··· VII Московский марафон учебных предметов. День физики ···

Г.Ф.ТУРКИНА , ГОУ ЦО «Технологии обучения.
Школа дистанционной поддержки образования детей-инвалидов», г. Москва

Физика на воздушных шариках

Инструкция физической лаборатории

Воздушные шарики – бесценный подручный материал для наблюдения физических явлений и постановки различных физических экспериментов.

1. Качественное сравнение плотностей воды: горячей и холодной, солёной и пресной – без ареометра.

Если вы исследуете не смешивающиеся и не вступающие в химическую реакцию жидкости, то достаточно слить их небольшие порции в один прозрачный сосуд, допустим, пробирку. Жидкости распределятся на слои. О плотности можно судить по очерёдности расположения слоёв: чем ниже слой, тем выше плотность. Одноцветные жидкости следует подкрасить пищевыми красителями.

Другое дело, если жидкости смешиваются, как, например, горячая и холодная вода, пресная и солёная. Тогда ставим эксперимент «Три поросёнка».

Три порции разной воды (горячей, холодной и солёной холодной) помещаем в три воздушных шарика, например, в красный, синий и жёлтый. Для этого натягиваем на водопроводный кран, например, синий шарик, и наполняем его холодной водой до размера чуть больше теннисного мяча.

Завязываем шарик ниткой. Это самый ответственный момент – внутри шарика не должно остаться и пузырька воздуха! синий «поросёнок» – с холодной водой.

В жёлтый шарик насыпаем столовую ложку соли и опять наполняем холодной водой. Смотрим, чтобы в шарике не оказалось воздушных пузырьков. Жёлтый «поросёнок» – солёный.

Третий, красный, «поросёнок» – с горячей водой. Чтобы вода в нём не остыла раньше времени, держим его в кастрюле с горячей водой.

Наливаем в большую ёмкость горячую воду и бросаем в неё шарики. Записываем, как ведёт себя каждый «поросёнок» в горячей воде (плавает на поверхности, посередине или тонет).

Заменяем горячую воду на холодную. Описываем поведение каждого шарика в холодной воде.

Крепко солим воду в ёмкости. Описываем поведение шариков в солёной воде.

ДЕЛАЕМ ВЫВОДЫ о плотности воды – горячей и холодной, пресной и солёной.

Примечания

– Если в шариках окажется пузырёк воздуха, то результат эксперимента будет ложным.

– Нельзя шарики долго держать как в холодной, так и в горячей воде – вода в них будет либо остывать, либо нагреваться.

– Плотность оболочки шарика чуть меньше плотности воды (проверьте, тонет или плавает ненадутый шарик и сделайте вывод). Этот факт следует учесть при выводах.

2. Изучение условий плавания тел

Итак, у нас в солёной воде плавает шарик с солёной водой. НО в зависимости от соотношения концентрации соли в шарике и кастрюле, этот «поросёнок» может плавать и внутри жидкости, и на поверхности, и даже пойти ко дну. Всегда тонут: шарик с холодной водой в горячей воде, шарик с солёной водой в холодной и горячей воде.

ДЕЛАЕМ ВЫВОДЫ о зависимости выталкивающей силы от соотношения плотностей жидкости и тела.

3. Изучение действия закона Архимеда в воде

А эти эксперименты лучше проводить на берегу водоёма летним днём в хорошую погоду или (на худой конец) в ванной комнате. Опыт веселее проходит в компании друзей. Вам понадобятся несколько шариков, желательно из толстой резины.

Надуйте шарики до разного размера. Они лёгкие и плавают на поверхности воды.

Попытайтесь утопить шарики. Это весёлое, но трудное задание. У вас может не хватить силёнок, чтобы утопить большой шар. Когда «победите» силу Архимеда (выталкивающую силу), проведите расчёт и оцените свою силу: F А = gV = g · 4/3 · R 3 , где F А – сила Архимеда, или выталкивающая сила, Н; – плотность воды (1000 кг/ м 3); g – ускорение свободного падения (9,8 м/с 2); = 3,14; R – радиус шарика, м. Оцените радиус – обхватите шарик ниткой и разделите полученную длину нити на 2 (длина окружности L = 2R ).

4. Изучение действия закона Архимеда в воздухе

Братьям Монгольфье в XVIII в. удалось изготовить большой шар, наполнить его лёгким газом (горячим воздухом) и отправиться в воздушное путешествие. Такие воздушные шары в честь братьев-изобретателей стали называть монгольфьерами . Вам понадобятся два шарика, один из которых наполнен гелием.

