Питання природознавства в теорії та практиці

Як відомо, рух нашої планети відбувається проти годинникової стрілки, тому рух літаків в одному напрямку з рухом землі - з заходу на Схід - відбувається швидше. Разом з рухом землі і повітряних мас, що містяться в цих повітряних масах шкідливі речовини також рухаються швидше з Заходу на Схід, але це нейтралізується більш високим ступенем очищення відходів, виробленої в країнах Західної Європи, в порівнянні з нашою - «східною». Навіть якщо б це було навпаки, то від цього постраждали країни Америки.

Все що викидають в навколишній світ наші фабрики і заводи, позначається на екологічному стані країн заходу. Коли сталася аварія на Чорнобильській АЕС, першими забили тривогу європейські країни. І по сьогоднішній день вчені і політики цих країн контролюють всі процеси на цій АЕС, стежать за станом реакторів.

Питання № 5

Знаючи закон Архімеда, визначте, на скільки підніметься рівень світового океану, якщо розтануть всі льоди Північного Льодовитого океану?

Відповідь

Для початку варто визначити, що каже закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, яка дорівнює за величиною вазі рідини, витісненої тілом, прикладена в центрі ваги обсягу витісненої рідини і спрямована протилежно напрямку вектора прискорення сили тяжіння в даній точці.

На основі цього закону обсяг води в світовому океані підвищиться на обсяг льоду, що не знаходиться у воді. Тому рівень світового (при постійній площі світового океану, початковий рівень приймаємо за 1) океану підвищиться на:

де: h - рівень світового океану = 1; Vм.о. - Обсяг води світового океану; V л - обсяг розталого льоду, що не знаходиться у воді; hх - на скільки підвищиться рівень світового океану. ¹

Питання № 6

Механізм функціонування течії Гольфстрім такий: нагріта в екваторіальних широтах вода, рухається в бік Північного Льодовитого океану, де, змішуючись з його холодною водою, вона занурюється вниз, і повертається назад. Потепління клімату веде, за рахунок танення льодів, до збільшення частки більш легкої прісної води в приповерхневому шарі, що ускладнить або взагалі припинить процес її опускання вниз. Проаналізуйте, до яких соціальних і політичних наслідків у общепланетной масштабі призведе даний ефект? Чи виграє від потепління клімату Росія, як стверджують деякі «фахівці»?

Відповідь

Якщо частка прісної води збільшиться, то вона буде перебувати на поверхні океану, не змішуючись з солоною водою, то вода течії Гольфстрім, охолоджуючись, не буде опускатися вниз, а продовжить свою течію уздовж північних берегів Росії, що сприятиме подальшому танення льодів і збільшення водяного покриву на поверхні північних земель, збільшиться площа заболочених земель. Росія не може виграти тут нічого, тому що під водою опиняться нафтовидобувні райони, райони видобутку алмазів в Якутії, а при подальшому підвищенні рівня світового океану над поверхнею води можуть виявитися лише гори.

Даний процессявляется небезпечним для Росії, так як інтенсивне танення льодів приведе до затоплення північних райнов країни, на території яких, як відомо зосереджені великі запаси алмазів, нафти, нікелю.

Однак у общепланетной масштабі цей процес може допомогти тим країнам, в яких існує великий недолік прісної води, а таких країн дуже багато.

Питання № 7

Освітленість від кожної зірки обернено пропорційна квадрату відстані до зірки. Щільність зірок у Всесвіті достатньо рівномірна, тобто кількість зірок, від яких з відстані R приходить випромінювання, пропорційно його кубу. Таким чином, кількість світла пропорційно R, а тому що Всесвіт величезна, то небо вночі повинно бути не чорним, а яскраво світитися. Витягніть свої гіпотези, чому це не так?

Відповідь

По-перше, відповідно до закону збереження енергії, вимірювання без джерела (нескінченно далеко від джерела) не може існувати в колишньому вигляді: світлова хвиля з часом повинна згасати, тому світло нескінченно віддалених зірок не буде видно тому це суперечить закону збереження енергії.

