Impuls ciała. Opracowanie metodologiczne lekcji szkoleniowej w dyscyplinie „Fizyka” na temat: „Impuls. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy” Przykłady rozwiązywania problemów

Jego ruchy, tj. rozmiar.

Puls jest wielkością wektorową zbieżną w kierunku z wektorem prędkości.

Jednostka impulsu SI: kg m/s .

Pęd układu ciał jest równy sumie wektorów pędów wszystkich ciał wchodzących w skład układu:

Prawo zachowania pędu

Jeżeli na układ oddziałujących ciał dodatkowo działają np. siły zewnętrzne, to w tym przypadku obowiązuje zależność, którą czasami nazywa się prawem zmiany pędu:

W przypadku układu zamkniętego (przy braku sił zewnętrznych) obowiązuje zasada zachowania pędu:

Działanie zasady zachowania pędu może wyjaśnić zjawisko odrzutu podczas strzelania z karabinu lub podczas strzelania artyleryjskiego. Ponadto prawo zachowania pędu leży u podstaw zasady działania wszystkich silników odrzutowych.

Przy rozwiązywaniu problemów fizycznych stosuje się prawo zachowania pędu, gdy nie jest wymagana znajomość wszystkich szczegółów ruchu, ale ważny jest wynik interakcji ciał. Takimi problemami są na przykład problemy dotyczące uderzenia lub zderzenia ciał. Prawo zachowania pędu stosuje się przy rozważaniu ruchu ciał o zmiennej masie, takich jak rakiety nośne. Większość masy takiej rakiety to paliwo. W aktywnej fazie lotu paliwo to ulega wypaleniu, a masa rakiety na tym odcinku trajektorii szybko maleje. Prawo zachowania pędu jest również konieczne w przypadkach, gdy koncepcja ta nie ma zastosowania. Trudno sobie wyobrazić sytuację, w której nieruchome ciało natychmiast nabiera określonej prędkości. W normalnej praktyce ciała zawsze przyspieszają i stopniowo zwiększają prędkość. Jednakże, gdy elektrony i inne cząstki subatomowe się poruszają, ich stan zmienia się gwałtownie, nie pozostając w stanach pośrednich. W takich przypadkach nie można zastosować klasycznej koncepcji „przyspieszenia”.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

Ćwiczenia

Pocisk o masie 100 kg lecący poziomo tor kolejowy z prędkością 500 m/s uderza w samochód z piaskiem o masie 10 ton i utknie w nim. Jaką prędkość uzyska samochód, jeśli poruszał się z prędkością 36 km/h w kierunku przeciwnym do ruchu pocisku?

Rozwiązanie

Układ samochód + pocisk jest zamknięty, więc w tym przypadku można zastosować zasadę zachowania pędu.

Zróbmy rysunek wskazujący stan ciał przed i po interakcji.

Kiedy pocisk i samochód oddziałują na siebie, następuje uderzenie niesprężyste. Prawo zachowania pędu w tym przypadku zostanie zapisane jako:

Wybierając kierunek osi zgodny z kierunkiem ruchu samochodu, zapisujemy rzut tego równania na oś współrzędnych:

skąd bierze się prędkość samochodu po uderzeniu w niego pociskiem:

Przeliczamy jednostki na układ SI: t kg.

Obliczmy:

Odpowiedź

Po trafieniu pocisku samochód będzie poruszał się z prędkością 5 m/s.

PRZYKŁAD 2

Ćwiczenia

Pocisk o masie m=10 kg miał w górnym punkcie prędkość v=200 m/s. W tym momencie rozpadł się na dwie części. Mniejsza część o masie m 1 = 3 kg uzyskała prędkość v 1 = 400 m/s w tym samym kierunku pod kątem do poziomu. Z jaką prędkością i w jakim kierunku poleci większość pocisku?

Rozwiązanie

Trajektoria pocisku jest parabolą. Prędkość ciała jest zawsze skierowana stycznie do trajektorii. W górnym punkcie trajektorii prędkość pocisku jest równoległa do osi.

Zapiszmy prawo zachowania pędu:

Przejdźmy od wektorów do wielkości skalarnych. Aby to zrobić, podnieśmy obie strony równości wektorów do kwadratu i skorzystajmy ze wzorów na:

Biorąc pod uwagę to , a także tamto , znajdujemy prędkość drugiego fragmentu:

Podstawiając wartości liczbowe wielkości fizycznych do otrzymanego wzoru, obliczamy:

Kierunek lotu większości pocisku wyznaczamy za pomocą:

Podstawiając wartości liczbowe do wzoru, otrzymujemy:

Odpowiedź

Większość pocisku spadnie z prędkością 249 m/s pod kątem do poziomu.

PRZYKŁAD 3

Ćwiczenia

Masa pociągu wynosi 3000 ton, a współczynnik tarcia wynosi 0,02. Jaki musi być typ lokomotywy, aby pociąg osiągnął prędkość 60 km/h po 2 minutach od rozpoczęcia ruchu?

Rozwiązanie

Ponieważ na pociąg działa (siła zewnętrzna), układu nie można uznać za zamknięty, a zasada zachowania pędu nie jest w tym przypadku spełniona.

Skorzystajmy z prawa zmiany pędu:

Ponieważ siła tarcia jest zawsze skierowana w kierunku przeciwnym do ruchu ciała, impuls siły tarcia wejdzie w rzut równania na oś współrzędnych (kierunek osi pokrywa się z kierunkiem ruchu pociągu) z znak „minus”:

PĘD CIAŁA JEST wielkością wektorową równą iloczynowi masy ciała i jego prędkości:

Za jednostkę impulsu w układzie SI przyjmuje się impuls ciała o masie 1 kg poruszającego się z prędkością 1 m/s. Jednostka ta nazywa się KILOGRAM-METR NA SEKUNĘ (kg . SM).

SYSTEM ORGANÓW, KTÓRY NIE WCHODZI W INTERAKCJĘ Z INNYMI ORGANAMI NIECZĘŚCIAMI TEGO SYSTEMU, NAZYWA SIĘ ZAMKNIĘTYM.

W zamkniętym układzie ciał zasada zachowania pędu jest spełniona.

W ZAMKNIĘTYM UKŁADIE CIAŁ SUMA GEOMETRYCZNA PĘDU CIAŁA POZOSTAJE STAŁA DLA WSZELKICH ODDZIAŁAŃ CIAŁ TEGO UKŁADU MIĘDZY NIMI.

Ruch reaktywny opiera się na prawie zachowania pędu. Podczas spalania paliwa z dyszy rakiety z określoną prędkością wyrzucane są gazy ogrzane do wysokiej temperatury. Jednocześnie wchodzą w interakcję z rakietą. Jeżeli przed uruchomieniem silnika suma impulsów

rakieta i paliwo było równe zeru, po uwolnieniu gazów powinno pozostać takie samo:

gdzie M jest masą rakiety; V - prędkość rakiety;

m jest masą wyemitowanych gazów; v - natężenie przepływu gazu.

Stąd otrzymujemy wyrażenie na prędkość rakiety:

Główną cechą silnika odrzutowego jest to, że aby się poruszać, nie potrzebuje ośrodka, z którym może wchodzić w interakcję. Dlatego rakieta jest jedynym pojazdem zdolnym poruszać się w przestrzeni pozbawionej powietrza.

Wielki rosyjski naukowiec i wynalazca Konstantin Eduardowicz Ciołkowski udowodnił możliwość wykorzystania rakiet do eksploracji kosmosu. Opracował schemat konstrukcyjny rakiety i znalazł niezbędne składniki paliwa. Prace Ciołkowskiego posłużyły za podstawę do stworzenia pierwszych statków kosmicznych.

Pierwszy na świecie sztuczny satelita Ziemi został wystrzelony w naszym kraju 4 października 1957 r., A 12 kwietnia 1961 r. Jurij Aleksiejewicz Gagarin został pierwszym kosmonautą Ziemi. Obecnie statek kosmiczny eksplorować inne planety Układ Słoneczny, komety, asteroidy. Amerykańscy astronauci wylądowali na Księżycu, a w przygotowaniu jest załogowy lot na Marsa. Ekspedycje naukowe działają na orbicie już od dawna. Opracowano statki kosmiczne wielokrotnego użytku „Shuttle” i „Challenger” (USA), „Buran” (Rosja), trwają prace nad utworzeniem na orbicie okołoziemskiej stacji naukowej „Alfa”, w której będą współpracować naukowcy z różnych krajów.

Napęd odrzutowy jest również wykorzystywany przez niektóre żywe organizmy. Na przykład kałamarnice i ośmiornice poruszają się, wyrzucając strumień wody w kierunku przeciwnym do ich ruchu.

4/2. Zadanie eksperymentalne na temat „Fizyka molekularna”: obserwacja zmian ciśnienia powietrza wraz ze zmianami temperatury i objętości.

Podłącz cylinder z tektury falistej do manometru i zmierz ciśnienie wewnątrz cylindra.

Umieść cylinder w naczyniu z gorącą wodą. Co się dzieje?

Ściśnij cylinder. Co się dzieje?

badanie przestrzeni kosmicznej. Dioda półprzewodnikowa, złącze pn i jego właściwości. Zastosowanie przyrządów półprzewodnikowych. Problem stosowania I zasady termodynamiki.

