Fizyka da się lubić

Fizyka da się lubić - 2013
Oddział Łódzki Polskiego Towarzystwa Fizycznego ogłasza konkurs dla uczniów szkół
ponadpodstawowych. Jest to kolejna (dziewiąta) odsłona konkursu "Fizyka da się lubić" z lat
ubiegłych.
Konkurs odbywać się będzie w dwóch kategoriach: doświadczalnej i literackiej
1) W części eksperymentalnej (drużynowej) zadaniem zespołu będzie, po pierwsze wyznaczyć moc
świeczki, a po drugie określić jej energetyczną sprawność.
Aby wszyscy pracowali w zbliżonych warunkach i aby ich wyniki można było porównać
ustalamy, że:

świeczka ma być standardowa, najtańsza świeczka używana w podgrzewaczach
czajniczków z herbatą. (W aluminiowym pojemniku o kształcie walca o promieniu
podstawy około 18 mm i wysokości około 15 mm znajduje się cienki knot zanurzony
w czymś, co nazywa się potocznie stearyną.) Użycie nietypowej świeczki będzie niemile
widziane,

pomiary mają opierać się na wyznaczeniu szybkości wzrostu temperatury ogrzewanej
świeczką substancji, którą ma być zwykła kranowa (albo destylowana, jak ktoś woli)
woda,

wodę należy ogrzewać w puszce po napoju orzeźwiającym o pojemności 0.33 litra,

do pomiaru temperatury można użyć dowolnego termometru,

czas można mierzyć dowolnym przyrządem do pomiaru czasu,

dla zmniejszenia strat ciepła pojemnik z wodą można zaizolować w dowolny sposób
pamiętając przy tym o spełnieniu warunków bezpieczeństwa w obchodzeniu się z ogniem.
Jest to warunek konieczny!

całość aparatury powinna zmieścić się wewnątrz sześcianu o boku 40 cm.
Dla wyznaczenia sprawności świeczki (a tak naprawdę sprawności całego zestawu
zamieniającego energię chemiczną zawartą w stearynie w ciepło ogrzanej wody) należy
wyznaczoną doświadczalnie moc porównać z energią spalania świeczki w określonym czasie.
W tym celu należy doświadczalnie wyznaczyć szybkość spalania "stearyny" mierząc masę, jaka
ubyła i dzieląc ją przez czas ubywania (palenia). Do tego celu można użyć dowolnej wagi
i dowolnego czasomierza. Dla wyznaczenia wydzielonej energii potrzebne będzie jeszcze ciepło
spalania substancji, z jakiej zrobiona jest świeczka. Jest to wielkość, jaką zaczerpnąć należy
"z literatury". Należy rozpocząć poważne poszukiwania w podręcznikach dotyczących spalania,
no i oczywiście w internecie. Należy zwrócić uwagę na kilka rzeczy:

nie należy opierać się na jednym, pierwszym znalezionym wyniku,

każde źródło, z jakiego skorzystamy powinno być zapisane (dla książek chodzi o autora,
tytuł, rok wydania, wydawnictwo i stronę, gdzie jest potrzebna informacja, dla stron
internetowych ich dokładny adres i data, kiedy zanotowaliście potrzebne liczby, itp.)

jeśli dysponować będziecie kilkoma różnymi wynikami, wcale nie jest oczywiste, że
najlepszą wartością będzie ich średnia arytmetyczna. Na ogół tak nie jest. Użyjcie
rozumu, aby określić wartość, jakiej użyjecie w rachunkach, no i określcie dokładność
(niepewność) takiej a nie innej wartości.
Dalsze szczegóły techniczne i wyjaśnienie kilku kwestii teoretycznych prześlemy później tylko do
zainteresowanych, dlatego prosimy o wcześniejszą informację, że zamierzacie wziąć udział
w konkursie. Materiały, jakie dla Was przygotujemy będą zapewne pomocne w samym wykonaniu
doświadczenia i najpewniej przy opracowaniu danych, oszacowaniu błędów, niepewności, z czym jest
zawsze duży kłopot. Jeśli się nie zgłosicie, nie dostaniecie takiej "podpowiedzi", to oczywiste.
Oczywiście wcześniejsze zgłoszenie nie zobowiązuje do niczego i nie oznacza, że będziecie "musieli"
wystartować. Jeśli nie przyślecie nam wyników, nie będzie Was na żadnych oficjalnych listach. Nie
grozi Wam "ostatnie miejsce", nic Wam nie grozi.
2) Esej (przypominam: "esej - krótka rozprawa naukowa lub literacka ujmująca temat w sposób
subiektywny”) powinien w sposób poważny i twórczy odnieść się do problemu końca świata, który
przewidywany był na koniec grudnia zeszłego (2012) roku.
Jak wiadomo koniec świata nie nastąpił i wielu ludzi było tego pewnych i przed 21 XII, jednak
znaczna liczba innych ludzi nawet, jeśli nie czyniła szczególnych i praktycznych przygotowań na jego
nadejście, czuła pewnie niepokój, albo przynajmniej niepewność. Słyszeliśmy o przykładach małej
paniki w różnych częściach globu, pojawiło się wielu sprytnych "biznesmenów" gwarantujących
przeżycie za mniejszą, lub większą kwotę. Instytucje zupełnie poważne takie jak NASA wyrażały swe
stanowisko w sprawie nadejścia końca, a raczej jego nienadejścia. Mniej poważni "naukowcy"
tworzyli teorię o przemagnesowaniu Ziemi (dokładnie o godzinie 10!) i tragicznych tego skutkach.
Zapewne wszyscy to pamiętamy, a jeśli nie, można przerzucić archiwa i znaleźć wiele pasjonujących
materiałów. O co więc nam chodziło, gdy ustalaliśmy temat eseju? Może najpierw określmy to, o co
nam NIE chodzi:

