Марафон-2003

С.Н.Кириллов,
УВК № 1830, г. Москва

Театр занимательной науки

Фрагменты из спектаклей

«Играть! Действовать! Думать!» – таков девиз нашего Театра занимательной науки. Цель научных представлений – зажечь в ребятах стремление как можно больше узнать, понять. Сами по себе спектакли нашего театра – большая педагогическая игра, в которой наука представляется как живое дело, как увлекательный детектив. Каждый ученик не только зритель, но и активный участник действа. Мальчишкам и девчонкам подбрасываются закономерности природы, точно пакет с шифровкой. А ум, «прогретый» эмоциями, – уже не сонный ум. Силами актеров нашего театра, учеников 8–10-х классов, только за последние три года подготовлены и показаны спектакли «Тепловые фантазии и прочие удовольствия», «В гостях у электрического злодея», «Не верь глазам своим», «Великие маги – физики», «Чудеса – это просто», «День открытых дверей в лаборатории НИИЧаВо», «О самых простых фокусах природы», «Сила есть, ума не надо?» и «В гостях у дедушки Перельмана». Фрагменты из этих спектаклей, которые мы сейчас вам представляем, были показаны 10 апреля этого года на Дне физики в Доме учителя во время марафона учебных предметов. Как говорится, лучше один раз увидеть...

1. Попасть на спектакль непросто... (Из спектакля «В гостях у дедушки Перельмана»)

Ведущий. Здравствуйте, друзья! Сегодня в этом зале собрались необычные зрители – учителя. Мы рады приветствовать вас в Театре занимательной науки. Чтобы лучше познакомиться, хотим предложить вашему вниманию фрагменты из различных наших спектаклей. А сейчас… (Звонит мобильный телефон.) Извините, срочный звонок. Слушаю! (Пауза. Ведущий меняется в лице.) Не может быть! Как такое могло случиться? И что нам теперь делать?.. (Убирает телефон.) Мне только что сообщили, что вы попали на спектакль без пригласительных билетов. Как же исправить это недоразумение?.. (Улыбка вновь возвращается на его лицо.) Кажется, я нашел выход. Пожалуй, у меня найдется для вас несколько пригласительных билетов. Внесите билеты!

Появляются два помощника с деревянным бруском на плечах, к нему на цепи подвешена подставка со стопкой кирпичей, между которыми заложен билет.

Ведущий. Вот и пригласительный билет. Разрешение на коллективный просмотр. Но вот проблема: он прижат весомыми кирпичами, которые трогать нельзя. Кому мы доверим достать пригласительный билет? (Приглашает одного из зрителей выдернуть билет, взявшись за кончик. Запланированная неудача – бумажный листок рвется.) Не расстраивайтесь, у меня есть еще один. Но прежде чем сделать еще одну попытку, подумайте… Найти решение нам поможет мой друг – рыбак и любитель научных развлечений.

Ведущий перевоплощается: надевает очки, шапку и превращается в торговца. Помощники уносят груз, а на стену вешают две фанерные рыбы – одну в два раза больше другой.

Торговец.Рыба, рыба!.. Свежая рыба!.. Кому рыбешки?.. Налетай, покупай!..

Покупатель (грузин). Здравствуй, дарагой! Зачем так кричишь? Я уже здесь, я твой рыб покупать буду. Панимаешь, дарагой, гости есть, стол есть, деньги есть, рыбы нету. Давай самую тяжелую!

торговец («шепчет» зрителям, приставив руку ко рту).Сразу видно, что этот человек ничего не понимает в научных законах. Такого обмануть не грех (снимает меньшую рыбу). Вот, что просил: самая тяжелая рыба по самой большой цене.

Покупатель. Что-то непохоже…

Торговец. Сейчас мы ее взвесим. (Продавец подвешивает рыбу за колечко на безмен и с ускорением перемещает безмен с грузом снизу вверх.) Смотри на шкалу! У-у-ух, какая тяжелая рыбка! Видел?

Покупатель(удивленно разводит руками). Вах! Кто бы рассказал – не поверил, но тут своими глазам видел. (Уходит с рыбой.)

Торговец. Рыба, рыба!.. Свежая рыба!.. Кому рыбешки?.. Налетай, покупай!..

Девочка. Дедуля, мне бы рыбки.

