Nosorożec chce zostać ptakiem.

Nosorożec chce zostać ptakiem. Żebyś wiedział…eksperyment
(zadania grupy uczniów i studentów)
1. Co spadnie szybciej: nosorożec czy wór pierza o tej samej masie?
Odp. Szybciej spadnie nosorożec. Pierze o tej samej masie ma zdecydowanie większą objętość, a więc
jago spadaniu będą towarzyszyć dużo większe opory ruchu.
2. Co jest cięższe: nosorożec o wadze jednej tony czy tona pierza? Czy potrafisz uzasadnić odpowiedź,
że pierze waży więcej?
Odp. Jest to dość znane pytanie: co jest cięższe: tona pierza czy tona żelaza? Często bez namysłu pada
odpowiedź, że tona żelaza - wywołując przy tym salwy śmiechu. Żartownisie roześmieją się jeszcze
głośniej, jeśli odpowiemy, że tona pierza jest cięższa od tony żelaza. Takie twierdzenie wydaje się
całkiem niedorzeczne, lecz ściśle rzec mówiąc, jest to odpowiedź słuszna. Chodzi o to, że prawo
Archimedesa (wyporu) odnosi sie nie tylko do płynów, ale i do gazów. Każde ciało w powietrzu traci
pozornie tyle ze swego ciężaru, ile waży wyparte przez to ciało powietrze. Pierze i żelazo również
tracą w powietrzu część swojego ciężaru. Żeby otrzymać ich prawdziwy ciężar w próżni, trzeba dodać
ten ubytek. A więc prawdziwy ciężar pierza w naszym przypadku wynosi 1 tona + ciężar powietrza
w objętości pierza. Prawdziwy zaś ciężar żelaza równa się 1 tona + ciężar powietrza w objętości
żelaza. Ale tona pierza ma znacznie większą objętość niż tona żelaza, dlatego też prawdziwy ciężar
tony pierza jest większy od ciężaru tony żelaza.
3. Nosorożec stoi na szczycie góry. Do skoku wybrał sobie najwyższy szczyt kontynentu (w Afryce).
Co to za szczyt? Jaką ma wysokość?
Odp. Kilimandżaro, 5895 m n.p.m.
4. Nosorożec stoi na szczycie góry. Jest tam bardzo zimno. O ile zimniej jest na szczycie góry niż
na dole? (Załóżmy, że wysokość podnóża góry wynosi 895 m n.p.m.)
Odp. Spadek temperatury na wysokości wynosi od 0,6 0C/100 m do 10C/100 m. Na górze jest więcej
chłodniej o 30 - 50 0C (!).
5. Nosorożec przed skokiem postanowił napić się herbaty (być może ostatniej w swoim życiu^^).
W tym celu rozpalił ogień i do garnka nalał wody. Czy woda podczas gotowania będzie miała
temperaturę 1000C ?
Odp. Nie. Temperatura wrzenia wody zależy od panującego ciśnienia. Na górze jest ciśnienie dużo
niższe niż na dole, a więc temperatura wrzenia wody jest tam niższa.
6. Obok nosorożca stoi jego synek (o połowę mniejszy). Kto marznie bardziej? Ojciec czy syn? Jak to
uzasadnić?
Odp. Bardziej marznie syn. Ojciec jest dwa razy większy - a więc jego powierzchnia jest większa
czterokrotnie (2 do kwadratu), natomiast objętość - ośmiokrotnie (2 do sześcianu). Ma więc
zdecydowanie większą objętość przy jedynie nieco większej powierzchni. Większa objętość ->
większa produkcja ciepła. Większa powierzchnia -> większa utrata ciepła.
7. Czy nosorożec, spadając, porusza się ruchem jednostajnym czy przyspieszonym?
Odp. Na początku, oczywiście, jest to ruch przyspieszony. Jednak w miarę wzrostu prędkości
nosorożca rosną też opory ruchu stawiane przez powietrze. W końcu ruch przyspieszony przechodzi
w ruch jednostajny.
8. Nosorożec, spadając, uderzył w lecący helikopter. W jakich okolicznościach nosorożec ma
największe szanse na przeżycie zderzenia z maszyną? (to znaczy: czy helikopter powinien poruszać
się w górę, w dół, czy w bok?)
Odp. Dla nosorożca najlepiej by było, gdyby helikopter właśnie poruszał się w dół. Wiąże się to
ze składaniem ruchów: Jeśli obiekty poruszają się w tym samym kierunku (i mają taki sam zwrot),
przy zderzeniu ich energie się odejmują. Jeśli ich zwroty są przeciwne, energie się dodają. Jeśli zaś
nosorożec spadnie na helikopter poruszający się w poziomie, energia zderzenia pochodzić będzie
jedynie od prędkości nosorożca.
9. Wyobraźmy sobie na chwilę, że nosorożec spełnił swoje wielkie marzenie i zaczął latać. Wleciał
do wielkiego samolotu i lata po nim. Czy jeśli usiądzie, to samolot się obniży, czy też nie odczuje
tego faktu? Dlaczego?
Odp. Nosorożec latając, wywiera ciśnienie na dno samolotu znajdujące się pod nim. Samolot nie
odczuje więc lądowania nosorożca (delikatnego lądowania!)
10. W jakiej sytuacji nosorożec może spowodować obniżenie lotu samolotu?
Odp. W chwili podrywania się nosorożca do lotu - zadziała tu zjawisko odrzutu.