Меню Рубрики

Басня лебедь рак и щука с точки зрения физики

История о том, как «лебедь, рак да щука везти с поклажей воз взялись», известна всем. Но едва ли кто пробовал рассматривать эту басню с точки зрения механики. Результат получается вовсе не похожий на вывод баснописца Крылова.

Перед нами механическая задача на сложение нескольких сил, действующих под углом одна к другой. Направление сил определено в басне так:

… Лебедь рвется в облака,
Рак пятится назад, а щука тянет в воду.

Это значит (см. рис.), что одна сила, тяга лебедя, направлена вверх; другая, тяга щуки (ОВ), – вбок; третья, тяга рака (ОС), – назад. Не забудем, что существует еще четвертая сила – вес воза, которая направлена отвесно вниз. Басня утверждает, что «воз и ныне там», другими словами, что равнодействующая всех приложенных к возу сил равна нулю.


Задача о крыловских лебеде, раке и щуке, решенная по правилам механики.
Равнодействующая (OD) должна увлекать воз в реку.

Так ли это? Посмотрим. Лебедь, рвущийся к облакам, не мешает работе рака и щуки, даже помогает им: тяга лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение колес о землю и об оси, облегчая тем вес воза, а может быть, даже вполне уравновешивая его, – ведь груз невелик («поклажа бы для них казалась и легка»). Допустив для простоты последний случай, мы видим, что остаются только две силы: тяга рака и тяга щуки. О направлении этих сил говорится, что «рак пятится назад, а щука тянет в воду». Само собой разумеется, что вода находилась не впереди воза, а где-нибудь сбоку (не потопить же воз собрались Крыловские труженики!). Значит, силы рака и щуки направлены под углом одна к другой. Если приложенные силы не лежат на одной прямой, то равнодействующая их никак не может равняться нулю.

Поступая по правилам механики, строим на обеих силах ОВ и ОС параллелограмм, диагональ его OD дает направление и величину равнодействующей. Ясно, что эта равнодействующая сила должна сдвинуть воз с места, тем более, что вес его полностью или частично уравновешивается тягой лебедя. Другой вопрос – в какую сторону сдвинется воз: вперед, назад или вбок? Это зависит уже от соотношения сил и от величины угла между ними.

Читатели, имеющие некоторую практику в сложении и разложении сил, легко разберутся и в том случае, когда сила лебедя не уравновешивает веса воза; они убедятся, что воз и тогда не может оставаться неподвижным. При одном только условии воз может не сдвинуться под действием этих трех сил: если трение у его осей и о полотно дороги больше, чем приложенные усилия. Но это не согласуется с утверждением, что «поклажа бы для них казалась и легка».

Во всяком случае, Крылов не мог с уверенностью утверждать, что «возу все нет ходу», что «воз и ныне там». Это, впрочем, не меняет смысла басни.

«Физика – наука о жизни…» — наверное, именно с этого можно начать, если попытаться охарактеризовать эту науку. И ведь, правда все науки в большей или меньшей степени обращаются именно к физике. К примеру, литература…. Не верится?

В некоторых произведениях описываются различные физические явления. Эти элементы произведений можно использовать для создания задач. В основном эти вопросы небольшие по объёму и рассчитаны на определение одного параметра. Но существуют произведения, в которых один или несколько параметров зависят от других величин. К ним можно отнести сказку «Репка», басню И.А.Крылова «Лебедь, Рак и Щука». Эти произведения могут являться темами исследовательских работ по физике. Например, в басне И.А.Крылова рассматривается равновесие воза под действием трёх сил. Условия равновесия используются при проектировании конструкций (промышленное строительство, железнодорожный транспорт).

Вложение Размер
usloviya_ravnovesiya_voza_v_basne_i.a.krylova_lebed_rak_i_shchuka.docx 836.81 КБ

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНАЯ УЧЕБНО – ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТАРШЕКЛАСНИКОВ «ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ»

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКОЯ ВОЗА В БАСНЕ И.А. КРЫЛОВА

«ЛЕБЕДЬ, РАК И ЩУКА»

Выполнена ученицей 10 класса

МОУ «Средняя общеобразовательная школа

№ 4 им. Ю.А.Гагарина»

МО «Котлас» Архангельской области

Поповой Дианой Алексеевной

учитель физики и технологии,

МОУ «Средняя общеобразовательная школа

№ 4 им. Ю.А.Гагарина»

МО «Котлас» Архангельской области

Зорин Альберт Валерьевич.

г. Котлас, 2015

Глава 1 Лебедь, Рак и Щука ……………………………………………………………4

Глава 2 Условия равновесия воза……………………………..………………………….5

Глава 3 Возможные варианты расположения и направления сил……………………..7

Приложение 1 Басня И.А.Крылова «Лебедь, Рак и Щука»……………………………..11

Приложение 2 Определение равнодействующей (условие равновесия воза)………….12

Приложение 3 Возможные варианты расположения и направления сил ………………13

Приложение 4 Модель воза с приложенными нагрузками……………………………….15

«Физика – наука о жизни…» — наверное, именно с этого можно начать, если попытаться охарактеризовать эту науку. И ведь, правда все науки в большей или меньшей степени обращаются именно к физике. К примеру, литература…. Не верится?

В некоторых произведениях описываются различные физические явления. Эти элементы произведений можно использовать для создания задач. В основном эти вопросы небольшие по объёму и рассчитаны на определение одного параметра. Но существуют произведения, в которых один или несколько параметров зависят от других величин. К ним можно отнести сказку «Репка», басню И.А.Крылова «Лебедь, Рак и Щука». Эти произведения могут являться темами исследовательских работ по физике. Например, в басне И.А.Крылова рассматривается равновесие воза под действием трёх сил. Условия равновесия используются при проектировании конструкций (промышленное строительство, железнодорожный транспорт).

Основным методом исследования работы является опытно – экспериментальный.

Целью работы является определения условия, при котором воз остаётся неподвижным.

Задачи , поставленные перед проведением исследования:

  1. поиск информации о равновесии тела под действием нескольких сил. Основным источников информации являются сервисы Интернет;
  2. рассмотреть возможные случаи направления сил в басне.

Объект исследования : равновесие телеги.

Предмет исследования : условия, при котором воз останется неподвижным.

Из поставленных целей и задач можно выдвинуть гипотезу : если равнодействующая сил равна нулю, то воз останется в покое.

Глава 1 «Лебедь, Рак и Щука»

Многим с детства знакома троица, состоящая из лебедя, рака и щуки (прил.1), [1].

Мораль басни И.А.Крылова, помогает понять, что дело будет спориться лишь в том случае, если друзья будут на «одной волне» [2]. Так, чтобы с успехом осуществить всё задуманное, команда, выполняющая общий план, сначала должна определить направление, в котором все будут двигаться, только так действия будут иметь «лад» и задача будет выполнена.

Совершенно разные по натуре животные: лебедь может только летать, рак, что не поделай, пятиться назад, а щуке только плавать суждено, в басне И.А.Крылова «Везти с поклажей воз взялись, и вместе трое все в него впряглись».

Героям басни было доверено отвезти воз, «Да Лебедь рвётся в облака, Рак пятится назад, а Щука тянет в воду», но в результате несогласованных действий животных поклажа осталась на месте и стоит там до сих пор «А воз и ныне там».

С точки зрения литературы животные в басне И.А.Крылова «Лебедь, Рак и Щука» это прототипы людей. Равновесие воза представляет интерес и с физической точки зрения, так как в басне явно видна система сил, не лежащих в одной плоскости.

Для равновесия произвольной системы сил, приложенных к твердому телу, необходимо и достаточно, чтобы суммы проекций всех сил на оси декартовой системы координат равнялись нулю, и суммы моментов всех сил относительно этих осей также равнялись нулю.

Глава 2 Условия равновесия воза

Условия равновесия тела рассматриваются в разделе механики «Статика».

Статика — это раздел механики, изучающий правила сложения сил и условия равновесия материальных тел под действием приложенных сил и моментов.

В этой работе будет рассматриваться действие сходящихся сил со стороны животных без учёта вращающих моментов.

Сила – векторная физическая величина, которая характеризуется: модулем, точкой приложения и направлением.

Силу можно перенести параллельно самой себе в любую точку тела. Перенося каждую из сил пространственной системы в одну какую-либо точку тела (центр О), получим пространственную систему сходящихся в этой точке сил.

Если под действием данной системы сил тело находится в покое, то такая система сил называется уравновешенной.

Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил называется равнодействующей – R [3].

Условием равновесия системы сходящихся сил является равенство нулю модуля равнодействующей силы.

Существует два способа сложения сходящихся сил: геометрический и аналитический.

1. Геометрический способ сложения сил.

1.1 Силы, приложенные к телу, направлены вдоль одной прямой.

Равнодействующая сил, направленных вдоль одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а её модуль равен сумме модулей составляющих сил R = F 1 +F 2 (прил. 2 рис.1).

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил R = F 1 – F 2 (прил.2 рис.2).

Если к телу приложены две равные и направленные противоположно силы, то равнодействующая этих сил будет равна нулю R = 0 (прил.2 рис.3).

1.2.Силы, приложенные к телу, направлены под некоторым углом друг к другу.

Для определения равнодействующей сил применяют правило параллелограмма, или строят силовой многоугольник. От произвольной точки О откладывают вектор, равный силе F 1 , от конца вектора F 1 откладывают вектор равный силе F 2 , от конца вектора F 2 откладывают вектор F 3 и так далее. Затем соединяют начало вектора F 1 с концом вектора F 4 и получают равнодействующую всех сил (прил.2 рис.4).

В случае двух сил, действующих под углом, достаточно построить параллелограмм.

Стороны параллелограмма представляют, в известном масштабе, численное значение модулей сил, и модуль равнодействующей определяется по теореме коcинусов (прил.2 рис.5)

Для нахождения равнодействующей нет необходимости строить весь параллелограмм, достаточно построить треугольник.

2.Аналитический способ сложения сил.

Находят проекции сил на координатные оси и записывают уравнения равновесия

Так как в басне к возу приложены три силы, лежащие в разных плоскостях, то для определения равнодействующей можно использовать аналитический и геометрический способы сложения сил.

Условием равновесия воза будет являться равенство нулю равнодействующей, то есть силовой многоугольник должен быть замкнут.

Глава 3 Возможные варианты расположения и направления сил

В басне И.А.Крылова указаны возможные направления действия животных. О взаимном расположении героев басни информации нет. Художники, изображающие лебедя, рака и щуку, предлагали свои варианты расположения животных. Сравнивая картинки можно сделать вывод, что не все из них соответствуют условию равновесия воза.

Из басни неясно о дополнительных условиях расположения воза и массах животных. Например, скользкая или сухая, или болотистая местность. В данной работе не рассматривается влияние поверхности на равновесие воза.

Силы, которые животные прикладывали к возу, были взяты пропорционально массам лебедя, рака и щуки. Из курса биологии известно, что средняя масса лебедя – 12 кг, масса рака – 0,5 кг, масса щуки – 12 кг.

Существуют различные варианты взаимного расположения животных относительно воза.

Исходя из направления движения лебедя, «Лебедь рвётся в облака», можно предложить 5 основных вариантов направлений его движения: перпендикулярно вверх и ещё в направлении четырёх сторон света (прил.3 рис.6). Будем считать, что линии действия рака и щуки лежат в одной плоскости L. Силу лебедя раскладываем на две составляющие. Вертикальная составляющая должна быть равна весу воза, горизонтальная составляющая необходима для получения плоской системы сходящихся сил.

Читайте также:  Коррекция зрения с помощью очков и контактных линз

Выбираем рисунок или рисунки, на которых равнодействующая сил не равна нулю:

№1 – проекция силы лебедя на горизонтальную плоскость L равна нулю, равнодействующая направлена в сторону щуки, №2 – один из возможных вариантов расположения животных, равнодействующая возможна, равна нулю, №3 – проекция силы лебедя на горизонтальную плоскость L направлена в сторону действия щуки, равнодействующая не равна нулю, №4 и №5 – проекция силы лебедя перпендикулярна направлению действия сил рака и щуки, равнодействующая также направлена в сторону щуки.

Можно рассмотреть равновесие воза на выпуклом мосту (прил.3 рис.7, 8, 9).

Если мост выпуклый и размеры моста сравнимы с размером воза, то равновесие будет неустойчивым.

Анализируя рисунки, выбираем наиболее подходящие под условие равновесия: №2, №8, №11, №12, №17.

Определим условие равновесия воза для плоской поверхности №2.

Для проведения эксперимента была создана модель воза массой 138,4 г. В качестве поклажи использовали набор грузов массой 720 г. Получаем, что масса груза с возом равна 858,4 г.

К модели воза (прил.4 рис.10) приложены усилия, передаваемые с помощью нитей через неподвижные блоки. Учитывая массу повозки, «поклажа бы для них казалась и легка», массы животных были уменьшены в 2.5 раза: масса лебедя – 4800 г, масса щуки – 4800 г, масса рака – 200 г.

Для определения равнодействующей сил проецируем приложенные силы на горизонтальную плоскость L.

В ходе эксперимента было получено, что воз будет в покое, если равнодействующая проекций сил рака и лебедя на горизонтальную плоскость равна проекции силы щуки на эту же плоскость.

Это условие будет выполнено, если угол между направлением действия силы лебедя и горизонтальной плоскостью будет 8 0 и масса лебедя равна массе щуки. Перенося линии действия сил животных на горизонтальную плоскость L определим равнодействующую. Равнодействующую проекций сил рака и лебедя построим по правилу параллелограмма. Исходя из геометрических построений, можно сделать вывод, что равнодействующая сил рака и лебедя равна силе щуки (прил.4 рис.11).

Запишем проекцию силы лебедя на горизонтальную плоскость в зависимости от угла наклона линии действия лебедя.

По теореме косинусов получим выражение для равнодействующей в зависимости от угла α и угла между линиями действия проекции силы рака и проекции силы лебедя L .

R 2 = F 4 2 + F 3 2 — 2·F 4 ·F 3 ·CosL

R 2 = (4800·Сosα) 2 + 200 2 — 2·200·4800·Cosα·CosL

Анализируя выражение, сделаем вывод, что воз будет в покое, если линия действия силы лебедя будет составлять угол 10 0 с горизонтом и угол между силой рака и проекцией силы лебедя будет 112 0 .

R = F 1 , если α=10 0 и L = 112 0

R 2 = (4800·0.98) 2 +200 2 – 2·200·4800·0.98·(-0.37)

Вертикальная составляющая силы лебедя F 4в = 4800·Sinα = 4800·0.17=816

Экспериментальные значения совпали с аналитическими расчётами.

Условие равновесия воза было рассмотрено без учёта сил сопротивления (трение между осью и колёсами, влияние поверхности на движение повозки). Так же был рассмотрен наиболее простой вариант взаимного расположения рака и щуки.

С учётом этих допущений можно сделать вывод, что воз будет находиться в покое, если:

1.масса лебедя равна массе щуки;

2.равнодействующая сил рака и лебедя равна силе приложенной щукой и противоположна ей по направлению;

3. лебедь будет почти скользить по поверхности земли, а «не рваться в облака».

Возможно, воз останется в равновесии, если сила трения или сила сопротивления движению будет больше суммы сил прикладываемых животными, или им не хватит сил.

басня крылова»лебедь рак и щука» с точки зрения физики

Басня про лебедя рака и щуку говорит нам о том что тело сохраняет свою скорость, то есть покоится, если сумма сил действующих на тело равна нулю.

Другие вопросы из категории

Читайте также

2. Какие недостатки имеет кипятильник? ( Объясните почему с точки зрения физики)
3. Почему в Москве снег тает быстрее, чем за городом, даже на открытых участках.( Объясните почему с точки зрения физики)

Я занялся вопросом времени, и для очередного раздела нужна информация от том, что такое «время» с точки зрения квантовой физики.

базе одного центра цивилизации, согласно другой- на базе нескольких центров культур.Какую точку зрения вы считаете правильной?Каковы ваши доводы

ФИЗИКА И ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ЛИТЕРАТУРА: МЕХАНИКА
Басня «Лебедь, Щука и Рак» Ивана Андреевича Крылова

Сегодня в программе басня «Лебедь, Щука и Рак» прославленного русского баснописца Ивана Андреевича Крылова, очаровательная тройка задач по физике и восхитительная пятёрка иллюстраций к басне в исполнении именитых советских художников – Евгения Михайловича Рачёва, Алексея Михайловича Лаптева, Петра Петровича Репкина, Владимира Георгиевича Арбекова, Михаила Афанасьевича Таранова.


Басня «Лебедь, Щука и Рак», вышедшая в свет в 1816 году, и в наши дни не потеряла своей актуальности, не взирая на смену декораций и действующих лиц 😉

ЛЕБЕДЬ, ЩУКА И РАК

Когда в товарищах согласья нет,
На лад их дело не пойдёт,
И выйдет из него не дело, только мука.
──────────
Однажды Лебедь, Рак, да Щука
Везти с поклажей воз взялись,
И вместе трое все в него впряглись;
Из кожи лезут вон, а возу всё нет ходу!
Поклажа бы для них казалась и легка:
Да Лебедь рвётся в облака,
Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.
Кто виноват из них, кто прав, – судить не нам;
Да только воз и ныне там.
1816 г.

Иван Андреевич Крылов (13.02.1769–21.11.1844) – русский публицист, поэт, баснописец, издатель сатирико-просветительских журналов. Более всего известен как автор 236 басен, собранных в девять прижизненных сборников (выходили с 1809 по 1843 г.). Наряду с тем, что большая часть сюжетов басен Крылова является оригинальной, отдельные из них восходят к басням Лафонтена (который, в свою очередь, заимствовал их у Эзопа, Федра и Бабрия).
Эггинк Иван Егорович (1784–1867) – российский живописец, художник-портретист, автор картин исторического жанра. Академик Императорской Академии Художеств в Санкт-Петербурге.

Игорь Владимирович Ильинский (1901–1987) – советский актёр, режиссёр театра и кино, мастер художественного слова (чтец). Герой Социалистического Труда. Народный артист СССР. Лауреат Ленинской премии и трёх Сталинских премий первой степени.

Для любознательных:
Согласно одной из версий, сюжет басни Крылова «Лебедь, Щука и Рак» содержит намёк на события того времени, а именно, на недовольство русского общества действиями политических союзников императора Александра I (война Шестой коалиции против Наполеона); по другой версии, современники связывали сюжет басни с безобразными неурядицами между членами Государственного совета – реформы и комитеты, затеваемые Александром I не в силах были стронуть с места глубоко увязший в разногласиях воз самодержавия. В этом-то, с политической точки зрения, Иван Андреевич Крылов был таки прав 😉 И эти политические неурядицы мастерски изобразил в своей иллюстрации к басне «Лебедь, Щука и Рак» один из самых популярных детских иллюстраторов прошлого века Евгений Михайлович Рачёв
.


Рачёв Евгений Михайлович (1906–02.07.1997) – советский художник-анималист, один из самых популярных детских иллюстраторов прошлого века. Заслуженный деятель искусств РСФСР. Евгений Михайлович Рачёв всю свою творческую жизнь посвятил детской книге, превращая обыкновенных зверей и птиц в сказочных героев.

На что в действительности намекал дедушка Крылов нам с вами неведомо, но цитата: «Лебедь рвётся в облака, Рак пятится назад, а Щука тянет в воду», а также и заглавие басни «Лебедь, Щука и Рак» применяются и в наши дни для характеристики разброда и отсутствия согласованности в каком-нибудь деле…
А теперь… ныряем с головой в мою обожаемую физику 😉

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ЛЕБЕДЕ, ЩУКЕ И РАКЕ
в исполнении Якова Исидоровича Перельмана

История о том, как «лебедь, рак да щука везти с поклажей воз взялись», известна всем. Но едва ли кто пробовал рассматривать эту басню с точки зрения механики. Результат получается вовсе не похожий на вывод баснописца Крылова.

Перед нами механическая задача на сложение нескольких сил, действующих под углом одна к другой. Направление сил определено в басне так:
…Лебедь рвётся в облака,
Рак пятится назад, а щука тянет в воду.

Это значит (см. рис. 1), что одна сила, тяга лебедя (OA), направлена вверх; другая, тяга щуки (OB), – вбок; третья, тяга рака (OC), – назад. Не забудем, что существует ещё четвёртая сила – вес воза, которая направлена отвесно вниз. Басня утверждает, что «воз и ныне там», другими словами, что равнодействующая всех приложенных к возу сил равна нулю.

Равнодействующая (OD) должна увлекать воз в реку.

Так ли это? Посмотрим. Лебедь, рвущийся к облакам, не мешает работе рака и щуки, даже помогает им: тяга лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение колёс о землю и об оси, облегчая тем вес воза, а может быть, даже вполне уравновешивая его, – ведь груз невелик («поклажа бы для них казалась и легка»). Допустив для простоты последний случай, мы видим, что остаются только две силы: тяга рака и тяга щуки. О направлении этих сил говорится, что «рак пятится назад, а щука тянет в воду». Само собой разумеется, что вода находилась не впереди воза, а где-нибудь сбоку (не потопить же воз собрались Крыловские труженики 😉 Значит, силы рака и щуки направлены под углом одна к другой. Если приложенные силы не лежат на одной прямой, то равнодействующая их никак не может равняться нулю.

Поступая по правилам механики, строим на обеих силах OB и OC параллелограмм, диагональ его OD даёт направление и величину равнодействующей. Ясно, что эта равнодействующая сила должна сдвинуть воз с места, тем более, что вес его полностью или частично уравновешивается тягой лебедя. Другой вопрос – в какую сторону сдвинется воз: вперёд, назад или вбок? Это зависит уже от соотношения сил и от величины угла между ними.

Читатели, имеющие некоторую практику в сложении и разложении сил, легко разберутся и в том случае, когда сила лебедя не уравновешивает веса воза; они убедятся, что воз и тогда не может оставаться неподвижным. При одном только условии воз может не сдвинуться под действием этих трёх сил: если трение у его осей и о полотно дороги больше, чем приложенные усилия. Но это не согласуется с утверждением, что «поклажа бы для них казалась и легка».

Во всяком случае, Крылов не мог с уверенностью утверждать, что «возу всё нет ходу», что «воз и ныне там». Это, впрочем, не меняет смысла басни 😉
(«Задача о лебеде, раке и щуке». Занимательная физика», Яков Исидорович Перельман)


Лаптев Алексей Михайлович (10.04.1905–15.01.1965) – советский художник-график и книжный иллюстратор, поэт. Член-корреспондент АХ СССР, Заслуженный деятель искусств РСФСР.

А ещё… Предлагаю читателям заглянуть в замечательный сборник задач по физике для поступающих в вузы (Бендриков, Г.А., Буховцев, Б.Б., Керженцев, В.В., Мякишев Г.Я.) который, в нашей физико-математической школе, народ окрестил «Лебедь, Щука и Рак Буховцева» за картинку на обложке задачника 😉
Переведём басню Ивана Андреевича Крылова «Лебедь, Щука и Рак» на язык формул 😉

Читайте также:  Защита органов дыхания и зрения человека

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ЛЕБЕДЕ, ЩУКЕ И РАКЕ
Из сборника «Задачи по физике для поступающих в вузы»
«Лебедь, Щука и Рак Буховцева» 😉
Авторы: Бендриков, Г.А., Буховцев, Б.Б., Керженцев, В.В., Мякишев Г.Я.

Условие задачи:
Какой путь s за время t пройдёт «юзом» воз массы m, если щука и рак тянут его в противоположные стороны по горизонтали с силами F1 и F2, а лебедь тянет с силой F3 в ту же сторону, что и рак, но под углом α к горизонту? Коэффициент трения между колесами и поверхностью земли равен k. Начальная скорость воза v = 0. Действующие на воз силы изображены на рис. 2

Рассмотрим три варианта решения задачи.

Первый вариант:
Допустим, что: mg F3sinα
и
F = kN = k(mg – F3sinα) > | F2 – F1 + F3cosα |
где N – сила реакции поверхности земли, то получается, что «воз и ныне там» 😉 – воз не сдвинется с места!
таким образом: s = 0

Третий вариант:
Допустим, что: mg > F3sinα
и
F = kN = k(mg – F3sinα) 2 /2 имеем:

Здесь знак «+» относится к случаю F1 > F3cosα + F2 и означает, что воз будет двигаться за щукой, а знак «–» относится к случаю F1Репкин Пётр Петрович (1915–1995) – советский художник-постановщик мультипликационных фильмов. С 1944 – художник-мультипликатор на студии «Союзмультфильм». Работал на студии «Диафильм» все годы её существования – с 1935 по 1993 год. Заслуженный деятель искусств. Член Союза Художников СССР. Член Союза кинематографистов СССР.

И напоследок ещё немножечко поиграемся с бессмертной басней Ивана Андреевича Крылова «Лебедь, Щука и Рак» 😉 Побалуем себя физикой и смелой сатирой – вольной интерпретацией басни в соответствии с реалиями нашей нынешней жизни 😉
В условии этой задачи мы будем считать, что лебедь, рак и щука действительно не сдвинут воз, учитывая, что силы их равны по модулю и что трения между возом и землёй не существует… Не буду спорить, что постановка задачи несколько абсурдна 😉 сложно представить себе, что силы лебедя, рака и щуки равны по модулю, но в математике и физике абстрагироваться очень даже надо уметь.
Биофизику без внимания не оставим и пополним свои знания некоторыми интересностями 😉 а также разбавим горечь сатиры восхитительными иллюстрациями в исполнении именитых советских художников Владимира Георгиевича Арбекова и Михаила Афанасьевича Таранова.

Лирическое отступление для любознательных 😉
Местами биофизическое, местами сатирическое…

Лебедь. Лебеди бывают разные 😉 лебедь-шипун, лебедь-трубач, тундровый лебедь, лебедь-кликун… Длина тела варьирует от 120 до 180 см, размах крыльев от 200 до 240 см, весят от 5–6 до 8–13 кг. Основной корм – водные растения и находящиеся в них мелкие животные (моллюски, водяные ослики). В полёте скорость может достигать 60-80 км/ч. Защищая своё потомство, лебедь ударом крыла, без особого труда может легко проломить череп рыжей плутовке лисице или страшному серому волку.

Рак. Длина тела широкопалого речного рака может достигать 25 см и более. Речной рак питается растительной пищей и преимущественно мёртвыми животными… живыми животными только при удачном стечении обстоятельств 😉 В реке рак и плавает, и ходит головой вперёд. А пятится назад, когда чего-нибудь испугается. Если рак заметил опасность, большую хищную рыбу, например, то, спасаясь, он развивает приличную «заднюю скорость», в чём ему помогает его незаменимый помощник-хвост. Но это скорость весьма скромна и составляет не более 2 км/ч.

Щука. Длина тела до 1,5 м, масса до 35 кг (обычно до 1 м и 8 кг). Щука – хищница (кормится преимущественно рыбой). Скорость с которой щука атакует свою жертву составляет 100 км/ч, правда продолжительность броска составляет всего долю секунды. Попавшись на рыболовный крючок, взрослая щука без труда может вырвать из рук удочку даже у многоопытного рыбака.


Арбеков Владимир Георгиевич (21.10.1927–17.03.2000) – советский режиссёр мультипликационных фильмов, художник-мультипликатор.

А теперь самое интересное – ныряем из пучины биофизики в сатиру!
«Подгоняем данные» под условие задачи 😉 Будем считать, что:

Рак у нас ещё тот молодец-удалец! На кровавых, но весьма сытных хлебах, дарованных 90-ми годами прошлого века, да за чужой счёт, пусть и дурно пахнущий… Откормившийся на такую славу, что ни в сказке сказать, ни пером описать.

Лебедь у нас совсем молодой, ещё толком не оперившийся, да ещё и с переломанными крыльями 🙁 Непрекращающаяся и безответственная реформа образования, депрессивная и развращающая пропаганда в СМИ… – стабильно калечащие поколение за поколением, делают своё дело! Ломают не только крылья, но и поганят душу.