Торговец. А тебе какую, доченька?

Девочка. Мне вот эту, огромную.

Торговец. Эта килограммов на 50 потянет.

Девочка. А можно, дедушка, я ее сама взвешу?

Торговец. Отчего же нельзя? Взвешивай!

Девочка (с ускорением опуская безмен с рыбой вниз). У-у-ух, какая легкая рыбка!

Торговец (обращаясь к зрителям). Вот таким покупателям я рад! Бесплатно готов товар отдать.

Торговец вновь превращается в ведущего. Грузин и девочка показывают формулы, написанные на обратной стороне фанерных рыб. Ведущий комментирует.

Ведущий. Я думаю, вы все поняли сами. Теперь вы легко догадаетесь, как вытащить пригласительный билет из-под кирпичей.

Дожидается правильного ответа. Зрителя, высказавшего правильную гипотезу, приглашают на сцену для решающего эксперимента.

Ведущий. Верное решение. Надо просто уменьшить вес кирпичей, и желательно до нуля. Прошу последний пригласительный билет на сцену!

Появляются помощники с ношей. Ведущий поясняет зрителю, в какой момент надо тянуть за бумажный кончик. На счет «три» помощники резко опускают брусок с подвешенным грузом на полметра вниз. В свободном падении кирпичи не давят на приглашение, и оно легко освобождается.

Ведущий. Аплодисменты нашему «спасителю», аплодисменты всему залу! Вы заслужили право присутствовать на спектакле Театра занимательной науки.

2. О подвигах барона Мюнхгаузена (из спектакля «О самых простых фокусах природы»)

Ведущий, он же внук барона Мюнхгаузена (обращается к зрителям, держа в руках портрет). Вы узнали, кто здесь изображен? Смотрите внимательнее. А так? (Встает в профиль рядом с портретом.) Вы совершенно правы, это мой прапрадедушка – барон Мюнхгаузен! Наша семья чтит память великого предка. Частенько мы перечитываем дневники барона, в которых он описывает свои приключения. Знакомясь с его африканскими похождениями, я обратил внимание на любопытную запись. Дедушка (так мы называем барона) планировал совершить два подвига, но что из этого вышло – неизвестно. Предлагаю вам провести историческое расследование. (Зачитывает запись в дневнике и показывает пояснительный рисунок.)

Как вы думаете, смог ли он это сделать? Что может помешать дышать через трубку под водой?

Вопрос обсуждается с залом, постепенно все приходят к пониманию: дыхание (расширение грудной клетки) возможно, если человек сможет создать в своих легких давление большее, чем внешнее давление – давление окружающей среды. На сцену приглашается доброволец, который экспериментально должен оценить избыточное давление, которое может создать человек с помощью своих легких. Внук опускает трубку с грузом на конце в сосуд с водой, испытуемый дует в другой конец трубки – в воде идут пузырьки. Постепенно нагруженный конец трубки опускают все ниже, дуть становится все труднее и наконец совсем невозможно, когда глубина достигает примерно 1 м.

Ведущий. Истина, как говорил не по этому поводу Демокрит, в глубине. Предельная глубина Н, как правило, около 1 м. При этом избыточное давление равно гидростатическому.

Плакат с формулой p = rgh висит на стене. Зрители помогают произвести расчет: р = 1000 кг/м3x10 Н/кгxм»104 Па. Это десятая часть нормального атмосферного давления.

Ведущий. Печально, но факт: дедушка не смог бы перейти водоем по дну, если бы столб воды над ним был больше одного метра. Слушайте дальше (зачитывает вторую запись в дневнике)...

Как вы думаете, реальна ли эта задумка?

На сцену приглашаются два зрителя. Внук кладет перед ними на стул надувную резиновую подушку (например, кислородную) с подсоединенной к ней длинной резиновой трубкой. На подушку помещает дощечку с надписью «S = 0,1 м2», а сверху – гирьку (кирпич). Затем предлагает своим помощникам рассчитать, какой груз (вес) можно поднять, если дуть в трубку. Формула F = pS на плакате помогает справиться с расчетом: F = 104 Па x 0,1 м2 = 1000 Н! Одному из зрителей надлежит встать на место гирьки (его необходимо поддерживать за руку), а второму – дуть в трубку. На глазах у всех происходит чудо: дуновением поднят человек! Сотворившему «чудо», внук под аплодисменты вручает бумажную медаль имени Мюнхгаузена (на ленточке).

