8- дәріс тақырыбы: Жалпы білім беретін орта мектепте механика бөлімін оқыту әдістемесі. Мақсаты
жүктеу/скачать 161,94 Kb.
|
№ 8-Дәріс
| 6. Ньютон заңдарын оқыту әдістемесі
Ньютонның бірінші заңы. Денелер және олардың айнала қоршауын қарастыру кезінде «инерция» құбылысы мен инерттілік арасындағы байланыстың мәнін ашу қажет. Басқа денелер әсерін тигізбегенде дененің жылдамдығын сақтау қасиеттері инерция құбылысы деп аталады. VII-сынып физикасында өткен осы ұғымды IX-сыныпта тереңдетіп, инерция заңын, яғни Ньютонның бірінші заңы қандай жүйеде орындалатынын айқын көрсеткен дұрыс. Егер қандай жүйеде орындалатыны айтылмаса, онда инерция заңы өзінің мағынасын жояды. Оқушыларға бірде-бір тәжірибеде инерция заңын нақты көрсетуге болмайтынын, себебі табиғатта басқа денелермен әсерлеспейтін дененің жоқ екенін түсіндіру керек. Бұл қиындықты әдістемелік тұрғыдан ойша эксперимент (қозғалысты үйкеліссіз қарастырып) немесе басқа денелердің әсерін ескермей идеялдау арқылы шешуге болады. Ньютонның 1-ші заңын түсіндіруде эксперименттік тәжірибеден бастап дене: 1) тыныштық күйде (салыстырмалы); 2) бірқалыпты түзу сызықты қозғалыста болатын жағдайларды қорытып тұжырымдалады. Ньютонның 1-ші заңының анықтамасы: Егер қозғалыстағы денеге басқа денелер әсер етпесе (немесе басқа денелердің әсерлері компенсацияланса), онда белгілі бір санақ жүйесіне қатысты алғанда іргерлемелі қозғалыстағы дене өзінің тұрақты жылдамдығын немесе тыныштық күйін сақтайды. Ньютонның 1-ші заңы қандай жағдайларда дұрыс болатынын түсіндіру керек. 1) Тек материялды нүкте немесе ілгерілмелі қозғалыстағы денелер үшін (айналмалы дененің қозғалысына қолдануға болмайды). 2) Қандай жағдайларда қолдануға болады, яғни инерциялы және инерциялы емес санақ жүйелерін айыра алулары керек. Бекітуге инерциялы және инерциялы емес санақ жүйелеріне мысалдар келтіріп, оқушыларға «Санақ жүйесі» атты бейнефильмнің үшінші көрінісін көрсетуге болады. Ньютонның екінші заңы Күш және үдеудің қалай байланысатынын анықтау үшін тәжірибеге жүгіну керек. Тәжірибе тек бір күш әртүрлі денелерге әсер ететіндей, яғни массалары түрліше денелерге үдеу беруі қажет. Тәжірибені жасау үшін басқа денелердің бәріне бірдей күшпен әсер ететін денені таңдап алу қажет. Мұндай дене серпімді серіппе болып табылады. Мұнда серпімділік күшінің тамаша қасиеті сол, ол күш тек серіппенің қаншалықты созылғанына немесе сығылғанына ғана тәуелді. Әсер етуші күш біреу ғана болғандықтан ол күшпен барлық денелерге әсер еткенде, оның әсерін сипаттайтын қандайда бір шама болуы керек. Енді соны анықтайық: Тәжірибе 1. Массасы кішкене арбашаларға серіппенің бір ұшын бекітіп, екінші ұшын блок арқылы асылған жүгі бар жіпке бекітеміз. Жерге тартылу салдарынан жүк төмен қарай қозғалады да серіппені ұзындыққа созады (5,а-сурет). ұзындыққа созылған серіппе енді арбаға әсер етеді де, оған үдеу береді. Бұл үдеуді стробоскопиялық әдіспен өлшеп алуға болады. а ә 5 (а,ә)-сурет Тәжірибені енді одан ары күрделендіріп, массасы тағы да сондай арбаша алып, екеуімен осы тәжірибені қайта жасаймыз. Серіппе ұзындыққа созылу үшін ілінетін жүкті басқаша аламыз да, үдеуді стробоскопиялық әдіспен өлшейміз Өлшеудің қорытындысы енді үдеу -ге тең екенін көрсетеді. Осылайша 3,4,5 арбаша алсақ та үдеудің шамасы -ке тең екенін көруге болады. Осыдан шығатын қорытынды: арбашаның массасын қанша арттырсақ, масса мен үдеудің көбейтіндісі тұрақты шама болып қалады. Біз қарастырған тәжірибеден, денелерге тұрақты күшпен әсер еткенде алатын үдеуі осы денелердің массасына кері пропорционал болады. Тәжірибе 2. Енді массалары әр түрлі денелерге серіппе арқылы центрге тартқыш үдеу береміз, ол үшін центрден тепкіш машинаны пайдалануға болады (6,а-сурет). ә Ол үшін алюминийден жасалған массасы денені центрден тепкіш машинаның шыбығына орнатып, серіппенің бір ұшын машинаның А нүктесіне, екінші ұшын денеге бекітіп айналдырамыз (6,б-сурет). Онда массасы дене серіппені соза отырып, А нүктесіне қашықтап серіппе бойымен сырғып 6 (а,ә)-сурет айналдыру нүктесінен қашықтыққа орын ауыстырады. Массасы денеге әсер ететін центрге тартқыш үдеу шеңбердің радиусы бойымен центрге бағытталады. Центрге тартқыш үдеудің модулі мынаған тең (ол кинематика бөлімінде, дененің айналу периоды мен жиілігі тақырыбын өткенде қорытылған): , мұндағы - айналу жиілігі, - дене қозғалып жүрген шеңбердің радиусы. Біз мен -ді өлшеп, үдеудің мәнін табамыз. Енді алюминий денені көлемі сондай болат денемен алмастырып, тура сондай қашықтыққа созылатындай етіп айналу жиілігін таңдап алсақ, онда үдеудің шамасы үш есе аз екендігін көруге болады. Ескерту: Болаттан жасалған дененің массасы, алюминийдікінен үш есе көп. Болат денеге әсер ететін күш те сондай болады. Тәжірибе болат цилиндрдің үдеуі, алюминийге қарағанда, үш есе аз болатынын көрсетеді. Демек, екі дене үшін де көбейтіндісі тұрақты болады. Баяндалған тәжірибелер Ньютонның екінші заңын тұжырымдауға мүмкіндік береді. жүктеу/скачать 161,94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|