*Гидравлические машины

1. Какие гидравлические машины есть в легковом автомобиле? Как они действуют? Почему, несмотря на развитие электроники, в автомобиле до сих пор не применяются электрические тормоза?

2. Одним из видов волновых электростанций является «электрическая морская змея» (рис. 10 на обложке) которая состоит из нескольких соединенных между собой цилиндрических поплавков. Когда змея изгибается на волнах, жидкость в ее гидравлической системе приходит в движение и вращает лопасти генератора.

   1. Предложите принципиальную схему устройства такой гидравлической системы.

   2. Как должна быть устроена гидравлическая система, чтобы при любых движениях поплавков жидкость крутила лопасти генератора все время в одном направлении?

Закон Архимеда

1. Рассмотрите один из проектов ветровой электростанции – дирижабля (рис. 15 на обложке).

   1. Куда направлена выталкивающая сила?

   2. Какие еще силы действуют на дирижабль и куда они направлены? Изобразите эти силы и найдите их равнодействующую.

   3. Какие преимущества имеет такая электростанция перед обычными ветряками?

2. Все вы знаете о Гольфстриме – теплом атлантическом течении. Это очень мощный (в 100 раз больше Амазонки) поток теплой воды, идущий из тропиков на север и повышающий температуру в Европе.

   1. Почему теплая вода из тропиков движется по поверхности океана, не опускаясь в глубину?

   2. Теплая вода испаряется сильнее, чем холодная, поэтому воздух над ней более теплый и влажный. Какая погода устанавливается в Европе, когда в нее приходит атлантический воздух?

   3. Как меняется соленость воды в Гольфстриме по мере ее испарения? Как меняется при этом плотность воды?

   4. Что происходит с водой Гольфстрима в северных широтах? Куда и почему будет двигаться дальше остывшая и ставшая более соленой вода?

   5. Как влияет на ее дальнейшее движение добавление пресной воды от тающих льдов Гренландии и Арктики?

*Условие плавания тел

1. Объясните принцип действия электростанции (рис. 21 на обложке), которую предлагается использовать для выработки электроэнергии в тех местах, где есть сильное круглосуточное волнение моря

2. Разлив нефти на суше – серьезное экологическое бедствие, требующее больших расходов на его ликвидацию. Но разлив нефти в море – это уже экологическая катастрофа.

   1. Найдите несколько отличий в поведении нефти на воде и на суше.

   2. Изобразите силы, действующие на нефть в воде.

   3. Как будет вести себя нефть на поверхности волнующегося моря?

   4. Какие особенности холодных северных морей делают разливы нефти в них более опасными, чем в теплых южных?

Механические колебания

1. Приведите примеры механических колебаний, происходящих в природе.

   1. Как можно использовать эти колебания для выработки энергии?

   2. Какие из этих колебаний являются свободными, а какие вынужденными?

   3. Какие из предложенных вами идей уже реализованы на практике? Найдите информацию об этом.

*Период, частота, амплитуда колебаний

1. Вы уже знаете, как устроены волновые электростанции, использующие энергию морских волн. Чаще всего они представляют собой поднимающийся и опускающийся на волнах поплавок.

   1. Если поставить поплавок там, где есть морские приливы и отливы, он тоже будет подниматься и опускаться. Почему же приливные электростанции делают не поплавковыми, а плотинными?

   2. Оцените период, частоту и амплитуду колебаний поплавка волновой электростанции.

   3. А чему будут равны эти характеристики для поплавка приливной электростанции?

Механические волны

1. Далеко от берега в морях и океанах волны на воде, как правило, пологие, но когда волна подходит к берегу, она становится круче и выше.

   1. Почему это происходит?

   2. Где волна обладает бóльшей потенциальной энергией – у берега или далеко от него?

   3. Откуда берется дополнительная потенциальная энергия?

   4. Как можно использовать особенности прибрежных волн для выработки энергии?

*Длина волны

1. Расстояние между гребнями морских волн равно 20 м. Поплавок электростанции поднимается до верхней точки 24 раза в минуту.

   1. С какой скоростью движутся гребни волн?