Ведущий. Я думаю, вы догадались: чтобы поднять дуновением тяжеленного слона, моему дедушке потребовалось всего лишь увеличить размеры дощечки и резиновой подушки. Спасибо вам за то, что вы помогли мне выяснить некоторые обстоятельства из прошлого нашей семьи.

3. Проект «Аu» (из спектакля «День открытых дверей в лаборатории НИИЧаВо»). В этом фрагменте мы сознательно не ведем зрителей за руку к решению, а только создаем проблемную ситуацию, которая, надеемся, взбудоражив их умы, составит пищу для самостоятельных раздумий.

Между рядами, простукивая дорогу палочкой, в темных очках, ушанке и плаще проворно движется с лепец. В его руке жестяная кружка, в которой позвякивают монеты. Он обходит зрителей, уклоняясь от подаяний и двигаясь к сцене. Аналогично действует л аборант (в белом халате).

Слепец(протяжно). Люди добрые, сам я не местный, отстал от самолета, скиньтесь по копеечке!..

Лаборант. Коллеги, сделайте спонсорский взнос на развитие науки… (Оба оказываются на сцене.) Ну, сколько у тебя? (Слепец показывает содержимое кружки.) Не густо, на науку еще меньше дали. Этой суммы и на обычный термос для горячего чая не хватит, а нам нужен сосуд Дьюара – специальный термос для длительного хранения жидкого азота. Надо признать, что КПД нашей попытки сбора средств хуже, чем у лампы накаливания.

Появляется третий коллега, коммерсант, в строгом костюме и галстуке-бабочке.

Коммерсант. Ребята, да вы что? Дедовскими способами в наше время на благое дело денег не достать!

Лаборант. А что ты предлагаешь?

Коммерсант. Надо открыть свою фирму! И для этого нам потребуется стартовый капитал.

Слепец (с надеждой протягивая кружку). Этого хватит?

Коммерсант. Вполне! Так как данная сумма собрана со зрителей, находящихся в этом зале, то все они автоматически становятся акционерами. Наша фирма будет заниматься куплей-продажей драгоценных металлов. Для начала на деньги вкладчиков приобретем пластину из золота. Внесите золотую пластину!

Слепец, лаборант и двое сотрудников лаборатории выносят громадную (150 x 45 см) фанерную выкрашенную желтой краской «пластину», составленную из четырех частей: А, B, С, D (с задней стороны для удобства у каждой части есть ручки).

Коммерсант. Предлагаю наш коммерческий проект назвать «Аu». Так как мы будем иметь дело с большими деньгами, то нам потребуется главный бухгалтер проекта. Ваше честное лицо (обращается к одному из зрителей) подсказывает мне, что вам можно доверять. (Приглашает б ухгалтера на сцену и дает ему в руки счеты.) Пластина имеет прямоугольную форму, так что ее площадь равна произведению длины на ширину. Считайте!

Бухгалтер. Длина – один, два, три… десять единиц. Ширина – три. Тридцать квадратных единиц.

Коммерсант. А теперь переставим местами части нашей пластины. (Помощники выполняют команду.) Новая фигура состоит из двух прямоугольников. Бухгалтер, вычислите их суммарную площадь!

Бухгалтер. 2 x 6 + 4 x 5 = 32!

Коммерсант. Мы получили выигрыш в две квадратные единицы! Думаю, этого с лихвой хватит и на сосуд Дьюара, и на выдачу процентов акционерам.

Лаборант. Но ведь это противоречит основополагающим законам природы! В замкнутой системе масса вещества с точки зрения классической механики должна оставаться неизменной.

Коммерсант. Я показал вам способ, а причина происходящего мне неизвестна. Скажу вам больше (показывает «Доску почета» размером 30 x 100 см, состоящую из двух сдвигающихся относительно друг друга частей.) Лучшие умы нашего института (запомните их – шесть магистров наук) на днях пытались объяснить этот феномен…

Cотрудники(хором). И что?

Коммерсант(сдвигает части доски и одно лицо пропадает). Да ничего хорошего. Один магистр взял, да исчез! Осталась от него одна шляпа. Думаю, что если вы сможете разобраться, куда исчез магистр, то поймете, откуда появилось «лишнее» золото.