Привязываем к шарику с гелием маленькую лёгкую игрушку и отпускаем шарик.

Второй шарик надуваем воздухом и отпускаем.

Наблюдение. Шарик с гелием летит вверх, а шарик с воздухом опускается.

Объяснение. Плотность гелия меньше плотности воздуха. Выталкивающая сила, действующая на этот шарик, больше силы тяжести, и он устремляется вверх – «всплывает». Надутый шарик тяжелее вытесненного им воздуха. Он «тонет».

5. Испытание воздушного шарика на прочность

Попробуйте иголкой проткнуть воздушный шарик, чтобы он не лопнул с шумом.

Подсказка. Это можно сделать тремя способами: 1) с боков, где резина сильно растянута, приклеить кусочек скотча и проколоть шарик в этом месте – такой трюк проделывают клоуны в цирке; 2) там, где резина наиболее толстая, т.е. «на макушке»; 3) там, где резина не натянута – где нитка.

Примечание. Отверстие от иголки настолько маленькое, что шарик сдувает ся незаметно. После удачных экспериментов проколите шарик насквозь спицей или острой деревянной палочкой.

6. Изучение давления

Мы настолько привыкли к тому, что надутый шарик, попав на остриё, с шумом лопается, что шарик на гвоздях под тяжестью груза воспринимается нами как сверхъестественное явление. Тем не менее это факт… Вам понадобятся ипликатор (Кузнецова, Ляпко) или доска с равномерно набитыми гвоздями (через каждый сантиметр).

Надуваем воздушный шарик и кладём его на острия ипликатора Кузнецова.

Осторожно сверху надавливаем на шарик. Увеличиваем нажим. Хватит ли у вас сил нажать так, чтобы он лопнул?

Наблюдение. Самое удивительное, что шарик, лежащий на остриях, только сплющивается под нажимом, но не лопается!

Объяснение. Из-за большого количества остриёв, с которыми соприкасается шарик, давление на оболочку шарика оказывается незначительным, допустимым для тонкой резины. Воздушный шарик на гвоздях выдерживает 60 Н (груз массой 6 кг)!

7. Испытание резины на тепловую прочность

Резкий неприятный запах жжёной резины знаком каждому. Оказывается, не всегда в пламени резина горит. Вам понадобятся шарик и свеча.

Наливаем в шарик воды и вносим шарик с водой в пламя свечи.

Наблюдение. Резина только коптится.

Объяснение. Температура оболочки, пока в ней есть вода, не будет подниматься выше 100 °С, т.е. не достигнет температуры горения резины.

8. Изучение газовых законов

8.1. Закон Бойля–Мариотта

Газовый закон, независимо окрытый английским учёным Бойлем и французским учёным Мариоттом: при неизменной температуре и массе давление газа обратно пропорционально его объёму.

8.1.1. Как работают лёгкие?

Диафрагма опускается – вдох, поднимается – выдох. Сделаем модель лёгких и посмотрим на её работу глазами физика.

Отрезаем дно пластиковой бутылки.

Помещаем воздушный шарик внутрь бутылки и натягиваем его на горлышко.

Отрезанную часть бутылки затягиваем плёнкой от другого воздушного шарика (разрезаем его ножницами) и закрепляем скотчем.

Оттягиваем плёнку – шарик надувается, надавливаем на плёнку – шарик сдувается.

Объяснение. Объём воздуха внутри бутылки оказывается изолированным. При оттягивании плёнки этот объём увеличивается, давление уменьшается и становится меньше атмосферного. Шарик внутри бутылки надувается воздухом атмосферы. При надавливании на плёнку объём воздуха в бутылке уменьшается, давление становится больше атмосферного, шарик сдувается. Так же работают и наши лёгкие. Резиновая плёнка имитирует диафрагму, воздушный шарик – лёгкие. Резиновая плёнка-диафрагма опускается (оттягивается) – вдох, поднимается – выдох.

8.1.2. Шарик в бутылке

Помещаем шарик внутрь бутылки и натягиваем его на горловину.

Пробуем надуть шарик.

Наблюдение. Надуть шарик в бутылке невозможно!

Объяснение. При увеличении объёма шарика воздух, объём которого в бутылке изолирован, сжимается, давление увеличивается. Только человек с мощными лёгкими (певец, пловец) может отчасти справиться.

Делаем шилом отверстие в бутылке ближе ко дну.

Пытаемся ещё раз надуть шарик. Получается!

Когда шарик надуется, закрываем пальцем отверстие – шарик остаётся надутым!

