Într-o zi un coleg a sunat pentru ajutor. El a fost de gând să pună cel mai mic grad în fizică la unul dintre studenții săi, în timp ce el a susținut că merită un scor mai mare. Atât un profesor cât și un student au acceptat să se bazeze pe judecata unei terțe persoane, un arbitru neinteresat. Alegerea a căzut pe Rutherford. Întrebările la examen au fost: "Explicați cum puteți măsura înălțimea unei clădiri folosind un barometru?".
Studentul a răspuns: „Ia barometrul pe acoperiș, trage în jos barometru pe o frânghie lungă, și apoi aduceți-l în sus, măsurarea lungimii cablului, care va arăta înălțimea exactă a clădirii.“
Cazul a fost într-adevăr complicat, deoarece răspunsul a fost absolut complet și adevărat! Pe de altă parte, examenul se desfășura în fizică, iar răspunsul nu avea nimic de-a face cu aplicarea cunoștințelor în acest domeniu.
Elevul a fost oferit să încerce să răspundă din nou, folosind legile fizicii în calcule.
Un nou răspuns la întrebare a fost: "Urcați de la barometru până la acoperiș și aruncați-l jos, măsurând timpul căderii. Apoi, folosind formula, calculați înălțimea clădirii. "
Un astfel de răspuns a fost considerat satisfăcător. Cu toate acestea, elevul a menționat că știe mai multe răspunsuri și a fost rugat să le deschidă.
"Există mai multe moduri de a măsura înălțimea unei clădiri folosind un barometru", a început studentul. - Poți să iei un barometru, să urci pe scări, să aplici barometrul pe perete și să faci note. Numărătoarea numărului acestor mărci și înmulțirea cu dimensiunile barometrului, veți obține înălțimea clădirii.
- Puteți lega barometrul la un șir de caractere, leagăn-l ca un pendul, și de a determina valoarea de greutate la baza clădirii și pe acoperiș. Din diferența dintre aceste valori, calculați înălțimea clădirii.
- Și poți să iei un barometru cu tine, să găsești un manager și să-i spui: "Domnule, am un barometru minunat. El este al tău, dacă îmi spui înălțimea acestei clădiri.
Atunci Rutherford ia întrebat pe student dacă nu știa cu adevărat soluția general acceptată la această problemă. El a recunoscut că el știa, dar a spus, în același timp, care este alimentat cu liceu și instructori de colegiu încercând să-l învețe cum să gândească.
Acest elev a fost Niels Bohr (1885-1962), fizician danez, laureat al Premiului Nobel din 1922
Ulterior, Nils Bohr a propus 25 de metode non-standard pentru a rezolva această problemă:
1. Măsurați timpul de cădere a barometrului din partea de sus a turnului. Înălțimea turnului este calculată în mod unic prin timpul și accelerarea căderii libere. Această soluție este cea mai tradițională și, prin urmare, cea mai puțin interesantă.
2. Folosind un barometru care este la același nivel cu cel al turnului, lăsați iepurașul însorit în ochiul observatorului de la vârf. Înălțimea turnului este calculată în funcție de înălțimea soarelui deasupra orizontului, de unghiul de înclinare al barometrului și de distanța de la barometru la turn.
3. Măsurați timpul în care barometrul plutește din fundul unui turn umplut cu apă. Viteza plutitorului barometric este măsurată în cel mai apropiat bazin sau găleată. În cazul în care barometrul este mai greu decât apa, legați balonul de el.
4. Puneți barometrul pe turn. Măsurați cantitatea de deformare a compresiei turnului. Înălțimea turnului este prin legea lui Hooke.
5. Turnați o grămadă de barometre de aceeași înălțime cu turnul. Înălțimea turnului se calculează prin diametrul fundului grămezii și coeficientul de vărsare a barometrelor, care poate fi calculat, de exemplu, cu ajutorul unui heap mai mic.
6. Fixați barometrul din partea de sus a turnului. Trimiteți pe cineva pentru a citi citirile din barometru. Înălțimea turnului este calculată pe baza vitezei de mișcare a persoanei trimise și a timpului de absență.