nie chcemy byście opisywali własnymi słowami tego, co się działo tu i tam, ciekawych
przypadków, ani ciekawych pomysłów innych ludzi wygrzebanych z czeluści internetu,

nie chcemy, abyście udowadniali, że nie było powodów do niepokoju, o ile oczywiście to, co
chcielibyście powiedzieć będzie wyborem z myśli innych, wygrzebanych w internecie…(jw.)

nie chcemy też, abyście pisali, jak mógłby wyglądać koniec świata, gdyby się wydarzył. Jest
to bardzo wdzięczny temat i duże pole do popisu, ale nie tym razem, nie w tym konkursie.
Chcielibyśmy, abyście zastanowili się, DLACZEGO tak wielu ludzi przejęło się szaloną teorią
zbliżającego się końca. Jeśli jest to niepoparta żadnymi racjonalnymi przesłankami historia
wymyślona przez bliżej nie wiadomo, kogo, jeśli żaden (o ile mi wiadomo) poważny człowiek przy
zdrowych zmysłach nie powiedział, że tak właśnie się zdarzy, a raczej wszyscy mówili coś innego,
jeśli wreszcie przeciętnie inteligentny młody (albo i stary) człowiek, zastanowiwszy się przez chwilę
opierając się na poznanych w szkole prawach fizyki i tym, co wynieść powinien z lekcji geografii,
biologii, astronomii czy historii (chodzi o tych biednych Azteków) może, używając rozumu
stwierdzić, że coś w tych teoriach jest chyba nie tak, jeśli tak jest to, dlaczego tak wielu ludzi "dało się
nabrać"? Gdybyśmy mówili o "ciemnym średniowieczu", ktoś mógłby powiedzieć: "Ot, ciemnota!",
ale dziś, gdy każdy ma telefon komórkowy, odbiera telewizję z satelity i wysyła maile obiegające kulę
ziemską w ułamkach sekund, jak to jest możliwe, że znalazłszy wyryty na kamieniu kalendarz z przed
setek lat ludzie wierzą, że jest tam zapisana data końca świata. A to po prostu Aztekom brakło miejsca
na kamieniu. Dlaczego tak jest? Dlaczego świadectwa naukowe (NASA to ci, co wysłali człowieka na
Księżyc i samochodzik na Marsa!) znaczą tak niewiele? No i, idąc dalej tym tropem, po co w ogóle
chodzić do szkoły, uczyć się (fizyki), skoro, przynajmniej w sprawie końca świata, niewiele z tego
wynika. Jak zrobić, abyśmy zmądrzeli? Czy to jest w ogóle możliwe?
Chcielibyśmy abyście przemyśleli te i inne tego typu pytania. Liczymy na ciekawe teksty. Być
może, że Wasze prace będą jedną z nielicznych pozytywnych konsekwencji końca świata w roku
2012, który szczęśliwie nie nastąpił.
W obu kategoriach przyznane będą nagrody ufundowane przez Katedrę Modelowania Procesów
Nauczania Uniwersytetu Łódzkiego i naszego głównego sponsora PGE Górnictwo i Energetyka
Konwencjonalna SA z Bełchatowa i innych sponsorów imprezy. Prace oceni jury powołane przez
Odział Łódzki Polskiego Towarzystwa Fizycznego. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi podczas
XIII Festiwalu Nauki, Techniki i Sztuki 17 kwietnia 2013 roku w Auli Wydziału Fizyki i Informatyki
Stosowanej UŁ.
Oczekujemy prezentacji pokazujących realizację zadania eksperymentalnego w formacie
PowerPointa, OpenOffice'a, flashowych lub htmlowych. Niektóre będą one prezentowane na imprezie
finałowej, a także bardziej szczegółowego opisu wraz z obliczeniami i szczegółami w formacie PDF,
Worda, czy innego popularnego edytora. Nadsyłanie prac drukowanych jest dopuszczone, ale
kłopotliwe – i po co w końcu.
Eseje w formie elektronicznej powinny mieć format, np. najpopularniejszego edytora Worda, może
być też pdf, czy rtx.
Prace prosimy nadsyłać pocztą elektroniczną (w przypadku zbyt wielkich rozmiarów plików, proszę
o maile na adres podany niżej, a uzgodnimy inne formy dostarczenia prac). W plikach esejów
i opracowań prosimy dołączyć podstawowe informacje o autorze (autorach, grupie): imię, nazwisko,
szkoła, klasa itp. W przypadku ich braku, będziemy się dopominać.
Adres to [email protected]
Termin nadsyłania prac: do 31 marca 2013 roku i jest to termin naprawdę ostateczny.
W razie jakichkolwiek pytań i wątpliwości prosimy kontaktować się mailowo: [email protected]