Impuls ciała– jest iloczynem masy ciała i jego prędkości p = mv (kg * m/s) Pęd ciała to wielkość ruchu. Zmiana pędu ciała jest równa zmianie impulsu siły. ∆p = F∆t
Suma pędów ciał przed oddziaływaniem jest równa sumie impulsów po oddziaływaniu LUB: Suma geometryczna pędów ciał w układzie zamkniętym pozostaje stała. m1v1 + m2v2 = stała

Prawo zachowania pędu leży u podstaw ruchu odrzutowego - jest to ruch, w którym część ciała zostaje oddzielona, a druga otrzymuje dodatkowe przyspieszenie.
Napęd odrzutowy w technologii: NP. (w samolotach i rakietach)
Napęd odrzutowy w przyrodzie: NA PRZYKŁAD (mięczaki, ośmiornice). Bardzo ważne posiada informacje kosmiczne dla dalszego rozwoju nauki i technologii. Badania kosmiczne najwyraźniej doprowadzą w najbliższej przyszłości do rewolucyjnych zmian w wielu dziedzinach inżynierii i technologii, a także w medycynie. Wyniki rozwoju technologii kosmicznej znajdą zastosowanie w pracach przemysłowych i rolniczych, przy badaniu głębin Oceanu Światowego i badaniach polarnych, w zawodach sportowych, w produkcji sprzętu geologicznego i w innych dziedzinach. Dioda półprzewodnikowa to urządzenie półprzewodnikowe posiadające jedno złącze elektryczne i dwa przewody (elektrody).Złącze elektron-dziura to obszar półprzewodnika, w którym następuje przestrzenna zmiana rodzaju przewodnictwa (od elektronicznego obszaru n do obszaru półprzewodnika). obszar p dziury). Urządzenia półprzewodnikowe stosowane są: w kompleksie transportu samochodowego. zapłon elektroniczny. elektroniczna jednostka kontrolująca. Diody LED: czujniki, reflektory, sygnalizacja świetlna itp. Globalny System Pozycjonowania. Telefony komórkowe

6 Prawo powszechnego ciążenia. Powaga. Swobodny spadek ciał. Masy ciała. Nieważkość. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna, linie indukcji magnetycznej. Siła amperowa i jej zastosowanie. Zadanie polega na zastosowaniu wzorów na pracę lub moc prądu stałego.

Prawo grawitacji Prawo Newtona opisujące oddziaływanie grawitacyjne w ramach mechaniki klasycznej. Prawo to odkrył Newton około 1666 roku. Stwierdza, że siła przyciągania grawitacyjnego pomiędzy dwoma materialnymi punktami masowymi oddalonymi od siebie odległością jest proporcjonalna do obu mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Powaga- siła działająca na dowolne ciało materialne znajdujące się w pobliżu powierzchni Ziemi lub innego ciała astronomicznego. Swobodny spadek- ruch jednostajnie zmienny pod wpływem siły ciężkości, gdy innych sił działających na ciało nie ma lub są one pomijalnie małe. Waga- siła ciała działająca na podporę (lub zawieszenie lub inny rodzaj mocowania), zapobiegająca upadkowi, powstająca w polu ciężkości P=mg. Nieważkość- stan, w którym siła oddziaływania ciała z podporą (masą ciała), powstająca w związku z przyciąganiem grawitacyjnym, działaniem innych sił masowych, w szczególności siły bezwładności powstającej podczas przyspieszonego ruchu ciała, jest równa nieobecny. Pole magnetyczne- pole siłowe działające na poruszające się ładunki elektryczne i na ciała posiadające moment magnetyczny, niezależnie od stanu ich ruchu. Indukcja magnetyczna- wielkość wektorowa będąca siłą charakterystyczną dla pola magnetycznego (jego działania na naładowane cząstki) w danym punkcie przestrzeni. Określa siłę, z jaką pole magnetyczne działa na ładunek poruszający się z dużą prędkością.
Linie indukcji magnetycznej- linie, do których styczne są skierowane w taki sam sposób, jak wektor indukcji magnetycznej w danym punkcie pola.