Отрезаем донышко у пластиковой бутылки и пытаемся снова надуть шарик.

Наблюдение. Он легко надувается, если внутренний объём бутылки сообщается с атмосферой.

8.2. Закон Шарля

Газовый закон, открытый французским учёным Шарлем, утверждает: чем выше температура газа при постоянном давлении и неизменной массе, тем больший объём он занимает.

8.2.1. Шарик в банке

Надеваем шарик на водопроводный кран и наливаем в него воды так, чтобы размер шарика с водой стал немного больше горловины двух- или трёхлитровой стеклянной банки. Надёжно завязываем шарик.

Поджигаем листок бумаги и бросаем в банку.

Кладём шарик на горловину банки.

Наблюдение. Пламя в банке гаснет. Шарик втягивается в банку.

Наливаем в пустую банку горячей воды из чайника.

Выливаем воду и тут же кладём шарик с водой на горловину банки.

Наблюдение. Шарик забавно втягивается в банку.

Примечание. Этот опыт протекает медленнее первого.

Объяснение. В первом опыте воздух в банке нагревает горящая бумага. Когда на банку кладут шарик, он перекрывает доступ кислорода, горение прекращается. Плотность горячего воздуха меньше плотности холодного. Воздух в ба нке быстро остывает, его плотность увеличивается, объём уменьшается – шарик втягивается в банку.

Во втором опыте горячая вода нагревает банку, а банка нагревает воздух. Банка с воздухом быстро остывает, и тяжёлый шарик засасывается внутрь. Опыт можно проводить с надутым шариком, но тогда он получается не таким ярким.

8.2.2. Шарик в парилке

Надуваем шарик до среднего размера и завязываем горловину узлом.

Измеряем ниткой размер шарика и делаем узелок-метку (нитку берём с запасом).

Кладём шарик в миску и обливаем его горячей водой (кипятком) из чайника.

Измеряем ниткой новый размер шарика. Сравниваем результаты.

Наблюдение. Шарик на глазах увеличивается в размерах – это подтверждает и проверка ниткой.

8.2.3. Шарик на морозе

Надуваем шарик и надёжно завязываем горловину узлом, но не ниткой (такой быстрее сдувается).

Измеряем ниткой длину окружности шарика и делаем узелок-метку.

Помещаем воздушный шарик на несколько часов в холодильник (луч ше в морозильную камеру) или выносим на мороз.

Спустя несколько часов сравниваем размеры шарика в начале опыта и в конце.

Наблюдение. Шарик на морозе изрядно «худеет» и «стареет» (сморщивается).

8.3. Воздушный парадокс

Этот опыт ставит многих в тупик. Понадобятся два одинаковых воздушных шарика, трубочка длиной 10–30 см и диаметром 15–20 мм (на неё должен туго надеваться шарик).

Несильно и НЕ ОДИНАКОВО надуваем шарики.

Натягиваем шарики на противоположные концы трубки. Чтобы шарики при этом не сдувались, перекручиваем их горловины.

Раскручиваем горловины – шарики свободно сообщаются между собой через трубку.

Наблюдение. Воздух перетекает из одного шарика в другой. Но… маленький шарик надувает большой!

Объяснение. Многие считают, что раз масса воздуха больше в шарике большего размера, то этот шарик будет сдуваться и надувать маленький шарик. Но такое рассуждение ошибочно. Причина наблюдаемого явления в давлении внутри шарика. Давление газа зависит от кривизны поверхности, т.е. от радиуса сферы: чем меньше радиус, тем больше давление. (Вспомним сообщающиеся сосуды – вода перетекает не из того сосуда, где меньше воды, а из того, где давление больше.) Кроме того, все знают, как трудно начинать надувать шарик, но когда «мёртвая» точка преодолена, дальше он надувается легко. Следовательно, и упругость резины играет немаловажную роль.

Примечание. Можно наблюдать и такой результат: маленький шарик «не хочет» сдуваться и надувать большой. По-видимому, в этом случае упругость резины играет ведущую роль. Трубочку можно сделать самим из тонкого картона. Главное, чтобы она была герметичной.

9. Изучаем закон Бернулли

9.1. Воздушный поцелуй

Один из основных законов гидро- и аэродинамики – закон Бернулли: чем выше скорость воздушного потока, тем меньше в нём давление.

Надуваем два воздушных шарика до одинакового размера и привязываем к каждому нитку длиной около метра.

Берём шарики за нитки правой и левой рукой так, чтобы они висели на одном уровне на некотором расстоянии друг от друга.

