Необычные задачи по физике развивающие научное мышление (для школьников)

Возможно вы уже читали мои статьи:

• Научные мультфильмы, что показывать детям без вреда для них? ^[1]
• Простые опыты с ребенком дома ^[2]
• Как мы для музея науки сделали самую большую катушку Тесла в Украине ^[3]
• Как сделать мощную лестницу Иакова из трансформатора от микроволновки своими руками ^[4]

А сегодня я хочу поделиться своим давним но интересным проектом и его идеей.

Когда я учился в аспирантуре, и работал в “Лаборатории методики преподавания физики” при Харьковском национального университета им. В.Н.Каразина, я обеспечивал свою семью за счет репетиторств. Хотелось давать ученикам возможность увидеть физику не только в учебнике но и в реальной жизни, удивить и завлечь их наукой. Тогда и пришла идея сделать простенький сайт, в помощь мне и учителям, которые приходили в нашу лабораторию на курсы повышения квалификации.

С тех пор прошло более 10 лет, сайт не развивался, но актуальность свою сохранил. Данный пост будет интересен как преподавателям, так и родителям, которые хотят, чтоб их ребенок любил и знал физику. Заодно сможете проверить и свои навыки.

В чем суть?

Существует огромное количество хороших и качественных задачников по физики содержащие правильно подобранные и разбитые по темам задачи разного уровня сложности. Вся, причем только необходимая, информация имеется в задачи, и, разумеется, есть один единственный и точный ответ.

Решение классических задач безусловно необходимый элемент обучения, но останавливаться только на них нельзя, ведь в реальном мире мы вынуждены сами определять важные исходные данные из множества, сами выбирать наиболее оптимальные методы решения, и мириться с их неточностями.

Я искал интересные статьи, которые могли бы привлечь внимание школьника (про суперкар, слона прыгающего на батуте, или про дом поднятый в небо при помощи шаров с гелием). Почти всегда удавалось найти новость по изучаемому разделу физики. Ребенок оказывался на месте инженера, и должен был искать ответы на поставленные вопросы. Методы решения ученик выбирал сам, а все необходимые данные он искал в статье, или в просторах интернета. Некоторые данные можно было получить из фотографий.

Фото к задаче о роботе-блохе ^[5]

Таким образом дети приучались к самостоятельной исследовательской работе, начинали замечать физику вокруг себя и просто получали удовольствие от занятий. На базе таких задач и появился сайт 15 Минут науки ^[6].

Проверь свои силы

Занятия с периодическим применением сайта детям понравились. Однако оказалось, что даже сильные ученики и победители олимпиад, не всегда могут правильно ответить даже на простые вопросы, из-за того что привыкли к “идеализированным” задачам. Попробуйте сами определить скорость этой улитки (считая ширину кадра равной 12 см.):

Видео из этого поста ^[7].

Определили? Оставьте свой вариант ответа в опросе (в конце поста).

Или вот задача про маятниковые часы, какой период колебаний маятника? Как будете определять? Насколько точным будет результат?

Ответ и пояснение
Многие дети запускают секундомер на часах но, разумеется, не могут мгновенно запустить и остановить по завершению колебания. Тогда и появляется идея делать замер для десяти, или более колебаний за раз.

А вот еще одна задача из того-же поста ^[8]:

Для тонкой подстройки периода колебаний маятника из “башни Елизаветы”, сверху на маятник клали (или снимали) пенни – старинная английская монета. Одна монетка способна скорректировать точность часов на 0,4 секунды за сутки. Почему это происходит, ведь период колебаний не зависит от массы маятника?

Подсказок не будет хочется увидеть ваши версии в комментарии. Кто знает правильный ответ — прячьте его под спойлер, пожалуйста.

Еще немножко про сайт и послесловие

Сайт не требует регистраций, пожертвований и не содержит рекламы, это принципиальная позиция автора. Взамен прошу понять и простить массу ошибок, они были допущены, так как сайт писался ночью после трех работ и учебы. Если пришлете замечания, я постараюсь максимально быстро внести правки.

Ответов на задачи не будет, зато по ссылке “ответы и подсказки” находится интересный дополнительный материал по теме.

Стоит обратить, что разбиение на классы соответствует старой программе украинских школ. Обновлять на новую, или добавлять российские программы не буду поскольку они постоянно меняются и одновременно актуальными могут быть сразу несколько программ. Ориентируйтесь не по классам, а по темам, или по разделам физики.

Также есть желание написать про учебный прибор по молекулярной физике, который был создан в нашей лаборатории и который может повторить каждый, и про некоторые другие простые эксперименты по физики. Есть ли читатели, которым интересна данная тема?

Автор: Полежака Артем

Источник ^[9]