7 Zjawisko indukcji elektromagnetycznej, zastosowanie tego zjawiska. Prawo indukcji elektromagnetycznej. Reguła Lenza. Stanowisko. Futro. energia. Energia kinetyczna i potencjalna. Prawo konserwacji futra. energia. E.Z: Pomiar całkowitej rezystancji obwodu elektrycznego w połączeniu szeregowym. Indukcja elektromagnetyczna to zjawisko pojawienia się torusa elektrycznego w obwodzie zamkniętym, gdy zmienia się przepływający przez niego strumień magnetyczny. Została odkryta przez Michaela Faradela. Zjawisko elektryczne MAK. wprowadzenie stosowane w urządzeniach elektrycznych i radiotechnicznych: generatorach, transformatorach, dławikach itp. Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya to podstawowe prawo elektrodynamiki dotyczące zasady działania transformatorów, dławików, wielu typów silników elektrycznych i generatorów. Prawo mówi: dla dowolnej pętli zamkniętej indukowana siła elektromotoryczna (EMF) jest równa szybkości zmian strumienia magnetycznego przechodzącego przez tę pętlę, brane ze znakiem minus. Reguła Lenza określa kierunek prądu indukcyjnego i stwierdza: prąd indukcyjny ma zawsze taki kierunek, że osłabia działanie przyczyny wzbudzającej prąd. Futro. Stanowisko- jest wielkością fizyczną będącą skalarną ilościową miarą działania siły lub sił na ciało lub układ, w zależności od wartości liczbowej, kierunku działania siły (sił) oraz od ruchu punktu (punktów), ciała lub system W fizyce futro. energia opisuje sumę energii potencjalnej i kinetycznej dostępnych w elementach układu mechanicznego. Futro. energia- jest to energia związana z ruchem obiektu lub jego położeniem, zdolność do wykonywania pracy mechanicznej. Prawo konserwacji futra. energia stwierdza, że jeśli na ciało lub układ działają wyłącznie siły zachowawcze (zarówno zewnętrzne, jak i wewnętrzne), wówczas całkowita energia mechaniczna tego ciała lub układu pozostaje stała. W układzie izolowanym, w którym działają tylko siły zachowawcze, zachowana jest całkowita energia mechaniczna. Potencjał to potencjał ciała, uosabia jaką pracę ciało MOŻE wykonać! Kinetyczna to siła, która już wykonuje pracę. Prawo zachowania energii- prawo natury, ustalone empirycznie i polegające na tym, że dla odosobnionego układ fizyczny można wprowadzić skalarną wielkość fizyczną, która jest funkcją parametrów układu i nazywa się energią, która jest zachowywana w czasie. Ponieważ prawo zachowania energii nie dotyczy konkretnych wielkości i zjawisk, ale odzwierciedla ogólny wzór, który ma zastosowanie wszędzie i zawsze, można je nazwać nie prawem, ale zasadą zachowania energii. Energia potencjalna- energia określona przez względne położenie oddziałujących ciał lub części tego samego ciała. Energia kinetyczna- przypadek, gdy ciało porusza się pod wpływem siły, nie tylko może, ale i wykonuje pewną pracę

8 Drgania mechaniczne, właściwości mechaniczne. drgania: amplituda, okres, częstotliwość. Drgania swobodne i wymuszone. Rezonans. Samoindukcja. Indukcyjność. Energia pola magnetycznego cewki. Zadanie zastosowania zasady zachowania pędu Oscylacje mechaniczne to dokładnie lub w przybliżeniu powtarzający się ruch, podczas którego ciało przemieszcza się w jedną lub drugą stronę z położenia równowagi. Jeśli układ może wykonywać ruchy oscylacyjne, nazywa się go oscylacyjnym. Właściwości układu oscylacyjnego: Układ ma stabilne położenie równowagi. Kiedy układ zostanie wyprowadzony z położenia równowagi, powstaje w nim wewnętrzna siła przywracająca. System jest obojętny. Dlatego nie zatrzymuje się w położeniu równowagi, ale przez nią przechodzi. Drgania występujące w układzie pod wpływem sił wewnętrznych nazywane są swobodnymi. Tłumią się wszystkie drgania swobodne (np.: wibracje struny po uderzeniu) Drgania wykonywane przez ciała pod wpływem zewnętrznych okresowo zmieniających się sił nazywane są wymuszonymi (przykładowo: drgania metalowego przedmiotu obrabianego, gdy kowal pracuje młotkiem). Rezonans- zjawisko, w którym amplituda drgań wymuszonych osiąga maksimum przy określonej wartości częstotliwości siły napędowej. Często wartość ta jest bliska częstotliwości drgań własnych, w rzeczywistości może się zgadzać, ale nie zawsze tak jest i nie jest przyczyną rezonansu. Samoindukcja- jest to zjawisko występowania indukowanego emf w obwodzie przewodzącym, gdy zmienia się prąd płynący przez obwód. Kiedy zmienia się prąd w obwodzie, strumień magnetyczny przez powierzchnię ograniczoną tym obwodem również zmienia się proporcjonalnie. Zmiana tego strumienia magnetycznego, na skutek prawa indukcji elektromagnetycznej, prowadzi do wzbudzenia indukcyjnego pola elektromagnetycznego (samoindukcji) w tym obwodzie. Indukcyjność- współczynnik proporcjonalności pomiędzy wstrząs elektryczny, płynący w jakimś zamkniętym obwodzie, oraz strumień magnetyczny wytwarzany przez ten prąd przez powierzchnię, której krawędzią jest ten obwód.Dookoła przewodnika z prądem istnieje pole magnetyczne posiadające energię.