4. Спасите доброе имя Галилея (из спектакля «О самых простых фокусах природы»)

Ведущий. Закройте глаза, представьте себя в древней Греции, в IV в. до н.э.

На сцене появляется величественный Аристотель (в хитоне, сандалиях и лавровом венке).

Аристотель. Откройте глаза! Я, великий Аристотель, утверждаю, что тяжелые тела падают быстрее легких, потому что тяжелые притягиваются к Земле сильнее. Это очевидно и в проверке не нуждается. Кто согласен со мной, поднимите руки. (Зрители голосуют: часть – поддерживает, часть – возражает.)

Ведущий. Но ведь в науке ничто не решается большинством голосов! Последнее слово всегда оставалось за его Величеством Экспериментом. И у нас имеется такая возможность. Внимание! Разыгрывается «путевка» в древний итальянский город Пизу. Вижу, что желают почти все, поэтому выберем претендента случайным образом – с помощью детской считалочки. Эни-бени-рики-таки! Буль-буль-буль-караки-шмаки! Энус-бенус-краснаденус-бац! – и счастливчик приглашается на сцену.

За это время помощники выносят и устанавливают в центре сцены нарисованную на плоском куске картона Пизанскую башню (высотой около 1,7 м), а за ней ставят стул, на который встает зритель – экспериментатор. Ведущий предлагает ему, подобно Галилею, провести ряд экспериментов, а для вхождения в образ – надеть на голову четырехугольную шапочку с кисточкой. Затем дает в руки металлический диск и таких же размеров бумажный кружок (оба диаметром по 20 см).

Ведущий. Скажите, какое тело тяжелее и примерно во сколько раз?

Экспериментатор. Металл, раз в двадцать.

Ведущий. А как вы думаете, какое тело первым упадет на землю?

Экспериментатор, взяв тела в разные руки и установив их в горизонтальное положение, роняет оба одновременно с одинаковой высоты Пизанской башни. Металлический диск падает быстрее.

Аристотель (выскакивая из-за кулис). Я же говорил!

В едущий. Подождите, уважаемый Аристотель, мы еще не пришли к окончательному выводу. Согласно вам, если одно тело тяжелее другого в двадцать раз, то падать оно должно во столько же раз быстрее?

Аристотель. Несомненно!

Повторный эксперимент не подтверждает это, и Аристотель печально удаляется.

Ведущий. Подумайте, как сделать так, чтобы эти два тела упали одновременно?

Зрители догадываются, что кружки надо сложить «бутербродом»: тяжелое сверху легкого. Эксперимент подтверждает гипотезу.

Ведущий. А если наоборот? (Эксперимет повторяют – результат тот же.) На тяжелое тело действует сила сопротивления воздуха, а легкое тело «прячется» за ним.

Аристотель (выходит с пистолетом в руке). Я этого не перенесу! (Грохочет выстрел.)

Ведущий. Придумайте, что необходимо сделать, чтобы легкое тело упало на землю быстрее тяжелого, вопреки бедному Аристотелю.

Зрители догадываются, что бумажный кружок надо скомкать в маленький шарик. Шарик падает быстрее диска. Вновь появляется Аристотель. Он печально смотрит на зрителей через картинную рамку с надписью «Классик науки», которую держит в руках.

Аристотель. Видел, видел… Но все равно это противоречит здравому смыслу.

Ведущий. Критерием любой истины является эксперимент, и наши эксперименты нас кое в чем убедили. Давайте зачитаем исторический документ (вручает стоящему на башне свиток), некоторые слова в нем стерты временем, но, думаю, нам не составит труда заполнить пропуски. Ваша задача – делать паузы в таких местах, а мы со зрителями подберем нужные слова. Только читайте громко и четко, а то вас с башни плохо слышно.

Экспериментатор.Мы, благодарные потомки и последователи великого итальянского ученого Галилео Галилея, спустя четыре столетия, с высоты…

Ведущий (показывает и с улыбкой озвучивает плакаты, на которых даны по три варианта ответов, предлагая зрителям выбрать правильный). а) Останкинской; б) Эйфелевой; в) Пизанской.

Зрители. Пизанской!

Экспериментатор. ...башни заявляем на весь мир, что Аристотель…

Ведущий. а) Любил оливки; б) не участвовал в осаде Трои; в) был не прав.