Щука у нас катастрофически старая, оценившая все прелести варварской пенсионной реформы 2018 года по полной программе… и потому бесконечно уставшая, страшно больная – еле-еле живая 🙁

Вот так вот тянут Россию-матушку в разные стороны оборзевшие донельзя олигархи, неприкаянная, растерянная молодёжь и вымирающее советское поколение… Всё это было бы смешно, когда бы не было так грустно…

Силы не равны! К тому ежели учесть, что в данном случае сила измеряется не в ньютонах, а в рублях… Грустно. Физика и жизнь иногда категорически расходятся, однако их может объединить литература! Сатира – обличающая и бичующая ирония. Дедушке Крылову большое за то спасибо. Басня «Лебедь, Щука и Рак», вышедшая в свет в 1816 году, и в наши дни не потеряла своей актуальности, не взирая на смену декораций и действующих лиц 😉 Ну а мы с вами, в рамках этой публикации, договорились абстрагироваться 😉


Таранов Михаил Афанасьевич (1909–1973) – советский художник-график, педагог; профессор графического факультета Ленинградского института живописи, скульптуры и архитектуры им. И. Е. Репина. Заслуженный деятель искусств РСФСР.

Итак, силы лебедя, рака и щуки равны по модулю 🙂

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ЛЕБЕДЕ, ЩУКЕ И РАКЕ
Из сборника «Избранные задачи по физике»
Авторы: Шаскольская М.П., Эльцин И.А.
Олимпиада 1946 года. I тур для учащихся 7-х классов

Условие задачи:
В каких случаях герои басни Крылова лебедь, рак и щука действительно не сдвинут воз, если считать, что силы их равны и что трения между возом и землёй не существует? Ответ сопроводить рисунками.

Решение. 1-й случай
Все три, равные по модулю силы, расположены в одной плоскости и составляют друг с другом углы в 120°, равнодействующая этих сил равна нулю – рис. 3а.

Решение. 2-й случай
Рак и щука тянут воз в прямо противоположные стороны, а лебедь – вертикально вверх – рис. 3б, причём сила тяги лебедя меньше веса воза (последнее условие, однако, в басне не оговорено 😉

Материалы этой статьи полезно будет применить не только на уроках физики и художественной литературы, но и во внеклассной работе.
Надеюсь, что решение предлагаемых в статье задач по физике не только поможет побудить у школьников интерес к предмету, но и расширить их знания и культурный кругозор 😉

Рекомендую любознательным читателям побаловать себя интересностями на зелёных страничках:
§ Созвездие Лебедя
Увлекательное путешествие по звёздному небу к созвездию Лебедя и древнегреческий миф «Леда и лебедь». Предлагаю читателям познакомиться поближе с некоторыми интересными объектами этого созвездия. А также заглянуть в удивительный мир фауны – познакомиться поближе с лебедем-шипуном… затем окунуться с головой в волшебный мир сказки и… по традиции зелёных страничек побаловать себя живописью…
§ Ещё одна иллюстрация в исполнении Евгения Михайловича Рачёва к русской народной сказке «Вешки и корешки» на зелёной страничке «Самый русский овощ: Капуста? Картофель? Репа!». Вашему вниманию занимательно-познавательный материал – увлекательное путешествие в огородно-кулинарное царство! Интересности про капусту, картошку и репу – прародительницу овощных культур, возделываемых на Руси, незаслуженно забытую… на века запечатлённую в русских сказках…

Уважаемые читатели зелёных страничек, рада сообщить вам о выходе в свет моей книги – «Узнавай физику, читая классику».
Впрочем… «моей книги», это таки нескромно сказано 🙂 В первую очередь… это божественная классика художественной литературы: А.П. Чехов, И.А. Бунин, К.Г. Паустовский, А.Н. Толстой… а уж потом мои познавательные комментарии, касающиеся физики и астрономии… Большое спасибо Татьяне Борисовне Дергач – ведущему редактору издательства «Аванта» (ООО «Издательство АСТ»), за слаженную и приятную во всех отношениях работу над книгой.
Книга посвящается моим родителям: маме – Лебедевой Лидии Степановне и папе – Лебедеву Валерию Владимировичу, которые в далёком 1984 году категорически настояли на том :-), чтобы я попробовала свои силы на вступительных экзаменах в РОФМШ

Презентация по физике и литературе на тему:»«Литературное представление о работе сил» (на примере басни Крылова « Лебедь, Щука и Рак» и русской народной сказки «Репка»).

за привлеченного слушателя на курсы профессиональной переподготовки

Описание презентации по отдельным слайдам:

Интегрированный урок :физика и литература по теме : « Литературное представление о работе сил» (на примере басни Крылова «Лебедь, Щука и Рак» и русской народной сказки «Репка». Цель урока : в интересной форме познакомить учащихся с биографией русского писателя, баснописца И.А. Крылова, разобрать басню «Лебедь, Щука и Рак» и русскую народную сказку «Репка». Интерпретировать их в связи с понятием физической величины «Сила»

Об авторе Крылов Иван Андреевич (1769-1844), русский писатель, баснописец, академик Петербургской АН (1841). Издавал сатирические журналы «Почта духов» (1789) и другие. Писал трагедии и комедии, оперные либретто. В 1809-43 создал более 200 басен, проникнутых демократическим духом, отличающихся сатирической остротой, ярким и метким языком. В них обличались общественные и человеческие пороки. Н. В. Гоголь назвал басни Крылова «. книгой мудрости самого народа».

Из автобиографии Родился 2 февраля (14 февраля н.с.) в Москве в семье бедного армейского капитана, получившего офицерский чин только после тринадцатилетней солдатской службы. В 1775 отец вышел в отставку, и семья поселилась в Твери. Образование будущий баснописец получил скудное, но, обладая исключительными способностями, много читая с самого детства, настойчиво и упорно занимаясь самообразованием, стал одним из самых просвещенных людей своего времени. После смерти отца семья осталась без всяких средств к существованию, и Крылову с десяти лет пришлось работать писцом в Тверском суде. Мать не сумела добиться пенсии после смерти мужа, и в 1782 было решено ехать в Петербург хлопотать о пенсии. В столице тоже ничего не удалось добиться, но для Крылова нашлось место канцеляриста в Казенной палате. К тому же Петербург открывал перед ним возможность заниматься литературным трудом. На протяжении 1786 — 1788 Крылов написал трагедии «Клеопатра» и «Филомела» и комедии «Бешеная семья», «Проказники». Имя молодого драматурга вскоре приобретает известность в театральных и литературных кругах.