9 Futro. fale. Długość fali, prędkość fali i zależności między nimi. Reakcja termojądrowa. Zastosowanie energii atomowej. Perspektywy i problemy rozwoju energetyki jądrowej. E.Z: wyznaczanie współczynnika załamania światła płytki szklanej. Futro. fale to zaburzenia rozchodzące się w ośrodku sprężystym (odchylenia cząstek ośrodka od położenia równowagi). Jeśli oscylacje cząstek i propagacja fali zachodzą w jednym kierunku, falę nazywa się podłużną, a jeśli te ruchy zachodzą w kierunkach prostopadłych, nazywa się ją poprzeczną. Fale podłużne, którym towarzyszą odkształcenia rozciągające i ściskające, mogą rozprzestrzeniać się w dowolnych ośrodkach sprężystych: gazach, cieczach i ciałach stałych. Fale poprzeczne rozchodzą się w tych ośrodkach, w których podczas odkształcenia ścinającego pojawiają się siły sprężyste, czyli w ciałach stałych. Kiedy fala się rozchodzi, energia jest przenoszona bez przenoszenia materii. Prędkość, z jaką zaburzenie rozchodzi się w ośrodku sprężystym, nazywana jest prędkością fali. Decydują o tym właściwości sprężyste ośrodka. Odległość, na jaką fala rozchodzi się w czasie równym okresowi jej drgań, nazywana jest długością fali (lambda). Długość fali- odległość, jaką fala jest w stanie pokonać, poruszając się w przestrzeni z prędkością światła w jednym okresie, co z kolei jest odwrotnością częstotliwości. Im wyższa częstotliwość, tym krótsza długość fali. Reakcja termojądrowa- rodzaj reakcji jądrowej, podczas której lekkie jądra atomowe łączą się w cięższe pod wpływem energii kinetycznej ich ruchu termicznego. Rozwój społeczeństwa przemysłowego opiera się na stale rosnącym poziomie produkcji i konsumpcji różne rodzaje energii.(Drastycznie zmniejsza zużycie zasoby naturalne

10 Powstanie atomistycznej hipotezy budowy materii i jej dowody eksperymentalne: dyfuzja, ruchy Browna. Podstawowe przepisy teleinformatyczne. Masa, wielkość cząsteczek. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla kompletny łańcuch. Zadanie polega na nałożeniu formuły futrzanej. praca

Dyfuzja- jest to zjawisko rozkładu cząstek jednej substancji pomiędzy cząsteczkami drugiej

Ruch Browna- jest to ruch cząstek nierozpuszczalnych w cieczy pod działaniem cząsteczek cieczy. Teoria kinetyki molekularnej to doktryna o budowie i właściwościach materii oparta na idei istnienia atomów i cząsteczek jako najmniejszych cząstek substancje chemiczne Oparty na teorii kinetyki molekularnej Istnieją trzy główne postanowienia: Wszystkie substancje - ciekłe, stałe i gazowe - powstają z najmniejszych cząstek - cząsteczek, które same składają się z atomów. Atomy i cząsteczki znajdują się w ciągłym, chaotycznym ruchu. Cząsteczki oddziałują ze sobą za pomocą sił o charakterze elektrycznym. Oddziaływanie grawitacyjne pomiędzy cząstkami jest znikome. m 0 - masa cząsteczki (kg). Rozmiar cząsteczki jest bardzo mały. Siła elektromotoryczna wytrzymałość, czyli jakikolwiek wytrzymałość pochodzenia nieelektrycznego, pracujące w quasi-stacjonarnych obwodach prądu stałego lub przemiennego.

Prawo Ohma dla pełnego obwodu- natężenie prądu w obwodzie jest proporcjonalne do działającego w obwodzie pola elektromagnetycznego i odwrotnie proporcjonalne do sumy rezystancji obwodu i rezystancji wewnętrznej źródła.

11 Fale elektromagnetyczne i ich właściwości. Zasada komunikacji radiowej. Wynalezienie radia, nowoczesnych środków komunikacji. Temperatura i jej pomiar Temperatura bezwzględna. Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej ruchu molekularnego. E.Z: Pomiar mocy optycznej soczewki zbierającej.

Siła elektromotoryczna- skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca pracę osób trzecich wytrzymałość, czyli jakikolwiek wytrzymałość pochodzenia nieelektrycznego, pracujące w quasi-stacjonarnych obwodach prądu stałego lub przemiennego. Projektowanie ogólnych obwodów do organizacji łączności radiowej. Charakterystyka systemu radiowego przekazu informacji, w którym sygnały telekomunikacyjne przesyłane są za pomocą fal radiowych w przestrzeni otwartej. Radio- rodzaj bezprzewodowego przesyłania informacji, w którym jako nośnik informacji wykorzystywane są fale radiowe swobodnie rozchodzące się w przestrzeni. 7 maja 1895 roku rosyjski fizyk Aleksander Stepanowicz Popow (1859–1905/06) zademonstrował pierwszy na świecie odbiornik radiowy. Nowoczesne środki komunikacji- to jest telefon, walkie-talkie itp. Temperatura- wielkość fizyczna charakteryzująca stan termiczny ciał. Temperaturę mierzy się w stopniach.

