РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ С ВОЕННОЙ ТЕМАТИКОЙ

Литюшкина Марина Ивановна

МОУ «Зайковская СОШ №1 имени Дважды Героя Советского Союза

Г.А.Речкалова, Свердловская область Ирбитский район, п.Зайково

Воспитание гражданина, укрепление его интереса к жизни, любви к своей

стране, потребности творить и совершенствоваться - один из важнейших

приоритетов

государственной

политики

Российской

Федерации

в

сфере

образования.

Воспитательный

компонент

включен

в

федеральные

государственные

образовательные

стандарты.

Это

обусловлено

ростом

значения

воспитания

в

современном

обществе,

приоритетностью

задач

духовно-нравственного

развития

личности,

усиления

воспитательного

потенциала

общего

среднего

образования,

призванного

обеспечить

готовность

учащихся

к

жизненному

самоопределению,

их

социальную

адаптацию.

Школа - институт социализации личности. В значительной мере ценности

личности формируются и вне школы (семья, неформальные объединения, в

СМИ,

культура).

Но

влияние

этих

субъектов

социализации

сегодня,

к

сожалению,

не

всегда

способствуют

осознанию

подростком

своей

неразрывной

связи

с

историей

своего

народа,

его

великим

прошлым.

В

данной

статье

автор

предлагает

использовать

возможности

содержания

учебной

дисциплины

физика

для

военно-патриотического

воспитания

школьников,

как

одно

из

направлений

формирования

духовного

мира

человека,

целостного

научного

мировоззрения,

приобщение

его

к

материальным и духовным ценностям.

За время существования человечества разработаны сотни тысяч образцов

оружия – от каменного топора до межконтинентальной ракеты. Можно с

уверенностью сказать, что история создания оружия – это история развития

человечества. Пытливый ум русских мастеров проникал в самые

сокровенные тайны природы, впитывал все лучшее из мировой практики и

создавал свое, отечественное, неповторимое. Благодаря самоотверженному

труду российских ученых, инженеров, конструкторов у нашей армии есть,

чем защищать свободу и независимость Родины.

Богатый материал для задач с военно-патриотической тематикой дает

история Великой Отечественной войны 1941-1945гг. Его успешно можно

применять при изучении таких разделов физики как «Механика»,

«Динамика», «Тепловые процессы», «Электромагнитные взаимодействия»,

«Оптика».

В годы войны Советский Союз располагался меньшей промышленной

базой, в тяжелейших условиях, превзошел по количеству и качеству боевой

техники и вооружения фашистскую Германию, на которую работала

промышленность почти всей Европы, по количеству и качеству боевой

техники и вооружения. Так, только в 1943 году в Советском Союзе было

выпущено более 24 тысяч танков и самоходных установок (САУ) и 35 тысяч

самолётов.

Советские танки по своим боевым качествам значительно превосходили

немецкие. Особой славой пользовалась средние танки Т-34 конструктора М.

И. Кошкина, тяжелые танки Иосиф Сталин (ИС) и Клим Ворошилов (КВ).

Превосходство наших танков вынудило фашистскую Германию к

перевооружению в ходе войны. В 1943 году на фронт стали поступать танки

«Тигры» и «Пантеры». Но и они не смогли противостоять нашим Т-34, КВ и

ИС. А 50-килограмовые снаряды наших САУ прошивали насквозь и

сбрасывали башни с «Тигров» и «Пантер». За это наши солдаты называли

САУ «Зверобоями».

Начиная с 1941 года, в Германии пытались изготовить танки по типу Т-

34 и КВ, но безуспешно, так как не имели такой прочной броневой стали и

длинноствольных танковых пушек, не знали советской технологии сварки

броневых листов по методу О.Е.Патона.

Для справки:

1.Танк КВ – масса 47,5 т.

Дизельный двигатель мощностью 400 кВт (550 л. с.)

Скорость 35 км/ч

Лобовая броня 75 мм

Пушка 76 мм и 4 пулемета

Экипаж 5 человек

2.Танк Т-IV – масса 24 т

Мощность бензинового двигателя 220 кВт (300 л. с.)

Скорость по шоссе 55 км/ч

Лобовая броня 85 мм

Пушка 75 мм

Экипаж 5 человек

При сравнении технических характеристик танков возникает вопрос: мог ли

танк КВ мощностью 400 кВт утащить два танка Т-IV, суммарная мощность

которых 440 кВт?

Рассмотрим задачу по сравнению русского танка КВ и немецкого Т-IV.

Задача

Определить силу тяги танка КВ, если при скорости 3 км/ч его двигатель развивает

мощность 320кВт, и сравнить ее с силой тяги двух немецких танков Т-IV, которые при

скорости 6 км/ч развивают мощность по 175кВт каждый.