Зрители. Был не прав!

Экспериментатор. ...На быстроту падения тел, кроме силы тяжести, влияет сила…

Ведущий. а) Ума; б) тока; в) сопротивления воздуха.

Зрители. Сопротивления воздуха!

Экспериментатор. ...которая зависит от…

Ведущий. а) Цвета тела; б) даты изготовления; в) размеров и формы тела.

Зрители. Размеров и формы тела!

Экспериментатор.…На Луне пушинка и дробинка упадут…

Ведущий. а) С грохотом; б) никогда; в) одновременно.

Зрители. одновременно!

Экспериментатор.…Ничто не мешает им падать. Да здравствует Галилей! Да здравствует экспериментальный метод познания! Да здравствуют неразгаданные тайны природы, которые были, есть и…

Ведущий. а) Закончились; б) спрятались; в) будут.

Зрители. Будут!

Как только закончатся аплодисменты, появляется воинствующий кардинал (в красном плаще, шапочке и с огромным крестом в руке).

Кардинал. Люди, кому вы поверили?! Галилей – опасный для общества человек, он еретик, его книги надо сжечь, а истины забыть. И сейчас я, кардинал Барберини, докажу вам это. Вот эти две жестяные банки (из-под кофе, красная полностью заполнена песком, синяя – водой) имеют одинаковую форму, а следовательно, и силу сопротивления. Сравним их массы.

Ведущий удерживает в руке большие самодельные рычажные весы, Барберини подвешивает к их крючкам банки.

Кардинал. Красная тяжелее. Галилей придумал способ, как замедлить падение тел. С наклонной плоскости тела скатываться по тем же законам, что и при падении, но значительно медленнее. Воспользуемся изобретением вашего кумира. (Ведущий устанавливает полутораметровую плоскость с небольшим, примерно 5°, углом наклона). По Аристотелю, тяжелая – красная – банка должна прийти первой, а по Галилею – одновременно с легкой, синей. На счет «три» я одновременно отпускаю их. Раз… два… три!.. Синяя скатывается со значительным опережением. Следовательно: а) Галилей не прав! б) Аристотель не прав! в) Никто не прав. Прав только я, кардинал Бар-бе-ри-ни! И если вы не разберетесь в увиденном, не сможете объяснить причину произошедшего, то имя вашего кумира будет запятнано на- веки! (Бросив зрителям, как вызов, «домашнее задание», кардинал удаляется.)

5. И сила уму уступает (из спектакля «Сила есть – ума не надо?»)

Ведущий. Известна ли вам поговорка «Сила есть (ума не надо)»? Не спешите в этой фразе ставить восклицательный знак. Давайте поставим знак вопросительный и разберемся, необходим ли для этого вида деятельности ум. Сейчас нам потребуется грубая физическая сила в количестве шести человек.

Шестеро добровольцев выходят на сцену, во всю длину которой заранее положена как можно более длинная (10–15 м) цепь (канат), берутся по трое за концы и растягивают цепь. Ведущий ставит под середину цепи подставку, на нее кладет учебник «Механика-9». На звенья цепи, ближе к концам, помощники подвешивают по стрелке-указателю «Грубая физическая сила» – они ограничивают часть цепи, за которую участникам эксперимента браться нельзя. Выходит атлет. На нем длинный халат, до поры до времени скрывающий полосатое трико. Нарисованные гримом закрученные усы дополняют образ. Он показывает зрителям обложку учебника на подставке и кладет руку на центр цепи.

Атлет (обращаясь к шестерым добровольцам). Ваша задача – не дать мне опустить руку с цепью до уровня учебника. Вы должны изо всех сил натягивать цепь, но не перетягивать ее. Готовы?

По команде ведущего состязание начинается. Атлет выжидает несколько секунд, а затем, противодействуя натяжению каната, легко опускает руку до уровня учебника, берет его и еще раз показывает всем обложку.

Атлет. Тот, кто физику не знает, сильным никогда не станет! (Добровольцы возвращаются в зал.) Как вы думаете, почему один человек смог победить шестерых? Давайте убедимся, что сила в нашем случае уступила уму.

Два помощника демонстрируют макет – фанерные стрелки-векторы, подвижно соединенные в одной точке, так что можно изменять их положение.