Не касаясь шариков руками, попробуйте соединить их.

Подсказка. Решение предельно простое, но не очевидное: подуйте между шариками сверху, снизу или сбоку – значения не имеет.

Объяснение. Из закона Бернулли следует, что давление в струе воздуха ниже, чем атмосферное. Сила атмосферного давления с боков сблизит шарики.

9.2. Шарик в струе

Надуваем шарик, включаем фен, подводим под шарик струю воздуха и отпускаем шарик.

Наблюдение. Струя воздуха поднимет шарик вверх, но он не улетает, а зависает на некоторой высоте.

Объяснение. Шарик устойчиво держится в воздушной струе, т.к. давление воздуха в струе ниже атмосферного. При любом отклонении шарика в сторону атмосферное давление возвращает шарик в центр струи, где давление меньше.

10. Изучаем реактивное движение

Реактивное движение – движение тела, обусловленное отделением от него с некоторой скоростью какой-то его части.

10.1. Реактивный шарик

Понадобятся воздушные шарики круглый и длинный, лента (шёлковая, бумажная или магнитная от видеокассеты), скотч.

Надуваем круглый шарик и, не завязывая его, выпускаем из рук.

Вновь надуваем круглый шарик, прикрепляем к нему хвост-стабилизатор из бумажной ленты и выпускаем шарик из рук. Сравниваем полёты шарика со стабилизатором и без стабилизатора

Надуваем длинный шарик и выпускаем его.

Вновь надуваем длинный шарик, слегка перекручиваем его (как будто выжимаем бельё) и выпускаем из рук. Сравниваем полёты шарика.

Надуваем круглый шарик, прижимаем его перпендикулярно к стене и отпускаем.

Вновь надуваем круглый шарик, прижимаем его боком к стене и отпускаем.

Наблюдение. Если круглый шарик выпустить из рук, он взметнётся и хаотично полетит, выбрасывая струю воздуха. Хвост-стабилизатор делает полёт шарика направленным.

Длинный шарик летит по прямой траектории. Перекрученный шарик при полёте вращается.

Круглый шарик, прижатый к стене перпендикулярно, остаётся на месте, не опускается и стремительно уменьшается в размерах. Шарик, прижатый к стене боком, разворачивается перпендикулярно к стене и быстро сдувается.

10.2–10.4. Полёт к звёздам. Игрушки на реактивной тяге. Водный реактивный транспорт

(Эти опыты эффектны, но достаточно известны, поэтому их не описываем.– Ред .)

11. Изучаем электрические явления

Опыты по электростатике с воздушными шариками ярки и зрелищны – резина является хорошим диэлектриком, легко электризуется, на шарике накапливается большой заряд.

11.1. Электричество из головы

Надуваем шарик и завязываем его.

Электризуем шарик, потерев его о волосы.

Приподнимаем шарик над головой.

Наблюдение. За шариком тянутся волосы, что хорошо чувствуется.

Электризуем шарик ещё раз.

Кладём шарик на письменный (деревянный) стол наэлектризованной стороной вверх.

Наблюдение. Шарик мгновенно перворачивается и ложится на стол заряженной стороной. При попытке вернуть его в прежнее положение он переворачивается снова.

Электризуем шарик ещё раз.

Прижимаем шарик наэлектризованной стороной к вертикальной стене или к потолку.

Наблюдение. Шарик прилипает к стене надолго – в сухую солнечную погоду он может провисеть час!

Объяснение. При натирании шарика о голову электроны переходят с волос на резиновую оболочку шарика. Шарик заряжается отрицательно, волосы – положительно. Разноименно заряженные тела притягиваются, поэтому волосы тянутся к шарику.

Заряженный шарик создает вокруг себя электрическое поле, которое воздействует на стол, стену, потолок, – наводит заряд противоположного знака. Мы наблюдаем электризацию через влияние. Разноимённо заряженные тела притягиваются, что мы и наблюдаем.

Примечание. Существенно, чтобы волосы были чистыми, без косметических средств (лака, геля). Опыты по электризации проводят в сухую погоду, т.к. влажный воздух хороший проводник, и заряд на шарике не будет накапливаться.

11.2. Электричество из разных источников

Надуваем оба шарика до одинакового размера и каждый завязываем ниткой длиной 40–50 см.

Электризуем шарики, потерев их о волосы или шерстяной лоскуток.

Наблюдение. Шарики разлетаются в разные стороны.

Кладём шарики на стол на небольшом расстоянии друг от друга наэлектризованной стороной вверх.