Решение

Полезная мощность вычисляется по формуле Р= F

ϑ

Где Р – сила тяги,

ϑ

- скорость равномерного движения.

1.

Р

1

=320кВт,

ϑ

1

=3 км/ч

F

1

=

P

1

ϑ

1

; F

1

=

320 кВт

3 км

/

ч

=

106,6 кН

2.

ϑ

2

=

6

км

ч

; F

2

=

175 кВт

F

1

=

175

∗

2кВт

6 км

/

ч

=

250

6

=

41,4 кН

Таким образом, можно теоретически доказать, что один танк КВ сможет

утащить за собой два танка T-IV. Борис Полевой рассказал в ноябре 1941

года о подвиге комсомольца Григорьева, который подбил два вражеских

танка. Но во время боя неожиданно танк заглох, и пока наш боец устранял

неполадки, 2 немецких танка взяли КВ на буксир, чтобы утащить в своё

расположение для изучения. В этот момент Григорьев подключил запасные

баки с топливом и на малом ходу утащил их в расположение своей части. За

этот подвиг Григорьев был удостоен звания Героя Советского Союза.

Задачи для самостоятельного решения:

1.

Двигатель истребителя Ла- 7 при скорости 680 км/ч создает силу

тяги 4,2 кН. Определить мощность, развиваемую двигателем

самолета.

2.

Длина направляющих балок реактивной установки БМ – 13 – 5

метров. Масса снаряда – 42,5 кг. Определить силу тяги порохового

двигателя снаряда, если при сходе с балки он развивает скорость 68

м/с. Сопротивление пренебречь.

3.

Сила, действующая на снаряд боевой установки БМ-13 образца 1941

года, громившей захватчиков с самого начала Великой

Отечественной войны 19,6 кН.

ϑ

=355м/с. Какова мощность

данной реактивной установки?

Важной составляющей для работоспособности двигателя, а значит

техники, снарядов - топливо. Им служили бензин, керосин, дизель, порох,

жидкий кислород. Рассмотрим задачи, в которых ведутся расчеты по

сгоранию того или иного топлива.

Задача

Сколько бензина (в кг или литрах) потребуется на 40 минут полета истребителя Ла-7, если

при мощности 800 КВт, КПД его двигателя – 30%. Удельная теплота сгорания бензина –

44400 кДж/кг, плотность – 720 кг/

м

3

.

Решение:

Из формулы для КПД

η

=

P

∗

t

q

∗

m

, следует

m=

P

∗

t

η

∗

q

где Р – мощность двигателя,

t – время,

q – удельная теплота сгорания топлива,

m – масса топлива

Объем бензина вычисляется по формуле:

V

=

m

ρ

m = 144 кг, V = 200 л

Задачи для самостоятельного решения:

1.

Реактивный истребитель МиГ-19С за 1,5 часа полета расходует 3

тонны топлива с удельной теплотой сгорания сгорания 4300

кДж/кг. Определить мощность двигателей самолета (2 двигателя),

если КПД = 30%.

2.

Топливом в первых баллистических ракетах служил керосин и

жидкий кислород с удельной теплотой сгорания 9600 кДж/кг.

Какое количество топлива требуется на 1 секунду работы

двигателей ракеты, если их суммарная мощность 14,7 миллионов

кВт, а КПД = 25%.

3.

Масса порохового заряда 76-мм пушки 8,08 кг. Снаряд массой 6,2

кг вылетает из ствола со скоростью 680 м/с. Определить КПД

выстрела, если удельная теплота сгорания пороха 5 МДЖ/кг.

Но кроме техники важную роль в боевых действиях играет разведка и

быстрая передача данных в штаб и на места. Для этих целей существовали

радиостанции, которые выполняли роль связующего между разведчиками,

командирами и солдатами. Именно благодаря быстрой работе радистов

получалось выполнять сложные и опасные задания, отражать вражеские

атаки.

Задача

УКВ- радиостанция Р-109 м работает в диапазоне частот от 21,5 – 28,5 МГц. Какие длины

волн соответствуют этим частотам?

Решение

l

=

c

v

; l

1

=

3

∗

10

8

21,5

∗

10

6

=

13,95 м

l

2

=

3

∗

10

8

28,5

∗

10

6

=

10,52 м

Задачи для самостоятельного решения

1. Радиоприёмник радиостанции Р- 108 м может принимать волны длиной от

8,22м до 10,71м. В каком частотном диапазоне работает этот приёмник?

2. На какой частоте работает радиолокационная станция, если длина волны

10см?

3. Определить длины волн, соответствующие частотам 30 МГц, 150кГц.

Для справки:

Ла – 7 – Скорость – 680 км/ч

Мощность двигателя – 800 кВт.