Temperatura bezwzględna jest bezwarunkową miarą temperatury i jedną z głównych cech

termodynamika. Temperatura- miara średniej energii kinetycznej cząsteczek, energii

proporcjonalna do temperatury.

12 Praca z termodynamiki. Energia wewnętrzna. Pierwsza i druga zasada termodynamiki. Alternator. Transformator. Produkcja i przesył energii elektrycznej, oszczędność energii w życiu codziennym i pracy. E.Z: Pomiar przyspieszenia ziemskiego w danym punkcie Ziemi.

W termodynamice ruch ciała jako całości nie jest brany pod uwagę, mówimy o ruchu części ciała makroskopowego względem siebie. W rezultacie objętość ciała może się zmienić, ale jego prędkość pozostaje równa zeru . Praca z termodynamiki definiuje się w taki sam sposób jak w mechanice, ale nie jest równy

zmiana energii kinetycznej ciała, ale zmiana jego energii wewnętrznej. Energia wewnętrzna ciało (oznaczone jako E lub U) - całkowita energia tego ciała pomniejszona o energię kinetyczną ciała jako całości i energię potencjalną ciała w zewnętrznym polu sił. W związku z tym energia wewnętrzna składa się z energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek, energii potencjalnej interakcji między nimi oraz energii wewnątrzcząsteczkowej. Pierwsza zasada termodynamiki Zmiana ΔU energii wewnętrznej nieizolowanego układu termodynamicznego jest równa różnicy pomiędzy ilością ciepła Q przekazanego układowi a pracą A wykonaną przez układ nad ciałami zewnętrznymi.

Druga zasada termodynamiki. Niemożliwe jest przeniesienie ciepła z układu zimniejszego do cieplejszego, jeśli nie zachodzą inne jednoczesne zmiany w obu układach lub otaczających je ciałach. alternator to urządzenie wytwarzające prąd przemienny

Transformator to urządzenie służące do obniżania lub zwiększania prądu lub napięcia. Oszczędność energii - tworzenie nowych technologii zużywających mniej energii (nowe lampy itp.)

Silniki cieplne. Sprawność silników cieplnych. Silniki cieplne i ekologia. Radar, zastosowanie radaru. Zadanie eksperymentalne: pomiar długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Silnik cieplny- urządzenie wykonujące pracę wykorzystując energię wewnętrzną, silnik cieplny zamieniający ciepło na energię mechaniczną, wykorzystujący zależność rozszerzalności cieplnej substancji od temperatury.

Współczynnik wydajności (sprawności) silnika cieplnego jest stosunkiem pracy A' wykonanej przez silnik do ilości ciepła otrzymanego z grzejnika:

Ciągły rozwój transportu energetycznego, samochodowego i innych, wzrost zużycia węgla, ropy i gazu w przemyśle i na potrzeby bytowe zwiększa możliwości zaspokojenia potrzeb życiowych człowieka. Jednak obecnie ilość paliwa chemicznego spalanego rocznie w różnych silnikach cieplnych jest tak duża, że ochrona przyrody przed szkodliwym działaniem produktów spalania staje się coraz trudniejszym problemem. Negatywny wpływ silników cieplnych na środowisko związany jest z działaniem różnych czynników.

Radar- dziedzina nauki i techniki łącząca metody i środki lokalizacji (wykrywanie i pomiar współrzędnych) oraz określania właściwości różnych obiektów za pomocą fal radiowych.

Pociski naprowadzane radarem są wyposażone w specjalne autonomiczne urządzenia do wykonywania zadań bojowych. Statki oceaniczne wykorzystują do nawigacji systemy radarowe. W samolotach radary służą do rozwiązywania szeregu problemów, w tym do określania wysokości lotu względem ziemi.

MINISTERSTWO SZKOLNICTWA OGÓLNEGO I ZAWODOWEGO REGIONU ROSTOWSKIEGO

PAŃSTWOWA INSTYTUCJA EDUKACYJNA ŚREDNICTWA

EDUKACJA ZAWODOWA REGIONU ROSTOWSKIEGO

„TECHNIKA PRZEMYSŁOWA SALSKY”

ROZWÓJ METODOLOGICZNY

sesja treningowa

w dyscyplinie „Fizyka”

Temat: "Puls. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy".

Opracowane przez nauczyciela: Titarenko SA

Salsk

2014

Temat: „Impuls. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy".