Наблюдение. Шарики разлетаются.

Снимаем с шариков заряд, проводя по ним рукой.

Снова электризуем шарики, но теперь – потерев их друг о друга.

Берём шарики за нитки в одну руку.

Наблюдение. Шарики прилипают друг к другу.

Кладём шарики на стол недалеко друг от друга наэлектризованной стороной вверх.

Наблюдение. Шарики устремляются друг к другу.

Повторяем опыт, но заряжаем только один шарик.

Наблюдение. Шарики устремляются друг к другу как разноимённо заряженные.

Объяснение. Шарики, потёртые о лоскуток или голову, заряжаются зарядом одного знака, а потёртые друг о друга – зарядами разного знака. Одноимённо заряженные тела притягиваются, разноимённо заряженные – отталкиваются.

Заряд в телах можно индуцировать, помещая тело в электрическое поле (поднося к телу заряженный шарик). Если тело металлическое, то явление называется электростатической индукцией , если диэлектрик, то – поляризацией диэлектрика.

11.3. Соляные столбики

Насыпаем на лист картона небольшую горку поваренной соли.

Надуваем и электризуем воздушный шарик.

Подносим наэлектризованный шарик к горке поваренной соли.

Наблюдение. Маленькие кристаллики соли выстраиваются в вертикальные столбики, тянутся «ниточками» к шарику.

Объяснение. Поваренная соль – полярный диэлектрик. Под действием электрического поля наэлектризованного шарика происходит смещение положительных и отрицательных связанных зарядов молекулы в противоположные стороны. Со стороны заряженного шарика в кристаллике соли всегда образуется противоположный по знаку заряд. Кристаллики соли притягиваются к шарику, пристраиваясь один к другому.

Примечание. Кристаллики сахарного песка внешне напоминают поваренную соль, но молекула сахара неполярная, поэтому слабее поляризуется. Кроме того, кристаллики сахара крупнее, более тяжёлые, что не позволяет получить хорошие столбики.

11.4. Попрыгунчики

Насыпаем на лист картона блестящее конфетти или мелко нарезанную металлическую фольгу.

Электризуем шарик и подносим к фольге, но не касаемся её.

Наблюдение. Блёстки ведут себя как живые кузнечики-попрыгунчики. Подскакивают, касаются шарика и тут же отлетают в сторону.

Объяснение. Металлические блёстки электризуются в поле шарика, но при этом остаются нейтральными. Блёстки притягиваются к шарику, подпрыгивают, при касании заряжаются и отскакивают как одноимённо заряженные.

11.5. Змея

Кладём на стол бумажную полоску.

Подносим к полоске наэлектризованный шарик.

Наблюдение. Полос ка под шариком выгибается и шевелится, словно змея.

Повторяем опыт с ёлочным дождём, магнитной лентой, ниткой.

Наблюдение. Хотя полоски из разного материала, но их поведение в электрическом поле шарика одинаковое.

11.6. Кораблики

Делаем бумажный кораблик и пускаем его на воду.

Электризуем шарик и подносим к кораблику.

Наблюдение. Кораблик последует за шариком.

Опускаем металлическую крышку на воду.

Наблюдение. Металлическая крышка плывёт в сторону шарика.

Опускаем на воду пластмассовую крышку.

Электризуем шарик и подносим к крышке, не касаясь её.

Наблюдение. Тяжёлая крышка плывёт за шариком.

Объяснение. В электрическом поле шарика бумага и пластмасса поляризуются и притягиваются к шарику. В металлической крышке также индуцируется заряд. Поскольку сила трения на воде незначительна, то кораблики легко приходят в движение.

11.7. Электрический компас

Вставляем иголку в ластик, сверху кладём бумажную стрелку.

Накрываем стрелку стеклянной банкой.

Электризуем шарик и подносим к стрелке.

Наблюдение. Стрелка поворачивается за шариком.

Объяснение. Бумага в электрическом поле шарика поляризуется. Стекло не экранирует электрическое поле.

12. Изучаем звуковые явления

12.1. Оркестр из воздушных шариков

12.1.1. Волынка

Понадобятся воздушные шарики и гофрированные шланги длиной около метра разного диаметра (гофр не должен быть спиральным). Шланг можно купить на строительном рынке.

Свёртываем гофрированный шланг в кольцо.

Надеваем воздушный шарик на один его конец.

Надуваем шарик через шланг.

Наблюдение. Шарик сдувается, и воздух, проходя по гофрированной трубе, порождает звук. Чем не волынка?! Шланги разного диаметра и длины издают разные по высоте звуки – чем меньше диаметр шланга, тем выше звук.