Читайте также:  С точки зрения экологии популяция не простая сумма особей

Из автобиографии В 1789 Крылов начал издавать сатирический журнал «Почта духов», продолжавший традиции русской сатирической журналистики. Из-за своего радикального направления журнал смог просуществовать только восемь месяцев, но Крылов не оставил намерения возобновить его. В 1792 он создал новый сатирический журнал «Зритель», сразу ставший популярным из-за злободневности своей тематики. В повести «Каиб» аллегорически представлен произвол и лживый либерализм тоталитарного режима, в котором читатель без труда узнавал современную ему Россию. Летом 1792 в типографии был произведен обыск, Крылов попал под надзор полиции, издание журнала пришлось прекратить. В 1791 — 1801 Крылов отошел от журналистской деятельности, скитался по провинции: побывал в Тамбове, Саратове, Нижнем Новгороде, на Украине. Он не переставал сочинять, но его произведения лишь изредка появлялись в печати. После смерти Екатерины II ему удалось поступить на службу к князю С. Голицыну в качестве личного секретаря и учителя его детей. В домашнем театре Голицына была поставлена написанная Крыловым в 1800 шутотрагедия «Трумф, или Подщипа» — остроумная и меткая сатира на Павла I и царский двор.

Из автобиографии В 1801 Крылов завершил комедию «Пирог», поставленную в Петербурге и в Москве. В 1806 возвратился в Петербург, где установил новые литературные связи, написал комедии «Модная лавка» (1806) и «Урок дочкам» (1807). В 1809 вышла первая книга басен Крылова, в которых он выступал не только как моралист, но обличитель «сильных» мира сего, угнетающих народ. Именно басня стала тем жанром, в котором гений Крылова выразился необычайно широко. Девять книг, включающих более 200 басен, составляют басенное наследство Крылова. 8 1812 стал библиотекарем только что открывшейся Публичной библиотеки, где прослужил 30 лет, выйдя в отставку в 1841. Крылов не только оказался хорошим собирателем книг, число которых при нем сильно возросло, но он много работал по составлению библиографических указателей и славяно-русского словаря. 9 ноября (21 н.с.) 1844 в возрасте 75 лет Крылов скончался. Похоронен в Петербурге.

Басня Крылова «Лебедь рак и щука» Когда в товарищах согласья нет, На лад их дело не пойдет, И выйдет из него не дело, только мука. Однажды Лебедь, Рак да Щука Везти с поклажей воз взялись, И вместе трое все в него впряглись; Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу! Поклажа бы для них казалась и легка: Да Лебедь рвется в облака, Рак пятится назад, а Щука тянет в воду. Кто виноват из них, кто прав, — судить не нам; Да только воз и ныне там.

Работа силы Когда человек действует с определенной силой на движущееся тело, то мы говорим, что он совершает работу. Работа совершается в природе всегда, когда на какое- либо тело (воз) в направлении его движения или против него действует сила (или несколько сил) со стороны другого тела(других тел). Лебедь, Рак и Щука совершают работу по преодолению силы трения покоя. В свою очередь ,сила трения ,совершает работу действующая на воз со стороны воздуха. А=F r cos a Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними.

Рассмотрим работу нескольких сил действующих на повозку Если α 90º; А ? 0 Если α =90º; А ?

Равнодействующая сил В нашем случае на воз действует одновременно три силы, стремящиеся везти с поклажей воз. Какие это силы ? То равнодействующая сила будет равна сумме проекций отдельных сил. А чему же будет равна полная работа ? А=

По третьему закону Ньютона: Следовательно А=0 Как бы они не старались сдвинуть воз , он всё равно будет находиться в состоянии покоя.

Один из примеров Мы видим, что равнодействующая сила тоже равна нулю. Fр=F1+F2+F3=0 Попробуйте доказать самостоятельно.

Еще раз убедимся

Чему равна работа действующих на шар сил ?

Вот так мы встречаемся с действием сил когда играем

Русская народная сказка

Тянет, потянет, вытянуть не может

Позвал дед бабку

Дедка за репку , бабка за дедку

Позвала бабка внучку

Позвала внучка , жучку

Позвала жучка, кошку… Позвала кошка, мышку…

Рефлексия “ Пятерочка “ Вам предлагается на листе бумаги обвести свою руку. Каждый палец – это какая – то позиция, по которой необходимо высказать своё мнение. Большой палец – для меня важно и интересно; Указательный палец — мне было трудно ( не понравилось ); Средний – для меня было недостаточно; Безымянный палец – мое настроение; Мизинец – мои предложения. А какая ваша позиция ?

Интегрированный урок: физика и литература по теме :

«Литературное представление о работе сил» (на примере басни Крылова « Лебедь, Щука и Рак» и

русской народной сказки «Репка»).

Учитель физики и математики: Бакулева Е.Л.

Цель урока : в интересной форме познакомить учащихся с биографией русского писателя, баснописца И.А.Крылова,

разобрать басню «Лебедь, Щука и Рак» и русскую народную сказку «Репка». Интерпретировать их в связи с понятием физической величины «Сила».

Методы и средства обучения:

Оборудование: показ слайдов с использованием ИВТ, проектор.

Актуализация опорных знаний:

Учитель формулирует цели предстоящей учебной деятельности и приступает к рассказу о творческой деятельности Крылова.

1.Вводное слово (Об авторе) + слайды- 5 минут

2. Текст басни (слайды)- 2 минуты.

3. Доклад «Силы в природе» с примерами-10 минут.

4.Анализ басни с литературной точки зрения-5минут.

5.Вступительное слово( о сказке)- 5 минут.