7. Ștergeți părul deasupra și la baza turnului cu un barometru. Măsurați forța repulsiei reciproce a vârfului și a bazei. Va fi invers proporțional cu înălțimea turnului.
8. Aduceți turnul și barometrul în spațiu. Stabiliți-le nemișcate unul față de celălalt la o distanță fixă. Măsurați timpul de cădere a barometrului de pe turn. Înălțimea turnului este prin masa barometrului, timpul căderii, diametrul și densitatea turnului.
9. Puneți turnul pe pământ. Rulați barometrul de sus în jos, numărând numărul de rotații.
10. Îngropați turnul în pământ. Scoateți turnul. Groapa rezultată este umplută cu barometre. Cunoscând diametrul turnului și numărul de barometre pe unitatea de volum, calculați înălțimea turnului.
11. Măsurați greutatea barometrului pe suprafața și pe fundul gropii obținute în experimentul anterior. Diferența de valori determină în mod unic înălțimea turnului.
12. Înclinați turnul. Legați o coardă lungă la barometru și coborâți-o la sol. Calculați înălțimea turnului la distanța de la punctul de atingere a barometrului pământului până la turn și la unghiul dintre turn și coardă.
13. Puneți turnul pe barometru, măsurați cantitatea de deformare a barometrului. Pentru a calcula înălțimea turnului, trebuie să cunoașteți masa și diametrul acestuia.
14. Luați un atom din barometru. Puneți-o pe vârful turnului. Măsurați probabilitatea de a găsi electroni ai unui atom dat la poalele turnului. Acesta va determina în mod unic înălțimea turnului.
15. Vindem un barometru pe piață. Pe veniturile pentru a cumpăra o sticlă de vodcă, cu care vă puteți ajuta să aflați înălțimea arhitectului turnului.
16. Încălziți aerul din turn la o anumită temperatură, pre-sigilate. Faceți în gaura de turn, lângă care să fixați pe barometrul de primăvară. Construiește un grafic al tensiunii arcului în funcție de timp. Integrați graficul și, știind diametrul găurii, găsiți cantitatea de aer care iese din turn datorită dilatării termice. Această valoare va fi direct proporțională cu volumul turnului. Cunoscând volumul și diametrul turnului, descoperim înălțimea lui elementară.
17. Măsurați cu un barometru înălțimea jumătății turnului. Înălțimea turnului trebuie calculată prin înmulțirea valorii obținute cu 2.
18. Legați o frânghie cu un turn la barometru. Utilizați construcția rezultată în locul unui pendul. Perioada de oscilație a acestui pendul va determina în mod unic înălțimea turnului.
19. Evacuați aerul din turn. Încărcați-o acolo din nou într-o sumă strict fixă. Măsurați presiunea din interiorul turnului cu un barometru. Va fi invers proporțional cu volumul turnului. Și pe volumul de înălțime pe care l-am găsit deja.
20. Conectați turnul și barometrul la circuitul electric mai întâi în serie și apoi în paralel. Cunoscând tensiunea, rezistența barometrului, rezistența turnului și măsurarea curentului în ambele cazuri, se calculează înălțimea turnului.
21. Puneți turnul pe două suporturi. În mijloc atârna barometrul. Înălțimea sau, în acest caz, lungimea turnului este determinată de cantitatea de îndoire care a apărut sub greutatea barometrului.
22. Balansați turnul și barometrul de pe pârghie. Cunoscând densitatea și diametrul turnului, umerii pârghiei și masa barometrului, se calculează înălțimea turnului.
23. Măsurați diferența dintre energiile potențiale ale barometrului de la vârf și de la baza turnului. Acesta va fi direct proporțional cu înălțimea turnului.
24. Plantați un copac în interiorul turnului. Îndepărtați părțile inutile din carcasa barometrului și folosiți vasul rezultat pentru udarea arborelui. Când pomul crește până la vârful turnului, tăiați-l și ardeți-l. Prin cantitatea de energie eliberată determinați înălțimea turnului.
25. Plasați barometrul la un punct arbitrar în spațiu. Se măsoară distanța dintre vârful și barometrul și între barometru și baza turnului, iar unghiul dintre direcția unui barometru la partea de sus și de jos. Înălțimea turnului este calculată de teorema cosinusului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: