Задача по физике в китайской средней школе

Решение

Используя классическую формулу S=gt2/2, вычисляем, что g (ускорение свободного падения) равно 9.8085 m/s2. Многие подумают, что это ускорение из-за силы тяжести на полюсах. Они ошибутся, т.к. g на Северном полюсе равно 9.832, что больше значения, которое мы получили. Даже на экваторе g равняется 9.780 m/s2.

Посмотрев на таблицу значений, мы видим, что нужного ускорения можно достичь на 44° широты. Так как в Южном полушарии на данной параллели медведей нет, то место обитания нужных нам медведей находится на 44° северной широты.

В задаче сказано, что медведь упал в яму-ловушку, а это означает, что яма была достаточно большая, чтобы он туда поместился. На суше обитает не так много животных больше медведя, значит данная ловушка была сделана специально для медведей. Вдобавок, т.к. ловушка была на земле, мы можем быть уверены, что это сухопутный медведь, т.к. большинство особей сухопутных медведей имеют плохое зрение, поэтому хуже различают ловушки. В таком случае только варианты B и C могут быть верными.

Яму глубиной 19.617 метров можно легко вырыть только в мягкой почве. Бурые медведи обычно обитают на возвышенностях и в горных лесах. Они свирепые животные и риск охоты на них — велик. Но ценятся они меньше, чем чёрные медведи. Так для получения медвежьих лап и желчи используются в основном чёрные медведи. Т.к. ареал обитания этих двух видов не совпадает, то можем заключить, что правильный вариант C.

Прекрасная задача, не правда ли?

Как под решение тривиальной, по сути задачи о падающем теле подобраны знания геологии, географии, биологии! Но через пару минут меня начал грызть червь сомнения...

А если посмотреть на задачу немного с другой стороны?
Первое, что меня смутило, это точность до третьего знака в определении ускорения свободного падения и полное отстутствие точности в измерении времени. Классическая ошибка лабораторной работы из курса общей физики первого курса – точность определения времени для расчетов явно недостаточна для выводов, которых требует подобная постановка задачи.

Впрочем, ладно, не будем придираться – предположим, что время падения было 2 минуты 00 секунд. Но теперь возникает вопрос – медведь – это далеко не “материальная точка”, для которой только и можно выполнять столь точные расчеты. А как же сопротивление воздуха? Неужели при расчетах с тремя знаками за запятой ими можно пренебречь? Отнюдь, потери в этом случае могут достигать 6%(для медведя массой 400 кг и соответствущими размерами, падающего с высоты 19.6 м. Для сравнения: разница ускорений свободного падения на поверхности Земли не превышает примерно 0.06 м/с2, что соответствует примерно 0.6%), да и то, если яма была достаточно широкая. Если же медведь падал в колодец, то столб воздуха, сжимающийся под ним, подобно поршню в насосе, еще более активно задерживал его падение.

Но это еще не все. ”Яму глубиной 19,617 метров можно легко вырыть только в мягкой почве”.

20 метров мягкой почвы? Почва, как известно, это верхний плодородный слой замной поверхности. Ее слой нигде не достигает 20-метровой глубины, максимум 2-3 метра!

Ошибочка вышла. Нет никакого смысла говорить о том, что медведь свалился в яму в равнинной местности. Некоторые, наоборот, считают, что есть все основания говорить о том, что дело было как раз в горах.

Ну, и напоследок – о географии. Выбор между черным и бурым медведем не поддается никакой логике. Почему черный? Потому что он ценнее.

Откуда-то с потолка притянута информация о том, что бурый медведь живет в горах, а черный – на равнине. В то время, как все обстоит ровно наоборот! Черный у нас именуется гималайским именно потому, что он живет в горах! Ну, а в наших сесерных лесах живут как раз бурые мишки.

Так что чисто логически это должен быть бурый медведь. Широта соответствует Вене, если продлить по широте, то ей соответствует Китай, Монголия, часть Штатов и Канады, частично — Тибет. Вырыть яму-ловушку 19 метров в Гималаях сложно, значит черный медведь вряд ли подходит, несмотря на то, что именно он выбран в качестве правильного ответа.

К чему все это?
А к тому, что при составлении надпредметных задач нужно относиться с особой тщательностью.

Вот, к примеру, на конкурсе “Золотое Руно”, о котором я недавно писал, в заданиях для 5-6 класса организаторами 14% вопросов было признано “некорректными”, то есть содержащими ошибки.

Увы, нужно понимать, что пресловутые задачки с бассейнами – безошибочный вариант для составителей задачников – никто не будет жаловаться на некорректную постановку. А тут – гризли, не гризли…

Каков же правильный ответ?
Да нет, меня не очень интересует правильный ответ описанной задачи – когда задание составлено с такими допущениями, любой ответ может быть… правильным, если он аргументирован.

Я думаю, что задачу эту если и дают действительно в китайской школе, то дают не с тем, чтобы узнать какого цвета медведь попался в яму-ловушку, а чтобы увидеть ход мыслей ученика, его рассуждения.

Вот это и есть настоящее образование.