По-друге, зірки знаходяться на різній відстані один від одного їх видимий блиск не дає істинного значення їх світності вимірювання зірок спектральних класів О і В доводиться на ультрафіолетову частину спектру, недоступну для спостереження з поверхні землі через поглинання атмосферою. Існує зв'язок між спектрами зірок і їх світностями.

По-третє, зірки у Всесвіті не запалюються всі відразу, вони виникають поступово і мають цикл життя.

По-четверте, закон збереження енергії говорить: «вимір без джерела не може існувати в колишньому вигляді». Тому світлова хвиля повинна згасати поступово і світло нескінченно віддалених зірок не буде видно тому це суперечить закону збереження енергіі.К того ж міжзоряний простір поглащает більшу частину світла, що виходить від зірок.

Питання № 8

Якісно розгляньте рух тіла, кинутого в отвір, просвердленого крізь Землю.

Відповідь

Якщо уявити, що в Землі просвердлений отвір і в нього кинуто тіло, то у напрямку до ядра Землі воно буде рухатися з прискоренням. Не враховуючи внутрішній температурний режим Землі, рух тіла в гравітаційному полі під дією тільки сили тяжіння (рух в полі тяжіння Землі) називають вільним падінням, тоді по 2-му Закону Ньютона: F = m * g, де: m - маса тіла; g - прискорення вільного падіння.

Т.к гравітаційне поле векторне та направлено до центру Землі, то тіло досягнувши центру, в результаті набраної енергії, здійснить равнозамедленние коливання і зупиниться в центрі Землі.

Питання № 9

Використовуючи закон Ньютона, поясніть, чому Місяць, притягаючи до Землі, не падає на неї, і її траєкторія має еліптичний вигляд.

Відповідь

Це явище пояснюється на основі першого закону Ньютона:, який свідчить наступне: «Існують системи відліку, щодо яких тіло зберігає свою швидкість незмінною, якщо на нього не діє інші тіла або дії інших тіл компенсують один одного." Цей закон також називають законом інерції. Місяць не падає на Землю через те, що вона пролітає повз за рахунок наявності у неї дотичної швидкості це значить, Місяць має таку швидкість, яка не дозволяє їй впасти на Землю. Якщо рух Місяця зупинити то вона, звичайно ж, впаде на Землю. Але це не відбудеться тому швидкість Місяця величина постійна, а знаючи про те, що наш супутник обертається по траєкторії, яка називається еліпс, то можна і припустити що її швидкість наближається до 11,2 км / с. (Друга космічна швидкість). Але якщо б вона була така, то Місяць покинула Землю і став супутником Сонця, а поки вона знаходиться біля Землі й обертається по еліптичній орбіті її швидкість більше першої космічної швидкості (7,9 км / с), тому що вона б рухалася по колу.

Питання № 10

Поясніть, намалювавши схему рух Землі навколо Сонця, чому буває літо і зима? У якій півкулі літо тепліше, а в якому довше?

Відповідь

Щодоби Земля робить один оборот навколо своєї осі, яка відхилена від вертикалі на 23,5 °. Через це нахилу на Землі, поки вона обертається по еліптичній орбіті навколо сонця за 365 днів відбувається зміна пір року. Завдяки цьому нахилу, Земля підставляє сонцю то південне, то північну півкулю. Якщо нахилене північну півкулю, то там настає літо, а в південній півкулі в цей час зима. Якщо під дію сонячних променів потрапляє південну півкулю, то там літо, а в північному зима. У північній півкулі літо тепліше, т.к. там знаходиться більше суші, в південній півкулі навпаки знаходиться менше суші, а більше води. Морські повітряні маси охолоджуються повільніше, тому літо там довше.

Питання № 11

Коли світло падає на предмет, то частина світла відбивається. Поясніть, куди дівається решта і як світло взаємодіє з речовиною?

