8- дәріс тақырыбы: Жалпы білім беретін орта мектепте механика бөлімін оқыту әдістемесі. Мақсаты
Қозғалыс заңдарына тарихи ғылыми әдістемелік талдау жасау
жүктеу/скачать 161,94 Kb.
|
№ 8-Дәріс
| 4 Қозғалыс заңдарына тарихи ғылыми әдістемелік талдау жасау
Өзара әсер ұғымы – ғылымдағы маңызды ұғымдардың бірі. Әр түрлі өзара әсерлер материялық әлемдегі барлық өзгерістердің себепкері. Ал механикада денелердің өзара әсерлесуін қарастыратын барлық қозғалыс заңдарының бір-бірімен тұтас байланысын көреміз (3-сұлба). 3-сұлба. Қозғалыс туралы грек ғалымы Аристотельдің еңбектерінде «Денеге басқа дене немесе күш әсер еткенде ғана қозғалады» деген тұжырым үстем болып келді. Механиканы жаңа оқып үйренуге кіріскен кез-келген оқушы да осылай ойлайды. Бұл түсінікті де, себебі Аристотельдің көзқарасы күндегі көріп жүрген тәжірибеден алынған. Оқушыларға денелердің тек қана тыныштықта болады деген пікірдің дұрыс еместігін итальян ғалымы Галилео Галилей көрсетті. Галилей дененің тыныштық күйін немесе бірқалыпты қозғалысын қарастырып, дене сыртқы әсер болмағанда тыныштық күйде немесе түзу сызықты бірқалыпты қозғалыста болатынын, көлбеу жазықтағы шарлардың қозғалысын зерттеп қорытындылады. 1686 ж. ағылшын физигі және математигі Исаак Ньютон Галилейдің қорытындыларын жалпылап инерция заңын тұжырымдады. Инерция заңына (немесе Ньютонның бірінші заңы) сәйкес денеге басқа денелердің әсері теңгерілген болса, онда ол үдеусіз қозғалады. Ал, дене үдемелі қозғалыста болса, онда әсері сол үдеудің пайда болуына себепші басқа денені көрсетуге болады. Демек, денелердің үдемелі қозғалысқа түсуінің себебі, оған басқа дененің әсер ететіндігінен деп айтуға болады. Өзара әсерге екі дененің де қатысатынын оқушыларға ескерту қажет. Денелердің өзара әсерлесуі кезіндегі үдеулерінің модульдерінің қатынасы әрқашанда тұрақты болады. Мысалға әр түрлі тәжірибелерді (алюминий және болаттан жасалған арбашалармен, өлшемдері бірдей алюминий және болат цилиндрлер кигізілген центрден тепкіш құралмен және т.б.) жасай отырып түсіндіріледі. Бұл тәжірибелерден әсерлесу уақыты бірдей болса да, олардың алатын үдеулерінің модульдері әртүрлі болатынын көруге болады. Үдеуін аз мәнге өзгерткен дене инертті деп аталады. Яғни, кез келген дене өз жылдамдығын өзгерту үшін белгілі бір уақыт керек. Қандай да болмасын дене өзара әсерлесу кезінде жылдамдығын лезде өзгерте алмайды. Бұл дененің инерттілік қасиеті деп аталады. Дененің инерттілік қасиеті – массамен сипатталады. Әсерлескен денелердің массаларын және арқылы белгілесек, онда былай жазуға болады: (1) Өзара әсерлесетін екі дененің үдеулері модульдерінің қатынасы олардың массаларының кері қатынасына тең болады. Бір дененің екіншісіне үдеу туғызатын әсері күш деп аталады. Күш бір дененің екінші денеге әсері ғана емес, санмен өрнектеуге болатын физикалық шама. Күш бір денеге зор үдеу, екіншісіне аз үдеу беруі мүмкін. Егерде бір денеге екі күш түсірілсе, ол дене үдеу алмаса, онда түсірілген күштер модулі бойынша тең, ал бағыттары жағынан қарама-қарсы. Демек, күш тек сан мәнімен ғана емес, бағытымен де анықталады, яғни күш – векторлық шама. Күш - өзі қандай шама және өзі туғызатын үдеумен қалай байланысқан? - деген сұрақтарды оқушыларға қоя отырып, тәжірибелерге жүгінеміз. Арбашалар арқылы жасалған тәжірибелердің қорытындысынан И.Ньютонның екінші заңы тұжырымдалады. Дененің алатын үдеуі әсер етуші күшке тура, ал массасына кері пропорционал болады. (2) Егерде денеге бірнеше күш әсер етсе, онда олардың геометриялық қосындысына тең күштің әсерінде үдеу алады. Бұл күш тең әсерлі немесе қорытқы күш деп аталады. Енді Ньютонның бірінші заңын басқаша тұжырымдауға болады. Егер денеге түсірілген барлық күштердің қорытқы күші нолге тең болса, онда инерциалы санақ жүйелерінде ілгерлемелі қозғалатын дене өзінің тұрақты жылдамдығын сақтайды. Денелердің бір-бірімен әсерлесуі өзара сипатталады. Біз өзара әсерлесуші денелер үдеулерінің модульдерінің қатынасы олардың массаларының кері қатынасына тең: немесе болатынын көрдік. Үдеулердің бағыттары қарама-қарсы болатыны тәжірибелерден көрініп тұр. Математикалық түрде былай жазылады. (3) немесе Ньютонның екінші заңынан: . Бұл теңдік Ньютонның үшінші заңының өрнегі. Денелер бір-біріне модулі бойынша тең және бағыты жағынан қарама-қарсы күшпен әсер етеді. Оқушыларға Ньютонның үш заңы да инерциялы санақ жүйесінде қарастырылғанда дұрыс екенін түсіндіру керек. жүктеу/скачать 161,94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|