Атлет. Рассмотрим силы, действующие на середину цепи. Красные векторы F1, F2 – это силы натяжения цепи, или «грубая физическая сила». Когда я опускаю руку к учебнику, то угол между ними уменьшается незначительно, и их равнодействующая – вектор F3, направленный вверх, – весьма мал. Так что я незначительной силой (вектор F4, направленный вниз) легко компенсирую усилия своих соперников. Чем длиннее цепь и чем ближе к ней расположен учебник, тем проще мне справиться со своей задачей.

Ведущий. Уважаемая публика, сейчас вы станете свидетелями феноменального трюка, в котором атлет продемонстрирует уникальные возможности своего организма. Номер не для слабонервных, поэтому таковых, если они имеются, просим удалиться. Итак, знаменитая «Чертова кузница»!

Атлет снимает халат, начинает разминаться. Ведущий комментирует все действия, происходящие на сцене.

Ведущий. На краю сцены устанавливается скамья, на нее ложится атлет. Два помощника с превеликим трудом поднимают каменную плиту (бордюрный камень) массой 100 кг, не меньше, и укладывают ее на грудь атлета. На камень кладут железную пластину (для создания звукового эффекта) и ставят консервную банку. И вот появляется кузнец. В руках он сжимает огромный молот. Что он собирается делать? Кузнец замахивается молотом и… несколькими ударами расплющивает банку. Но вот он поднимает молот еще раз. Сейчас что-то произойдет.…

Удар, второй, третий! Их сила нарастает. «Наковальня» звенит. И вот камень раскалывается на груди атлета! Помощники снимают осколки. Атлет, живой и невредимый, встает со скамьи, делает поклон головой. Да, сила у него есть, ему и «чертова кузница» нипочем! (Начинает аплодировать. Зрители подхватывают.)

А тлет. Сейчас я поясню, в чем тут дело. Произведем количественную оценку. (Кузнец как можно медленнее поднимает молот.) В верхнем положении молот массой m обладает только потенциальной энергией Еп = mgH. (Помощники показывают зрителям плакаты с соответствующими формулами.) В нижнем (кузнец перемещает молот вниз) она переходит в кинетическую энергию движения Ек = mv2/2, т.к. кузнец опускает молот, не прикладывая к нему силу. Из равенства этих энергий можно найти скорость молота перед ударом. Она зависит только от высоты и ускорения свободного падения и не превышает 5 м/с. Если считать, что удар молота о камень абсолютно неупругий, то закон сохранения импульса для этих двух тел можно записать так:

где М – масса каменной наковальни, а u – ее скорость после удара. В нашем случае масса молота 4 кг, масса плиты 100 кг: 4x5/100 = 0,2 м/с. Первоначальная скорость уменьшилась в 25 раз. Видите, чем меньше v и m и чем больше М, тем более безопасным становится трюк.

Сила есть, ума не надо? Делайте выводы! Но в зале, я вижу, есть один сомневающийся человек. Именно вас мы и пригласим на сцену (вызывает мужчину). Как вы думаете, много ли усилий требуется, чтобы проткнуть палку бумагой? Совершенно верно, с этим заданием справится и ребенок. Сила есть…

Атлет показывает всем отрезок металлической трубы длиной 15 и диаметром 5–6 см, с одной его стороны делает из листа бумаги «донышко» и закрепляет на трубе аптечной резинкой. Просит зрителя прорвать донышко палкой (длина 50 см, диаметр 2,5–4 см), с чем тот без труда справляется. Атлет делает новое донышко.

Сейчас я лишу вас силы, и вы не сможете справиться с заданием. Для этого мне потребуется «волшебный порошок» (соль, песок).

Ведущий насыпает порошок в трубку (до отметки 8–10 см) и проводит волшебной палочкой над головой зрителя.

Ведущий (делает пассы над головой испытуемого). Крекс-фекс-пекс! Теперь вставьте в отверстие палку. Удерживая трубку вертикально, не вращая палку, попытайтесь продавить ею бумажное донышко. (Выполнить это «простое» задание «лишенный сил» зритель не может.) Вы сможете стать по-настоящему сильными, если будете рассчитывать не только на силу своих мышц, но и на силу своего разума. Запомните хорошенько: и сила уму уступает!

TopList