12.1.2. Барабан

Надуваем шарики из толстой резины до разных размеров.

Удары ладонью по шарикам сопровождаются звуками, причём каждый шарик издаёт свой звук.

12.1.3. Пищалка

Надуваем шарик и растягиваем горловину двумя руками – воздух, выходящий через узкую щель, издаёт звук. Наловчившись, можно получать разные по высоте звуки.

Объяснение. Выходящий воздух заставляет вибрировать горловину шарика. Вибрации порождают звук. Опыт имитирует работу голосовых связок.

12.1.4. Звуковая линза

Прижимаем шарик к уху – вы услышите звуки, которые раньше не были слышны.

Прижимаем шарик к динамику радио, а к шарику – ухо. Слышен даже тихий зву к – шарик его усиливает. Если вас с другом будет разделять воздушный шарик, а друг будет что-то нашёптывать, то этот шёпот вы прекрасно услышите, стоит лишь прижать шарик к уху.

Помещаем шарик между телефонной трубкой и ухом. Подбираем такое положение, чтобы телефонный гудок был самым громким.

Наблюдение. Если убрать шарик, гудки становятся тише.

Физика 2014 для поступающих в 11 класс 1. Ускорение точки, совершающей одномерное движение по оси х, в зависимости от времени представлено на графике. Сколько раз останавливалась точка в течение первых пяти секунд, если её начальная скорость равна нулю? Найдите также величину vср средней скорости точки в течение первых четырёх секунд. Вариант 3 ах, м/c2 1 0 -1 1 2 3 4 5 t, c 2. На тележке, скатывающейся без трения с наклонной плоскости, установлен стержень с подвешенным на нити шариком массой m  2 г. Шарик неподвижен относительно тележки. Найдите величину Т силы натяжения нити, если плоскость составляет с горизонтом угол α  60 . 3. Баллон содержит V0 10 м3 сжатого воздуха под давлением p  30 МПа. Какой объём V воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом из этого баллона, если лодка находится на глубине h  90 м? Процесс считать изотермическим. 4. Цилиндрический сосуд разделён на две части легкоподвижным поршнем. Слева от поршня - ν1 = 1 моль гелия, справа - ν2 = 2 моля аргона. Газы находится при температуре Т0 и давлении р0 (при которых их можно считать идеальными) В правой части цилиндра имеется выпускной клапан, настроенный на давление р0 (при давлении, превышающем р0, он выпускает излишки газа). Цилиндр нагревают до температуры 2Т0. Найдите суммарную внутреннюю энергию U газов, находящихся в сосуде в конечном состоянии. 5. Электрон влетает в однородное электрическое поле Е со скоростью v0, направленной перпендикулярно полю. Найти кинетическую энергию w электрона спустя время t. Полем тяжести пренебречь. Известны заряд е электрона и его масса т. Физика 2014 для поступающих в 11 класс Вариант 4 1. Два гоночных автомобиля с открытыми (без крыльев) колёсами едут друг за другом по мокрому прямолинейному горизонтальному шоссе со скоростью v = 150 км/ч. При каком минимальном расстоянии r между ними брызги из-под колёс переднего автомобиля не будут попадать на лобовое стекло заднего? Размерами автомобилей по сравнению с расстоянием между ними пренебречь. Сопротивление воздуха не учитывать. 2. Маленький шарик массой т, подвешенный на мягкой невесомой резинке, вращается в горизонтальной плоскости по окружности с угловой скоростью ω (конический маятник). При этом длина резинки возросла в п = 2 раза (по сравнению с длиной в нерастянутом состоянии). Считая, что удлинение резинки х подчиняется закону Гука F = kx, найдите коэффициент k её упругости. ω т 3. Два баллона объёмами V1 = 1 л и V2 = 3 л соединены трубкой (объёмом которой можно пренебречь) с краном. В сосудах находятся идеальные газы: в первом - при давлении р1 = 105 Па, во втором - при давлении р2 = 0,6·105 Па. Какое давление р установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянна. 4. «Лабораторный» теннисный мяч, наполненный гелием, падает без начальной скорости с высоты h = 6 м на твёрдую поверхность и упруго отражается от неё. Найдите максимальное повышение ΔТ температуры газа внутри мяча в процессе удара, если начальная температура гелия Т = 300 К, масса мяча т = 150 г, его объём V = 0,3 л, а давление внутри него р = 3 атм. Сопротивлением воздуха при падении мяча, а также изменением его объёма и теплообменом при ударе пренебречь. 5. Имеются две проводящие концентрические 8 сферы 8 радиусами r1  10 см и r2  20 см,несущие заряды соответственно q1  10 Êë и q2  2 10 Êë . Найдите разность потенциалов U между внутренней и внешней сферами. Решения ф-2014 Вариант 3 1. Она дважды останавливалась: в моменты t1 = 2 с и t2 = 4 с; vcp  0,5 м/с. 2. T  mg cosα  102 H . 3. V  (p  1)V0  290 м3 . ρgh  p0 4. U  U 0  (ν1  ν 2)cvT0  9 RT . 2 0 mv02  eEt  m 2 5. w  . v0  v2   2 2 2m   2 Вариант 4 2 1. r  v  177 м. g 2. k  n mω2  2mω2 . n 1 3. p  p1V1  p 2V2  0,7  10 5 Па. V1  V2 4. T  2mghT  20K . 3 pV 5. U  k q1 (1 1 )  450B . r1 r2

