенного прибора (50 вт), то второй вариант
решения нам покажется мало вероятным, однако уверенности в том, что цепь
такого типа кому-то не понадобится, у нас не будет.
Следовательно, нам придется считать правильными оба решения. Если мы
хотим все же иметь только одно решение, необходимо потребовать от
составителей задачи ввести в текст еще какое-либо данное, например
мощность, потребляемую дополнительным сопротивлением.
Отметим, что в нашем сборнике уже встречались задачи, сводящиеся к
решению квадратного уравнения и имеющие, следовательно, два решения (см.
задачу № 6 из раздела "Механика").
83
И эта попытка найти процессы, противоречащие закону сохранения энергии,
обречена на неудачу, как и все предыдущие.
При зарядке конденсатора Сi энергия электрического тока частично
затрачивается на нагревание проводников
132
{Джоулево тепло), частично же излучается в окружающее пространство в
форме электромагнитных волн. Замечательно здесь только то, что при С\ =
С2 "потери" энергии, независимо от сопротивления соединительных
проводников, составляют при перезарядке всегда 50%. Если Ct <^С2,
рассеяние практически отсутствует, а при С{^>С2 оно равно 100%.,
84
На сторонах стеклянной пластинки, обращенных к обкладкам
конденсатора,,образуются вследствие поляризации диэлектрика связанные с
ним заряды, противоположные по знаку зарядам на обкладках. При удалении
стекла экспериментатору приходится совершать работу по преодолению сил
кулоновского притяжения разноименных зарядов. Эта работа идет на
увеличение энергии конденсатора.
85
Получившаяся система не будет обладать магнитными свойствами, так как
вследствие полной симметрии через каждую точку составленного шара и
окружающего пространства будет проходить равное число магнитных силовых
линий противоположных направлений. Иными словами говоря, "магнит"
моментально сам себя размагнитит. Это, конечно, вовсе не означает
невозможности шарообразного магнита; важно лишь, чтобы на его поверхности
обязательно были разноименные полюса. Можно, например, намагнитить шар
так, что у него на поверхности окажутся два северных и один южный полюс
или наоборот. В связи с обсуждением возможности намагнитить шар уместно
напомнить учащимся о шарообразности Земли, являющейся гигантским
магнитом.
Интересные снимки приводит в своей статье "О многополюсном намагничении",
опубликованной в № 2 журнала "Физика в школе" за 1955 г., А. И. Птушко.
Эти снимки- полезно показать учащимся. Еще лучше попытаться получить
аналогичные снимки самостоятельно.
133
86
По мере сближения магнита и железа энергия системы постоянный магнит -
железный предмет уменьшается ровно на величину работы, произведенной
против сил тяготения. Чтобы восстановить первоначальное ее значение,
нужно удалить железо от магнита. Совершенно очевидно, что для этого
необходимо совершить работу, равную работе, совершенной магнитом при
подъеме железа.
Таким образом, магнит вполне можно уподобить в этом отношении пружине,
поднимающей груз: чтобы пружина могла вторично совершить работу, ее нужно
предварительно растянуть, затратив на это энергию.
Подробно вопрос рассмотрен в работе Д. И. Сахарова и С. И. Авксентьева
"Постоянные магниты в курсе общей физики", опубликованной в сборнике
"Некоторые вопросы преподавания физики в высшей школе", изданном
Московским областным педагогическим институтом имени Н. К. Крупской в
I960 г,
87
Этот софизм тесно связан с рассмотренной ранее задачей № 79. Как и там,