6.Текст сказки(слайды)- 5 минут.

8.Рефлексия «Пятерочка» -5 минуты.

  • 1.Организационный момент . (1 мин)
  • 2.Актуализация опорных знаний:

Учитель формулирует цели предстоящей учебной деятельности и приступает к рассказу о творческой деятельности Крылова. (1 мин)

  • 3.Вводное слово об авторе . (5 мин)

Крылов Иван Андреевич

Русский писатель, баснописец, академик Петербургской Академии Наук (1841). Издавал сатирические журналы «Почта духов» (1789) и др. Писал трагедии и комедии, оперные либретто. В 1809 — 43 создал более 200 басен, проникнутых демократическим духом, отличающихся сатирической остротой, ярким и метким языком. В них обличались общественные и человеческие пороки. Н. В. Гоголь назвал басни И. Крылова «. книгой мудрости самого народа».

Родился 2 февраля (14 февраля н.с.) в Москве в семье бедного армейского капитана, получившего офицерский чин только после тринадцатилетней солдатской службы. В 1775 отец вышел в отставку, и семья поселилась в Твери.

Образование будущий баснописец получил скудное, но, обладая исключительными способностями, много читая с самого детства, настойчиво и упорно занимаясь самообразованием, стал одним из самых просвещенных людей своего времени.

После смерти отца семья осталась без всяких средств к существованию, и Крылову с десяти лет пришлось работать писцом в Тверском суде. Мать не сумела добиться пенсии после смерти мужа, и в 1782 было решено ехать в Петербург хлопотать о пенсии. В столице тоже ничего не удалось добиться, но для Крылова нашлось место канцеляриста в Казенной палате. К тому же Петербург открывал перед ним возможность заниматься литературным трудом. На протяжении 1786 — 1788 Крылов написал трагедии «Клеопатра» и «Филомела» и комедии «Бешеная семья», «Проказники». Имя молодого драматурга вскоре приобретает известность в театральных и литературных кругах.

В 1789 Крылов начал издавать сатирический журнал «Почта духов», продолжавший традиции русской сатирической журналистики. Из-за своего радикального направления журнал смог просуществовать только восемь месяцев, но Крылов не оставил намерения возобновить его. В 1792 он создал новый сатирический журнал «Зритель», сразу ставший популярным из-за злободневности своей тематики. В повести «Каиб» аллегорически представлен произвол и лживый либерализм тоталитарного режима, в котором читатель без труда узнавал современную ему Россию. Летом 1792 в типографии был произведен обыск, Крылов попал под надзор полиции, издание журнала пришлось прекратить.

В 1791 — 1801 Крылов отошел от журналистской деятельности, скитался по провинции: побывал в Тамбове, Саратове, Нижнем Новгороде, на Украине. Он не переставал сочинять, но его произведения лишь изредка появлялись в печати.

После смерти Екатерины II ему удалось поступить на службу к князю С. Голицыну в качестве личного секретаря и учителя его детей. В домашнем театре Голицына была поставлена написанная Крыловым в 1800 шутотрагедия «Трумф, или Подщипа» — остроумная и меткая сатира на Павла I и царский двор.

В 1801 Крылов завершил комедию «Пирог», поставленную в Петербурге и в Москве.

В 1806 возвратился в Петербург, где установил новые литературные связи, написал комедии «Модная лавка» (1806) и «Урок дочкам» (1807). В 1809 вышла первая книга басен Крылова, в которых он выступал не только как моралист, но обличитель «сильных» мира сего, угнетающих народ. Именно басня стала тем жанром, в котором гений Крылова выразился необычайно широко. Девять книг, включающих более 200 басен, составляют басенное наследство Крылова.

8 1812 стал библиотекарем только что открывшейся Публичной библиотеки, где прослужил 30 лет, выйдя в отставку в 1841. Крылов не только оказался хорошим собирателем книг, число которых при нем сильно возросло, но он много работал по составлению библиографических указателей и славяно-русского словаря.

9 ноября (21 н.с.) 1844 в возрасте 75 лет Крылов скончался. Похоронен в Петербурге.

  • 4.Текст басни: (2мин)

«Лебедь, Рак и Щука».

Когда в товарищах согласья нет,

На лад их дело не пойдет,

И выйдет из него не дело, только мука.

Однажды Лебедь, Рак да Щука

Везти с поклажей воз взялись,

И вместе трое все в него впряглись;

Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу!

Поклажа бы для них казалась и легка:

Да Лебедь рвется в облака,

Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.

Кто виноват из них, кто прав, — судить не нам;

Да только воз и ныне там.

  • 5.Доклад «Силы в природе» с примерами. (10мин)

Все их действия сводятся к тому, что окружающие нас тела либо приводят в движение другое тело, либо поддерживает это движение, либо же тело остаётся неподвижным.

•Когда человек действует с определенной силой на движущееся тело, то мы говорим, что он совершает работу.

•Работа совершается в природе всегда, когда на какое- либо тело (воз) в направлении его движения или против него действует сила (или несколько сил) со стороны другого тела (других тел).

•Лебедь, Рак и Щука совершают работу по преодолению силы трения покоя. В свою очередь ,сила трения ,совершает работу действующая на воз со стороны воздуха.

•Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними.

И так, какая при этом совершается работа?

Рассмотрим работу нескольких сил действующих на повозку.

Источники:
  • http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2016/12/11/issledovanie-pokoya-voza-v-basne-i-a-krylova
  • http://fizika.neznaka.ru/answer/856681_basna-krylovalebed-rak-i-suka-s-tocki-zrenia-fiziki/
  • http://iralebedeva.ru/physic38.html
  • http://infourok.ru/prezentaciya-po-fizike-i-literature-na-temuliteraturnoe-predstavlenie-o-rabote-sil-na-primere-basni-krilova-lebed-schuka-i-rak-i-307889.html