Відповідь

Світло має властивості частинок - корпускул. Корпускулярні властивості світла проявляються при взаємодії з речовиною, наприклад при фотоефекті. Він випромінюється і поглинається окремими «порціями» - квантами або фотонами. Частина світла відбивається, а інша частина віддає свою енергію атомам речовини (речовина нагрівається). Атоми речовини дійшли порушення і випромінюють квант енергії. ²

Питання № 12

Коли португальці припливли на своїх вутлих суденцях в 17 столітті до Китаю, то виявили, що там вже є величезні кораблі водотоннажністю до 10000 тонн з басейнами і досить точним навігаційним обладнанням. Чому португальці припливли до Китаю, а не навпаки?

Відповідь

Прагнення людей до поліпшення умов свого життя шляхом набуття нових знань і заробляння грошей на основі використання цих знань є актуальним у всі історичні епохи. Деякі народи є особливо заповзятливі й завзяті в досягненні цієї мети. Португальці припливли до Китаю, оскільки знали про те, що Китай - країна з високим рівнем розвитку науки, різних знань, оволодіння якими обіцяло великі вигоди. А китайці не прагнули в інші країни щоб ​​уникнути можливого негативного досвіду, який може бути отриманий. Китайці направляли свої зусилля на розвиток і вдосконалення умов свого життя і праці, а також прагнули вберегти все це від руйнування ззовні.

Питання № 13

Під час виникнення кібернетики і генетики з'явилися десятки наук. Чому представники тільки цих наук піддавалися гонінням в нашій країні?

Відповідь

Кібернетика і генетика показували, що людина не має пріоритету перед іншими живими істотами, і точно також як все інше живе підпорядкований дії природно-природних законів. Закони природи однаково діють на всіх рівнях розвитку всіх форм життя. А неосвічені люди, що брали участь в управлінні державою щиро припускали, що всі проблеми можна вирішити за допомогою постанов і директив, а не розмірковувати про якийсь науковому підході до управління або про генетичному коді людини. Ці науки підривали «авторитет» тих, хто керував країною. Існують універсальні закони розвитку і ніхто не має права їх порушувати, незалежно від займаної посади.

Ідеологія командно-адміністративного системи тієї епохи грунтувалася на всебічному контролі за життям кожного громадянина, управління життям через насадження певний ідей, а також контроль і владарювання над усім живим, що оточують «господаря» землі. А ідеологія кібернетики, навпаки спростовувала таке ставлення до розуміння світу. Генетика ж сповідувала істину щодо определнной інформації, закладеної в людину з моменту зачаття, яка управляє многоих його думками і діями. Цим пояснювалася споконвічне прагнення людини до свободи вибору рішень, але це ж і суперечило і засадам та принципам рукодящей політики держави.

Питання № 14

Наведіть власні приклади, що показують, що знання основ природознавства вам потрібно не тільки для розширення кругозору, але і для розуміння процесів, що відбуваються в суспільстві.

Відповідь

У науці існує поняття «гомеопатичні зони» - місця, в яких відбулися надломи земної кори, і життя в тих місцях небезпечно для людини з точки зору впливу на його психологічне здоров'я. На землі спостерігаються випадки, коли люди приходять в одне і те ж місце для здійснення самогубства, в одному будинку всі мешканці скаржаться на погане самопочуття, постійне депресивний стан, що доводять деяких з них до суїциду. Пояснення цього полягає у великому скупченні негативної інформації в надрах землі, і в певних місцях - місцях надлому - ця інформація виходить із землі й має негативний вплив на людей.

У період сонячної активності, яка спостерігається в даний час, на Землі зростає кількість аварій, підвищується смертність від серцево-судинних захворювань. Тому в такі періоди необхідно всім людям бути більш обережними при спілкуванні один з одним (зростає емоційна нестабільність) бути більш уважним, вирушаючи в поїздку, сідаючи за кермо автомобіля.