Теннисный мяч — предназначен для тенниса. Он примерно 6,7 см (2,63 дюйма) в диаметре. Теннисные мячи на крупных спортивных соревнованиях жёлтые, но могут быть практически любого цвета. Теннисные мячи покрыты войлоком, который модифицирует свои аэродинамические свойства, и имеют белую волнистую линию, которая охватывает снаряд.

История

До развития большого тенниса, в начале 1870-х, англичане играли в реал-теннис. Англия запретила ввоз теннисных мячей в 1463 году. В 1480 году Людовик XI запретил заполнение теннисных мячей мелом, песком, опилками или землей и заявил, что они должны быть сделаны из хорошей кожи. Другие ранние теннисные мячи были сделаны шотландскими мастерами из желудков овец или коз и перевязаны веревкой.

Самим своим возникновением современный теннис (исторически называвшийся «лаун-теннисом», то есть «теннисом для лужаек») обязан появлению мячей из вулканизированного каучука, способных высоко отскакивать даже от травяного газона. Вскоре после зарождения лаун-тенниса мячи для него стали обшивать фланелью, чтобы уменьшить износ и потерю игровых кондиций. В дальнейшем мячи стали шить из резиновых листов, вырезанных в форме трилистника, и наполнять газом. Эта технология в целом сохраняется до настоящего времени, однако в целях унификации оборудования мячи теперь шьют из двух полусферических половинок, а классическую фланель заменило особое покрытие, вплавляющееся в резиновую основу. В 1972 году впервые появились теннисные мячи жёлтого цвета, лучше заметные на телевизионном экране. На Уимблдонском турнире до 1986 года продолжали использовать белые мячи, но затем также перешли на жёлтые.

Разновидности

Выделяют две основные разновидности теннисных мячей:

• Мячи для тенниса под давлением. Широко распространены в продаже, пользуются большим спросом. Давление внутри мяча способствует лучшему отскоку. Но мячу свойственная потеря давления. Таким образом, для игры они оптимальны, но эксплуатация такого мяча профессионалами в основном ограничивается одной игрой.
• Теннисные мячи, внутренне давление которых отсутствует. Отскок обеспечивается особой структурой поверхности. У нового мяча такого типа отскок жёсткий. В процессе игры мяч изнашивается, а свойства его становятся оптимальными. Срок службы достаточно большой, так как необходимые свойства теряются лишь вследствие чрезмерного износа внешнего покрытия.

Так же мячи делят в зависимости от покрытия. Предпочтительное покрытие полностью зависит от корта, на котором осуществляется игра. Поэтому многие спортсмены подбирают мяч для тенниса в зависимости от этого покрытия.

• типичное покрытие. Подходит для применения на кортах грунтовых. Оно довольно тонкое и мягкое, что обеспечивает быстрый износ при эксплуатации в условиях корта, имеющего твёрдую основу;
• покрытие «экстра» - предназначено для кортов, оснащённых твёрдой поверхностью;
• покрытие для травы - особой разницы с обычными мячами нет. Различие лишь в материале, на котором не остаются пятна при контакте с газоном.

Ещё одна классификация зависит от предпочитаемой скорости игры. Начинающие игроки выбирают так называемые «медленные мячи». Опытные игроки предпочитают мячи обычной скорости. Мячи «быстрые» используются редко - преимущественно для грунтовых кортов.

Таким образом, основные аспекты выбора теннисного мяча зависят от следующих факторов:

• уровень мастерства игрока;
• тип корта.