Czas trwania: 90 minut.

Typ lekcji: Połączona lekcja.

Cele Lekcji:

edukacyjny:

ujawnić rolę praw zachowania w mechanice;

podać pojęcie „impulsu ciała”, „układu zamkniętego”, „ruchu reaktywnego”;

nauczyć studentów charakteryzowania wielkości fizycznych (impuls ciała, impuls siły), stosowania schematu logicznego przy wyprowadzaniu prawa zachowania pędu, formułowania prawa, zapisywania go w postaci równania, wyjaśniania zasady ruchu biernego;

stosować prawo zachowania pędu przy rozwiązywaniu problemów;

promować zdobywanie wiedzy o metodach naukowego poznania przyrody, współczesnym fizycznym obrazie świata, dynamicznych prawach przyrody (prawo zachowania pędu);

edukacyjny:

dowiedzieć się, jak przygotować miejsce pracy;

utrzymywać dyscyplinę;

rozwijać umiejętność stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania samodzielnych zadań i późniejszego formułowania wniosków;

kultywować poczucie patriotyzmu w związku z pracą rosyjskich naukowców w dziedzinie ruchu ciała o zmiennej masie (ruch odrzutowy) - K. E. Ciołkowski, S. P. Korolew;

rozwijanie:

poszerzać horyzonty uczniów poprzez nawiązywanie powiązań interdyscyplinarnych;

rozwinąć umiejętność prawidłowego stosowania terminologii fizycznej podczas frontalnej pracy ustnej;

formularz:

naukowe zrozumienie struktury świata materialnego;

uniwersalność wiedzy zdobywanej dzięki powiązaniom interdyscyplinarnym;

metodyczny:

stymulują aktywność poznawczą i twórczą;

wzmacniać motywację uczniów, stosując różne metody nauczania: werbalne, wizualne i nowoczesne środki techniczne, aby stworzyć warunki do nauki materiału.

W wyniku przestudiowania materiału z tej lekcji uczeń musi
wiedzieć/rozumieć :
- znaczenie impulsu punktu materialnego jako wielkości fizycznej;
- wzór wyrażający związek pędu z innymi wielkościami (prędkość, masa);
- klasyfikacja znaku impulsu (wielkość wektorowa);
- jednostki miary impulsów;
- drugie prawo Newtona w postaci impulsu i jego interpretacja graficzna; prawo zachowania pędu i granice jego zastosowania;
- wkład naukowców rosyjskich i zagranicznych, którzy wywarli największy wpływ na rozwój tej gałęzi fizyki;

móc:
- opisywać i wyjaśniać wyniki obserwacji i eksperymentów;
- podać przykłady przejawów prawa zachowania pędu w przyrodzie i technologii;
- zastosować zdobytą wiedzę do rozwiązywania problemów fizycznych wykorzystując pojęcie „pędu punktu materialnego”, prawo zachowania pędu.

Technologie edukacyjne:

zaawansowana technologia uczenia się;

technologia zanurzenia w temacie lekcji;

ICT.

Metody nauczania:

werbalny;

wizualny;

wyjaśniające i ilustrujące;

heurystyczny;

problem;

analityczny;

Autotest;

wzajemna weryfikacja.

Formularz: lekcja teoretyczna.

Formy organizacji Działania edukacyjne : zbiorowe, małe grupy, indywidualne.

Połączenia interdyscyplinarne:

fizyka i matematyka;

fizyka i technologia;

fizyka i biologia;

fizyka i medycyna;

fizyka i informatyka;

Połączenia wewnątrzosobnicze:

Prawa Newtona;

waga;

bezwładność;

ruch mechaniczny.

Sprzęt:

komputer, ekran,

tablica, kreda,

balon, samochodziki inercyjne, zabawki wodne, akwarium z wodą, model koła Segnera.

Sprzęt:

dydaktyczny:

notatki referencyjne dla uczniów, zadania testowe, arkusz refleksji;

metodyczny:

programy robocze a, plan tematyczny kalendarza;

podręcznik metodyczny dla nauczycieli na temat „ Puls. Prawo zachowania pędu. Przykłady rozwiązywania problemów”;

Wsparcie informacyjne:

Komputer PC z zainstalowanym systemem operacyjnym Windows i pakietem Microsoft Office;

projektor multimedialny;

Prezentacje i filmy programu Microsoft PowerPoint:

- przejaw prawa zachowania pędu przy zderzeniu ciał;

- efekt odrzutu;

Rodzaje pracy samodzielnej:

klasa: rozwiązywanie problemów związanych z wykorzystaniem FSI , pracuj z notatkami pomocniczymi;

poza programem szkolnym: praca z notatkami i dodatkową literaturą .