Питання № 15

Людина існує на Землі, принаймні, не менше мільйона років. Чому природознавство почало розвиватися тільки в останні два тисячоліття, а основні результати отримані за останні сторіччя?

Відповідь

Протягом багатьох століть практичні застосування знань розвивалися незалежно від науки, тому що, по-перше, сама наука не була виділена організаційно, по-друге, не була орієнтована на свідоме застосування знань у технічній сфері. З Нового часу в західній культурі стали розвиватися практичні застосування науки. Поступово природознавство стало зближуватися з технікою, а потім і перетворюватися в техніку, причому розвивався систематичний підхід до об'єктів, такими ж як у науці, підходами - математикою і експериментом. Протягом декількох сторіч виникла і потреба спеціального осмислення ролі техніки в зв'язку зі зростанням її значення для культурного прогресу в 19 -20 ст. Вже близько ста років існує як самостійний науковий напрям «філософія техніки».

Ми живемо в епоху, яку називають науково-технічною революцією. Це означає, що наука перетворилася на провідний чинник розвитку суспільного виробництва і всього життя суспільства, стала безпосередньою продуктивною силою. Якщо звернутися до початку ХХ століття, коли були зроблені великі відкриття в науці і техніці, можна простежити процес підготовки НТР.

Питання № 16

Сформулюйте основні концепції сучасного природознавства і приведіть власні приклади прояви деяких з них у будь-якій області.

Відповідь

Основні концепції сучасного природознавства:

• Концепція відносності простору і часу

• Концепція корпускулярно-хвильового дуалізму та атомної будови речовини

• Концепція невизначеності і додатковості, що є визначальними для квантової механіки

• Концепція фундаментальності випадковості також є основою фізики мікросвіту.

• Концепція незворотності та зростання ентропії в закритих системах

• Концепція безмежності та еволюції Всесвіту

• Концепція ієрархічності побудови нашого світу

• Концепція структурності і організації біологічних об'єктів

• Концепція біосфери та регулюючої ролі біоти.

• Концепція еволюції біологічних об'єктів і біосфери в цілому

• Концепція самоорганізації відкритих систем

• Концепція системності навколишнього світу і нашого знання про нього.

• Концепція єдності природи і суспільства та їх коеволюційній взаімообусловності.

• Концепції корпускулярно-хвильового дуалізму, атомної будови речовини, невизначеності та додатковості квантової механіки, розвиток яких дало потужний поштовх розвитку технікі.Ми вже не можемо уявити собі життя без комп'ютерів, телевізорів з великим плоским екраном. ³

Приклад щодо концепції єдності природи і суспільства та їх коеволюційній взаімообусловності. Людина щодня черпає все життєзабезпечуючі ресурси від природи, природа спсобна існувати без еловек, але людина без неї не зможе. Тому ві ім'я виживання всіх людей на цій планеті, людству як можна інтенсивніше необхідно протидіяти руйнування екосистем всього живого на землі, так як це рівнозначно саморуйнування.

Питання № 17

Поясніть різницю між екологією та охороною навколишнього середовища. Може - чи бути екологія поганий, якщо це наука?

Відповідь

Поняття «екологія» ширше. поняття «охорона навколишнього середовища».

В одному з доповідей директора програми ООН з навколишнього середовища, ще в 1976 р. підкреслювалося, що охорона навколишнього середовища в самому широкому сенсі слова означає в першу чергу розумне і раціональне використання природних ресурсів. Екологія за поданням Ю. Одума, одного з найбільших зарубіжних фахівців «Це міждисциплінарна галузь знань, це наука про устрій багаторівневих систем у природі, суспільстві та про їх взаємодію».

Питання № 18

Розрахуйте підйомну силу килима - літака площею S, який має такі властивості: молекули повітря, що потрапляють на наго зверху, прилипають і скочуються, а вдаряють знизу взаємодіють звичайним способом.

