(D) Егер кең бөлме болса, сіздер Жердің айналуын көрсету үшін Фуко маятнигін пайдалана аласыздар.
(G) Оқушылар ғаламтор көмегімен маятник түрлерін және олардың қолданылу аясымен таныса алды. Оқушылар әр түрлі дәуірлерде уақыт қалай өлшенгендігі туралы мәліметтерді беретін шағын көрме немесе презентацияларды дайындап келулеріне болады.
(I) Оқушылар дәптерлеріне әртүрлі маятниктің сызбасын салулары салулары қажет. Әртүрлі тербелмелі жүйелердің ортақ заңдылықтарын көрсете алады: қозғалыстың қайталануы, тепе теңдік күйге қайтарушы күш және т.б. қорытынды жасаулары қажет.
Оқушылар мәліметтерді кестеге жинайды және тербеліс периодын жиілік және бұрыштық жиілік арқылы есептейді.
Оқушылар физикалық теңдеулерді тексеру үшін негізгі өлшем бірліктерін пайдаланады.
|
Мұғалім төмендегі тербелмелі жүйелерге сипаттама бере алады Математикалық маятник маятник
Фуко маятнигі
физикалық маятник
сфералық маятник.
Оқушылар экспериментті жасау алдында топтарда болжам жасай алады және нәтижелердің дұрыстығына көз жеткізу үшін аргументтерді келтіре алады. Экспериментті жасап болғаннан кейін нәтижелерін салыстырады және талқылайды. Мұғалім дұрыс қорытынды жасауға оқушыларға көмектеседі.
Периодты келесі формула бойынша тексеру T = 2 (l/g).
Период Гц немесе с-1 өлшенеді. Бұрыштық жиіліктің өлшем бірлігі келесідей көрсетіледі: [рад• с-1]
Фазалар айырымы градуспен немесе радианмен өлшене алады.
|
Маятниктің түрлері: http://www.ehow.com/list_6967711_different-types-pendulums.html#ixzz2AyRRCwUH
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=2&filename=CircularMotion_ConicalPendulum.xml
қарапайым математикалық маятник
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=OscillatoryMotion_PendulumSHM.xml
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=5&filename=Compilations_NextTime_Pendulum.xml
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=OscillatoryMotion_BasicPendulum.xml
Қарапайыфм маятникті қолдану http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=5&filename=OscillatoryMotion_PendulumLabReview.xml
|
|
9.2.5.9 - тербелістер кезіндегі энергияның сақталуын сипаттау;
|
(G) Оқушылар қорек көзін қосып, «жүктер және серіппе» модельдеумен (ресурстарда келтірілген) тәжірибе жасайды.
Оқушылар екі топқа бөлініп, математикалық және серіппелі маятниктердегі энергияның тасымалдануын салыстырады, аргументтер мен дәлелдер келтіруі мүмкін.
|
Қабілетті оқушылар үшін потенциалдық және кинетикалық энергияның уақытқа тәуелді графиктерін салуы мүмкін.
|
«Жүктер мен серіппе» модельдеу:
http://phet.colorado.edu/sims/mass-spring-lab/mass-spring-lab_en.html
Серіппедегі энергия бойынша жұмыс парағы:
http://phet.colorado.edu/files/activities/2938/Spring%20Simulation%20Energy.doc
Математикалық маятникте энергияның сақталуы
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=OscillatoryMotion_PendulumEnergy.xml
|
|
9.2.5.8 - гармониялық тербелістер кезіндегі координатаның, жылдамдық пен үдеудің өзгеруін график бойынша сипаттай білу;
|
(D) Деректер тіркеушісін пайдалану кезінде олар жылдамдықтың уақытқа және үдеудің уақытқа тәуелді графиктерін тұрғыза алады. Егер тіркеуіш болмаса, онда мұғалім орын ауыстырудың уақытқа тәуелділік графиктері жылдамдық пен үдеуді (еңістерден) анықтау үшін қалай пайдаланылуы мүмкін екендігін сұрауы тиіс.
|
Оқушылар координатаның , жылдамдық және уақыттың графиктерінің арасындағы фаза айырмашылықтарының көрсетіп, координатаның , жылдамдықтың және уақыттың графиктерін тұрғыза алулары тиіс. Олар жылдамдық тербелістің центрінде максимал мәнге ие болатындығын түсінулері тиіс. Центрде үдеу нөлге тең және тербелістің шекті нүктелерінде максимал мәнге ие болады.Координатаның, жылдамдық және үдеу арасындағы фазалардың айырмашылығын осы кезеңде оқушылар білу қажет емес.
|
Қарапайым нармоникалық тербелістер
http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=OscillatoryMotion_SHM.xml
|
|
9.2.5.6 - x=xmaxsinωt гармониялық тербелістер теңдеуін білу және пайдалану;
9.2.5.7 - v=vmaxcosωt гармониялық тербелістер кезіндегі жылдамдық және a=-ω2x (осы кезеңде бағаламау ұсынылған) гармониялық тербелістер теңдеуін білу және пайдалану;
|
(T) Айналмалы қозғалыстың сипаттамасын пайдалана отырып, координата проекциясы x=xmaxsinωt және центрге бағытталатын үдеу a = v2/r = rω2 ретінде көрсетілуі мүмкін. Оқушылар формуланы қорытып шығармастан x=xmaxsinωt теңдеуін жазады.
a(t)=−ω2x
Оқушылар тербелмелі қозғалыстың теңдеуін жазуға және шамаларды анықтауға берілген тапсырмаларды орындайды.
|
Есептеу жүргізу кезінде косинустарды және синустарды есептеу үшін калькулятор радиандар режиміне орналастырылуы тиіс.