Требования

Мяч должен иметь равномерную наружную поверхность и должен быть белым или желтым. Если есть соединение, он не должен быть шитым. Он должен иметь диаметр, превышающий 6,35 см и не более 6,67 см, а вес 58,5 г. Мяч должен иметь отскок от 135 см до 147 см при падении с высоты 254 см на твердую поверхность корта.

При давлении 8,165 кг мяч должен иметь большую деформацию, чем 0,56 см и менее 0,74 см, а возвратной деформации более 0,89 см и менее 1,08 см.

В нашем интернет-магазине
419 моделей ракеток и другие товары
для большого тенниса

Мы предлагаем уникальную программу тестирования теннисных ракеток
При заказе на сумму большую 5 000 руб. доставка в пределах МКАД бесплатно !

Классификация теннисных мячей

Поделитесь с друзьями:

  Какими мячами имеют право пользоваться игроки в теннис

Естественно, что речь идет о турнирных соревнованиях, потому что любители используют тот инвентарь, который им больше по душе или по карману.

Некоторые, романтически настроенные теннисисты особо трепетно относятся к мячам, сравнивают их с хорошим вином, которое с годами только лучше становится. Конечно, это относится только к мячам без давления.

Последнюю скандальную фото-сессию Агнешки Радванска истинные поклонники тенниса восприняли как признание в любви к этим самым мячикам, ну, и к самому теннису тоже.

Кто-то обнаженное тело теннисистки увидел, а кто-то множество желтых теннисных мячиков в бирюзовой воде бассейна. Деятели молодежной католической организации Krucjata Mlodych, исключившие Агнешку из своих рядов, просто не поняли, куда смотреть нужно.

По-настоящему упругие и хорошо отскакивающие от поверхности корта мячики научились делать только в XIX веке. С тех пор и стали предъявлять к резиновым мячам четко сформулированные требования.

  Какие требования предъявляются к мячам для тенниса

Цвет может быть только желтый или белый. Причем сейчас белые мячи почти не используются.

Вес мяча может колебаться в пределах от 56, 7 до 58,6 граммов. И ни миллиграммом меньше или больше!

Позволительный размер мяча укладывается в параметры от 6,35 до 6,67 сантиметра в диаметре.

Величина отскока для разных типов мячей тоже строго регламентируется.

  Разновидности теннисных мячей

Конструкция всех типов мячей одинакова: мяч состоит из внутреннего резинового ядра и покрытия из ткани.

  Герметичные и негерметичные мячи

Герметичные наполняются инертным газом, для чего в процессе изготовления вводят внутрь таблетки неорганических солей. Иногда можно услышать, что мячик немного погромыхивает, это не до конца разложившаяся таблетка стучит. Кстати, такой стук – признак не слишком высокого качества мячика. Даже самые инертные газы имеют «привычку» потихоньку испаряться, поэтому герметичные мячи хранят в специальной упаковке, замедляющей этот процесс.

В негерметичных мячах внутреннее давление совпадает с давлением снаружи, поэтому мячи сохраняют упругость долго, за что их и любят профессиональные теннисисты.

  Мячи могут быть медленными, быстрыми

Вообще теннисными правилами выделяются 4 скоростные категории мячей, каждому типу соответствуют свои показатели отскока, диаметра и степени внутренней и внешней деформации.

  Все параметры строго оговорены в Приложении к Правилам ИТФ.

Быстрые мячи подходят для поклонников скоростной игры и для состязаний на грунте.

Средние мячи наиболее универсальны, их чаще всего используют для игры на кортах с любым покрытием.

Медленные мячи отличаются чуть большим диаметром, они нужны начинающим игрокам или тем, кто долго «разогревается».

Мячи для высокогорий обладают избыточным внутренним давлением, потому что рекомендованы они для использования на кортах, расположенных выше 1219 метров над уровнем моря.

  Для разных целей – разные мячи

Теннисные мячики классифицируются по целевому предназначению.

Тренировочные мячики закладывают в пушку.

Детские мячи с пониженным внутренним давлением и невысоким отскоком удобны для маленьких спортсменов.

Для разминки выбирают мячи без давления

Игровые мячики используются для состязаний.

Тканевое покрытие мяча изготавливается из шерстяных, хлопковых или синтетических нитей.

Ворсистость влияет на показатель «сцепляемости» с поверхностью корта.

Для хардовых покрытий выбирают мячи с повышенной ворсистостью, а для грунтовых или травяных – с обычной.

Ярко-желтый цвет делает мячи более заметными для игроков и для зрителей.