При вивченні теми «Механіка» у школярів виникають проблеми в розумінні основних законом динаміки - законів Ньютона. Ці проблеми обумовлені протиріччям між наочністю цих законів (дійсно, кожен учень добре собі уявляє механічний рух, багаторазово його спостерігав, і має інтуїтивні уявлення про закономірності цього руху) і теоретичної глибиною даної теми.
Дійсно, ще в давнину Аристотель дуже наочно і переконливо пояснив причину руху. Він поставив просте запитання - якщо по дорозі осел тягне гарбу, то в чому причина руху гарби? - має простий інтуїтивних відповідь - причина руху гарби - дія осла.
Цей відповідь не піддавався сумніву аж до Галілея, який побачив помилку Аристотеля - причини прямолінійного рівномірного руху взагалі не існує, якщо тіло приведено в рух, то при відсутності перешкоди тіло буде рухатися нескінченно довго:
. ступінь швидкості, що виявляється тілом, непорушним лежить в самій його природі, в той час як причини прискорення чи уповільнення є зовнішніми; це можна помітити лише на горизонтальній площині, бо при русі по похилій площині вниз спостерігається прискорення, а при русі вгору уповільнення. Звідси випливає, що рух по горизонталі є вічним, бо якщо воно є рівномірним, то воно нічим не послаблюється, не вповільнюється і не знищується.
Ця інтуїтивна помилка присутня і на уроках фізики: якщо запитати учнів до вивчення даної теми (а іноді і після її вивчення) «У чому причина прямолінійного рівномірного руху, наприклад, автомобіля по рівній прямолінійною дорозі?», То дуже часто можна почути, що причина руху автомобіля в даному випадку в роботі двигуна. Ця відповідь пов'язаний з тим, що дійсно, якщо вимкнути двигун, то автомобіль дуже швидко зупиниться.
Саме тому необхідно дуже детально пояснювати основні закони динаміки, користуючись не тільки формулюваннями з підручника,
Ось, наприклад, які формулювання першого, другого і третього законів Ньютона можна знайти в підручниках:
С.В. Громов
10 клас Будь-яке тіло, до тих пір, поки воно залишається ізольованим, зберігає свій стан спокою або рівномірного прямолінійного руху Якщо на частку масою m навколишні тіла діють з силою F, то ця частка набуває таке прискорення а, що твір її маси на прискорення дорівнюватиме діючій силі Сили взаємодії двох частинок завжди рівні за модулем і спрямовані в протилежні боки вздовж з'єднує їх прямий
С.В. Громов
8 клас. Будь-яке тіло, до тих пір, поки воно залишається ізольованим, зберігає свій стан спокою або рівномірного прямолінійного руху Твір маси тіла на його прискорення дорівнює силі, з якою на нього діють оточуючі тіла Сили, з якими взаємодіють два тіла, завжди рівні за величиною і протилежні у напрямку
І.К. Кикоин Існують такі системи відліку, щодо яких поступально рушійне тіло зберігає швидкість постійною, якщо на нього не діють інші тіла (або дія інших тіл скомпенсировано) Сила, діюча на тіло, дорівнює добутку маси тіла на що повідомляються цією силою прискорення Тіла діють один на одного з силами рівними по модулю і протилежними за направленням
Сила проявляється, єдино, тільки в дії і після припинення його в тілі не залишається. Тіло продовжує потім утримувати свій новий стан внаслідок однієї тільки (сили) інерції. Походження прикладеної сили може бути різне: від удару, від тиску, від центростремительной сили.
Крім цього, потрібно проводити ряд демонстраційних експериментів. в тому числі і уявний експеримент Галілея.
Досліди Галілея. Візьмемо похилу площину, помістимо на її вершину кульку. Якщо кулька буде скочуватися з похилій площині і потрапляти на нерівний горизонтальну ділянку, то він скоро зупиниться. Якщо горизонтальний ділянку буде рівним, кулька прокотиться далі. Значить, якби з боку горизонтальної ділянки не було ніяких перешкод руху, то кулька б рухався нескінченно довго. А це означає, що для того, щоб тіло рухалося, не потрібно вплив іншого тіла. Значить, причин рівномірного прямолінійного руху немає.
Крім цього Галілей доводить той факт, що в рухається рівномірно і прямолінійно тілі немає ніяких змін. Він каже: ніяким досвідом не можна довести присутність прямолінійного рівномірного руху або його відсутність. Якщо немає змін - рівномірний прямолінійний рух, як і спокій, - це стан тіла, а не процес.
Основні висновки:
Причин рівномірного прямолінійного руху немає:
- Якщо на тіло не діють інші тіла або дія тел скомпенсировано, то тіло рухається рівномірно і прямолінійно
- Якщо тіло рухається рівномірно і прямолінійно, то на нього не діють інші тіла або дія тел скомпенсировано.
- Якщо тіло знаходиться в стані рівномірного прямолінійного руху, то система відліку пов'язана з ним інерціальна.
- Тільки в інерційних системах відліку має місце застосування законів динаміки.
Ще одна проблема виникає при вивченні поняття "інерція". Дане поняття найпростіше розглядати, ставлячи його в протиставлення поняттю інертність, так краще запам'ятовується. Інертність і інерція слова схожі, але мають різне значення.
Інертність - властивість тіл перешкоджати зміні характеру свого руху (швидкості).
Інерція - це стан рівномірного прямолінійного руху або спокою.
Ситуації, коли можна плутати інерцію і інертність:
- При різкій зупинці автобуса пасажири відхиляються вперед. (Внаслідок інертності, яка характеризуються масою, пасажири не можуть миттєво зменшити свою швидкість. Пол автобуса штовхає пасажира назад, тіло відхиляється вперед.)
- Автомобіль рухається по прямому горизонтальному шосе з постійною за величиною і напрямком швидкістю. (Інерція, за визначенням.)
- При різкому повороті автомобіль заносить. (Інертність, дорога силою тертя прагне розвернути автомобіль, але не може внаслідок великої інерції.)
- На столі стоїть стакан з водою. (Інерція, за визначенням).
Вчитель фізики
Муніципальне автономне загальноосвітній заклад середня загальноосвітня школа №4 с. Яжелбіци
Для підтвердження автентичності виданих сайтом документів зробіть запит до редакції.
Про роботу з сайтом
Ми використовуємо cookie.
Якщо ви виявили, що на нашому сайті незаконно використовуються матеріали, повідомте адміністратору - матеріали будуть видалені.