Осы теңдеуді 9 сыныпта бағаланбайтын тапсырма ретінде келтіру ұсынылады немесе 11 сыныпқа қалдырылуы мүмкін. Оқушылар x=xmaxsinωt и a=-ω2x теңдеулерін құра алулары және шеше алулары тиіс.
Гармоникалық тербелістегі үдеу координата нүктесіне тура және оның теріс мәніне пропорционалдығын айтады.
|
Есептер шығару мысалдары
http://www.pstcc.edu/departments/natural_behavioral_sciences/Web%20Physics/Chapter015%20Answers.htm
|
|
9.2.5.10 - жүйенің меншікті жиілігіне жақын сыртқы тербелістер жиілігі кезінде тербелістер амплитудасының графикалық өзгерісін сипаттау, сондай-ақ резонанстың сипаттамасын сапалы түсіндіру;
|
(D) Мұғалім шарапқа арналған бокалдың резонансының видеосын көрсете алады (ресурстарда көрсетілген) және демонстрацияны қайталау үшін дыбыс зорайтқыш пен дыбыс сигналдарының генераторын пайдалана алады.
(D) Мұғалім Бартон маятнигін көрсете алады (суретте көрсетілген). Ол сонымен қатар осы модельді үлкен амплитудалы тербелістер өшетін кезде резонанс айқын байқалатынын көрсету үшін пайдаланылады.
(G) Бұл интерактивті модель оқушылармен графиктің түрін және өшу эффектісін көрсету үшін пайдаланыла алады. Сызғыш желіге қосылуы тиіс; сондай-ақ графикті тұрғызу үшін амплитуда және период өлшенуі тиіс.
|
Сыртқы тербелістің әсерінен осциллограф тапсырушы генератордың меншікті жиілігінде вибрацияланып, бірнеше тұрақсыз тербелістен кейін өшеді. Оқушылар сыртқы тербелістің жиілігі тапсырушы генератордың меншікті жиілігіне тең болғанда амплитуда барынша жоғары болады, яғни резонанс туындайтынын білуі қажет.
Бартон маятнигі:
жіп
қағаз конустан жасалған маятник
пластиктен жасалған жабылатын сақианалар
генератор
ауыр аспа (жүк)
Мұғалім меншікті жиілікті көрсететін графикті көрсете алады, ал оқушылар графикке толықтай сипаттама бере алады.
Тапсырушы генератор мен қарастырылатын генератор арасындағы фазалық айырмашылық белгілі болуы міндетті емес, және ол оқушыларды шатастыруы мүмкін. Осциллографтың меншікті жиілігіне қарағанда біршама төмен жиілікті тербеліс кезінде осциллографтың фазада вибрациялануын, бірақ бұрынғысынша фазалар айырмашылығы бар екендігін түсіндіру маңызды.
|
http://physicsnet.co.uk/a-level-physics-as-a2/further-mechanics/forced-vibrations-resonance/
Шарапқа арналған бокал резонансы бойынша бейнеролик:
http://www.youtube.com/watch?v=BE827gwnnk4&safe=active
немесе
http://www.youtube.com/watch?v=JDnNmLkQ3Bc&safe=active
Такома қаласындағы көпірдің қирауын көрсететін видео:
http://www.youtube.com/watch?v=ASd0t3n8Bnc&list=PL7FC90911A89C6D7F&index=2&feature=plpp_video
Видео клип:
http://www.youtube.com/watch?v=zWKiWaiM3Pw&safe=active
Бартон маятнигі:
http://www.pasco.com/prodCatalog/EX/EX-5522_driven-damped-harmonic-oscillations-experimen/index.cfm
Бартон маятнигі туралы видео ролик:
http://www.youtube.com/watch?v=hmyvIC3g198&safe=active
Резонансты модельдеу:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/resonance
Эксперимент:
http://www.pasco.com/prodCatalog/EX/EX-5522_driven-damped-harmonic-oscillations-experimen/index.cfm
|
|
9.2.5.11 - пайдалы немесе теріс резонанс жағдайларына мысал келтіру;
|
(G/I) Оқушылар ғаламтордың және кітаптардың көмегімен резонансты пайдасы мен зиянын зерттей алады. Олар Такома қаласы арқылы бұғаз туралы видеоны көрді және резонанс кездесетін басқа мысалдарды ұсынуы мүмкін, мысалы: машина айнасы немесе киім кешекке арналған центрдентепкіш кептіргіш машина, бір мотордағы бір жиілікте вибрацияланатын қозғалтқыш. Өшетін тербелістердің резонансқа ұшырау әсерін білу жер сілкінісі кезінде ғимараттарды зақымдалудан қорғау үшін пайдалы.
|
Жоғары сапалы скрипка біршама жоғары амплитудамен дыбыс шығарады. Себебі оның кейбір құрылымдары ішектердің әрқайсысының жиілігіне жақын меншікті жиілікке ие болады (мысалы, алдыңғы пластина)
|
Пайдалану және кемшіліктер бойынша идеялар:
http://science.howstuffworks.com/resonance-info.htm
Рубенс трубасы бойынша видеоролик:
http://www.youtube.com/watch?v=HpovwbPGEoo
|