Пушки 2 × 20-мм ШВАК

Фугасные авиабомбы ФАБ-50

БМ – 13

Экипаж – 7 человек

Длина в походном положении, м

6,7

Ширина, м

2,3

Высота в походном положении, м

2,8

Вес в походном положении без снарядов, кг 7200

МиГ-19С

Экипаж: 1 пилот

Длина: 12,54 м

Масса пустого: 5172–5447 кг

Вооружение - Стрелково-пушечное: 3 × 30 мм пушки НР-30 с 201 патроном

Точки подвески: 2–4

Управляемые ракеты: до 4 × РС-2У у МиГ-19ПМ

Неуправляемые ракеты: 2–4 × блока по 16–32 ракеты

Бомбы: 2 × от 50 кг до 250 кг бомб

Боец, чтобы безошибочно поражать врага, должен не только знать действие

пули на разных дистанциях, но и результаты взаимодействие пули и оружия

при выстреле. Во время Великой Отечественной войны находившийся на

вооружении советских войск пулемёт конструкции Дягилева (РПД) имел

массу 9 кг, его пули были калибра 7,62мм и массой 9г. При выстреле пуля

приобретала начальную скорость около 700 м/с. Какую скорость отдачи

приобретал при выстреле пулемёт? (Ответ: 0,7 м/с)

При неправильном держании пулемётчик получал сильный удар в плечо, что

могло резко изменить положение пулемёта и траекторию полёта пули (они

могли улететь мимо цели).

Прицельная дальность РПД составляла 1500 м, на большей дистанции пуля

теряла скорость. Боец должен был хорошо знать технические характеристики

своего оружия, чтобы не демаскировать себя.

Задача

Танк Т-34 вооружён 76-миллиметровой пушкой с длиной ствола 3 м. Скорость снаряда

при вылете из ствола 680 м/с. Найти среднее ускорение, с которым снаряд

движется в канале ствола.

Решение

Считая начальную скорость равной нулю, а ускорение постоянным на всём протяжении

ствола, найдём его по формуле:

а

=

υ

2

/(

2 S

)

, где υ = 680 м/с, S = 3 м.

а = 77000 м/с

2

Задачи для самостоятельного решения

1.

Длина ствола 76-мм пушки танка Т-34 3м, масса снаряда 6,2 кг. Длина

ствола 75-мм пушки танка Т-IV 1 м, масса снаряда 5 кг. Сравните

кинетические энергии этих снарядов при вылете из ствола пушки,

считая, что в канале ствола они движутся с одинаковым ускорением

77000м/с.

2.

Сравнить скорости пуль при вылете из ствола ППШ-41 и немецкого

МП-38, если массы пуль 8 и 9г, а энергии 2 и 1,62 кДж соответственно.

«Богом войны” называли артиллерию в годы Великой Отечественной войны.

Советские конструкторы артиллерийских систем перед войной создали

достаточно мощные и совершенные орудия и минометы. 76-мм пушку

конструкции В.Г. Грабина консультант Гитлера по артиллерии профессор

Вольф считал «лучшим 76-мм орудием второй мировой войны” и одной из

«самых гениальный конструкция в истории ствольной артиллерии”. Под

руководством Грабина была создана перед войной 57-мм противотанковая

пушка, не знавшая себе равных, а также мощное 100-мм противотанковое

орудие. Весьма эффективно действовала в годы войны 152-мм гаубица

конструкции Ф.Ф. Петрова. Неувядаемой славой в годы войны покрыли себя

гвардейские минометные части, на вооружении которых находились боевые

машины реактивной артиллерии БМ-13 («Катюша”). Высокая эффективность,

характерный звук залпов нового для того времени оружия наводили ужас

врага. У истоков создания этого мощного оружия стояли Н.И.Тихомиров и

В.А. Артемьев.

Итак, на материале Великой Отечественной Войны можно составить

много интересных задач, которые дают представление о техническом

оснащении нашей армии и ещё раз напоминают о трудолюбии, героизме и

подвиге нашего народа, наших дедов.

Информационные ресурсы.

1.

Ахмедьянова,

А.

Г.

Опыт,

проблемы

и

перспективы

духовно

-

нравственного воспитания школьников / А. Г. Ахмедьянова / Стандарты и

мониторинг в образовании. - 2010. - № 3. - С. 38 - 42.

2.

Духовно

-

нравственное

воспитание

школьников.

Нормативные

документы. Данилюк, А. Я. Концепция духовно - нравственного развития и

воспитания личности гражданина России / А. Я.Данилюк, А. М. Кондаков,

В.

А.

Тишков.-

М.

:

Просвещение,

2009.

(серия

Стандарты

второго

поколения).