Відповідь

Рух шарів повітря зверху вниз, дає умова для виникнення підйомної сили. Різниця між різними швидкостями створює підйомну силу

чим більше буде швидкість скачування, тим менше буде тиск повітря над килимом-літаком, тим більше буде його підйомна сила.

Питання № 19

Що фізично означає, що ви народилися під таким-то великою, якщо Земля обертається, а тривалість періоду, до якого належить цей знак, близько місяця?

Відповідь

Якщо хтось народився під будь-яким знаком Зодіак, то це означає, що Сонце в момент народження перебував у даному сузір'ї і такого положення Сонця відповідає певне положення планет, надають в цьому те або інше приливне дію, залежно від відстані до планети. Крім того певне положення планет впливає на Сонячні процеси Протягом доби Земля проходить третина свого шляху навколо сонця. Це рух становить близько 1 °, тому сонце щодо зірок кожну добу зміщується на 1 °, а протягом року описує на небі відносно зір велике коло, званий екліптикою. Сонячна система являє собою резонансну систему. Між частотою обертання планет існує зв'язок, яка пояснюється приливними силами між ними, які синхронізують динаміку коливань Сонця. Оскільки приливне дію планет впливає на Сонце, то воно не може впливати на земні процеси.

Питання № 20

Звідки взявся кисень, якщо він хімічно активний і не міг у вільному вигляді надійти з надр Землі?

Відповідь

Кисень в атмосфері Землі накопичено рослинами. Вперше 2 - 3 млрд. років було накопичено приблизно 1 - 2% кисню. Знадобилося ще 2 - 2,5 млрд. для накопичення кисню до зробленого рівня, тобто до 21% у складі атмосферного повітря. ⁴

При фотосинтезі рослинами поглинається з атмосфери вуглекислий газ і виділяється кисень, тому що кисень дуже активний, то в надрах землі він може існувати тільки у в'язаному вигляді, отже постачальником О2 в атмосферу є біота. Кількість О2 в атмосфері в 103 разів перевершує необхідні для розкладання всього органічного вуглецю біосфери (за винятком того, що біота захоронила в надрах землі). Це пов'язано з тим, що при синтезі органічного вуглецю, похованого в осадових породах, що вивільняється кисень не брав участь в подальшому в його розкладанні, а накопичувався в атмосфері.

Питання № 21

Виробляє - чи ліс кисень, якщо при кругообігу в біосфері кількість речовини зберігається? Яка головна функція лісу?

Відповідь

Ліс виробляє кисень, як і всі інші земні рослини. Крім кисню лісу виробляють органічні речовини, без яких неможливе життя на Землі взагалі, а відсутність водно-повітряного режиму, який забезпечується лісами, привів би до катастрофи на планеті.

Займаючи 38% суші землі, лісу виробляють 43% кисню поставляється щорічно усіма земними рослинами. Вони виробляють приблизно 50% органічної речовини створюваного наземними рослинами. Крім цього лісу є фітонцидами, які забезпечують очищення повітря від шкідливих мікробів; лісу покращує мікроклімат, захищають грунт від промерзання, поліпшують водно-повітряний режим, є потужними водорегуляторамі, а так само мають санітарно-гігієнічне та естетичне значення ^5.

Список літератури

1. Кащеєв В.П. Ядерні енергетичні установки. Мінськ: Вища школа, 2003.-548с.

2. Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства. Навчальний посібник. М.: Вища школа, 1999. - 350 с.

3. Карпенків С. Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Академічний проект, 2001. - 639 с.

4. Сидоренко А. В. Соціально-філософські проблеми біосфери і раціонального природокористування. - В кн.: Діалектика в науках про природу і людину. Т. 4. Людина, суспільство і природа в століття НТР. - М.: Наука, 1983 .- 45-51 с.

5. Торосян В. Г. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник. - М.: Вищ. шк., 2002. - 208 с.