   2. Есть ли при этом в воде такие места, где скорость движения воды равна найденной вами скорости гребней волн?

   3. Изобразите направление движения воды в разных местах волны.

Звук

1. Ветряные электростанции издают шум во время работы.

   1. Почему конструкторы стремятся уменьшить шум, даже если ВЭС строят далеко от населенных пунктов?

   2. Какие меры по уменьшению шума ВЭС или его вредного воздействия предложили бы вы?

   3. Где можно построить такие электростанции, чтобы их шум не мешал ни людям, ни даже животным?

2. Постоянный сильный шум оказывает вредное воздействие на человека.

   1. Представители каких профессий наиболее подвержены влиянию шума?

   2. На какие органы человека может влиять громкий звук?

   3. Как нужно защищаться от шума?

   4. Как можно доказать человеку, постоянно слушающему очень громкую музыку через наушники, что это вредно и делать этого не нужно?

3. Чему равна длина волны самого низкого и самого высокого звука, который может слышать человек?

   1. Какого размера должны быть предметы, которые смогут поглощать звуковые волны разных частот?

   2. Приведите примеры таких звукопоглощающих предметов.

*Громкость звука и высота тона

1. По мере удаления от магистрали на 50 м лиственные древесные насаждения (акация, тополь, дуб) снижают уровень звука на 4,2 дБ, лиственные кустарниковые – на 6 дБ, ель – на 7 дБ и сосна – на 9 дБ; при удалении от магистрали на 250 м – соответственно на 10; 14; 15,5 и 17,5 дБ.

   1. Что означают приведенные здесь цифры? Найдите какую-нибудь понятную аналогию, позволяющую продемонстрировать это ослабление шума.

   2. Какие звуки лучше поглощаются деревьями – высокие или низкие? Почему?

   3. Иногда для защиты от шума вдоль дорог строят бетонные стены. Какие преимущества имеют лесополосы перед стенами? Почему все-таки иногда предпочтение отдается строительству стен?

2. Шумозащитная функция деревьев зависит от приемов озеленения. Однорядная посадка деревьев с живой изгородью из кустарника шириной в 10 м понижает уровень шума на 3-4 дБ; такая же посадка, но двухрядная шириной 20-30 м – на 6-8 дБ, 3-4-рядная посадка шириной 25-30 м – на 8-10 дБ, бульвар шириной 70 м с рядовой и групповой посадкой деревьев и кустарников – на 10-14 дБ; многорядная посадка или зеленый массив шириной 100 м – на 12-15 дБ.

   1. Попытайтесь объяснить, почему так происходит.

   2. Что происходит со звуковой волной, когда она встречает на своем пути деревья? Почему два и больше рядов деревьев поглощают звук сильнее, чем один ряд?

   3. Почему зимой шумозащитная функция у деревьев меньше, чем летом?

   4. Во сколько раз уменьшается мощность звуковой волны в каждом случае?

3. Что общего у зеленых насаждений и искусственных шумопоглощающих материалов? Какие преимущества имеют многолетние зеленые насаждения перед искусственными материалами?

4. В современных городах много больших гладких твердых поверхностей, в первую очередь стен зданий.

   1. Как ведет себя звук, встречая на пути такие поверхности?

   2. Как можно использовать эти поверхности для поглощения шума и пыли?

5. Звуковые волны отражаются от предмета только тогда, когда его размеры в несколько раз больше длины звуковой волны.

   1. Как летучие мыши используют это свойство волн для ловли насекомых в полной темноте?

   2. Какой длины должны быть звуковые волны, чтобы они отражались от насекомых?

   3. Какой должна быть частота этих звуковых колебаний?

   4. Можем ли мы слышать эти звуки?

6. Найдите информацию и подготовьте сообщения о «неслышимом» звуке: ультразвуковых и инфразвуковых колебаниях. Постарайтесь в своем рассказе ответить на следующие вопросы:

   1. Где и как в природе они возникают, кем, как и для чего используются?

   2. Какие устройства, использующие ультразвук, созданы людьми и для чего они применяются?

   3. Какие приборы и сооружения могут испускать ультра- и инфразвуковые колебания, опасные для здоровья, как избежать этих опасностей?