Postęp lekcji:

I. Część wprowadzająca

1. Czas organizacyjny – 1-2 minuty.

a) sprawdzenie obecności, gotowości uczniów do zajęć, dostępności mundurka itp.

2. Ogłoszenie tematu, jego motywacja i określenie celu – 5-6 min.

a) ogłoszenie zasad pracy na lekcji i ogłoszenie kryteriów oceniania;

b) d Praca domowa;

c) początkowa motywacja do działań edukacyjnych (włączanie uczniów w proces wyznaczania celów).

3. Aktualizacja wiedzy podstawowej (ankieta frontalna) – 4-5 min.

II. Głównym elementem- 60 minut

1. Studiowanie nowego materiału teoretycznego

a) Prezentacja nowego materiału wykładowego zgodnie z planem:

1). Definicja pojęć: „impuls ciała”, „impuls siły”.

2). Rozwiązywanie problemów jakościowych i ilościowych do obliczania pędu ciała, impulsu siły, mas oddziałujących ciał.

3). Prawo zachowania pędu.

4). Granice stosowania zasady zachowania pędu.

5). Algorytm rozwiązywania problemów w ZSI. Szczególne przypadki zasady zachowania pędu.

6). Zastosowanie prawa zachowania pędu w nauce, technologii, przyrodzie, medycynie.

b) Przeprowadzanie eksperymentów demonstracyjnych

c) Oglądanie prezentacji multimedialnej.

d) Utrwalenie materiału podczas lekcji (rozwiązywanie problemów związanych z wykorzystaniem informacji cyfrowych, rozwiązywanie problemów jakościowych);

e) Wypełnienie notatek uzupełniających.

III. Kontrola wchłaniania materiału - 10 min.

IV. Odbicie. Podsumowanie – 6-7 min. (Rezerwa czasu 2 min.)

Wstępne przygotowanie uczniów

Studenci otrzymują zadanie przygotowania prezentacji multimedialnej i komunikatu na tematy: „Prawo zachowania pędu w inżynierii”, „Prawo zachowania pędu w biologii”, „Prawo zachowania pędu w medycynie”.

Podczas zajęć.

I. Część wprowadzająca

1. Moment organizacyjny.

Sprawdzanie absencji i gotowości uczniów do zajęć.

2. Ogłoszenie tematu, jego motywacji i wyznaczenia celów .

a) ogłoszenie zasad pracy na lekcji i ogłoszenie kryteriów oceniania.

Zasady lekcji:

Na Waszych biurkach znajdują się notatki pomocnicze, które staną się głównym elementem pracy podczas dzisiejszej lekcji.

Konspekt pomocniczy wskazuje temat lekcji i kolejność studiowania tego tematu.

Dodatkowo dzisiaj na zajęciach będziemy stosować system oceniania, tj. Każdy z Was będzie starał się zdobyć jak najwięcej punktów swoją pracą na lekcji, punkty będą przyznawane za poprawnie rozwiązane zadania, poprawne odpowiedzi na pytania, prawidłowe wyjaśnienie zaobserwowanych zjawisk, łącznie za lekcję można zdobyć maksymalnie 27 punktów, czyli prawidłowa, pełna odpowiedź. Każde pytanie warte jest 0,5 punktu, za rozwiązanie problemu 1 punkt.

Sam obliczysz liczbę punktów za lekcję i zapiszesz ją na karcie refleksji., więc jeśli wpiszesz od 19-27 punktów – „doskonały”; od 12–18 punktów – „dobrze”; od 5-11 punktów – ocena „dostateczna”.

b) zadanie domowe:

Naucz się materiału wykładowego.

Zbiór problemów fizyki, wyd. AP Rymkiewicza nr 314, 315 (s. 47), nr 323,324 (s. 48).

V) początkowa motywacja do zajęć edukacyjnych (włączanie uczniów w proces wyznaczania celów):

Chciałbym zwrócić Państwa uwagę na ciekawe zjawisko, które nazywamy wpływem. Efekt wywołany uderzeniem zawsze zaskakiwał człowieka. Dlaczego ciężki młotek położony na kawałku metalu na kowadle jedynie dociska go do podpory, podczas gdy ten sam młot rozpłaszcza go uderzeniem młotka?

Na czym polega sekret starego cyrkowego triku, kiedy miażdżące uderzenie młotkiem w masywne kowadło nie wyrządza krzywdy osobie, na której piersi to kowadło jest zamontowane?

Dlaczego z łatwością możemy złapać lecącą piłkę tenisową ręką, ale nie możemy złapać kuli bez uszkodzenia ręki?

W przyrodzie istnieje kilka wielkości fizycznych, które można zachować; dzisiaj porozmawiamy o jednej z nich: pędzie.

Impuls w tłumaczeniu na rosyjski oznacza „pchnięcie”, „uderzenie”. Jest to jedna z niewielu wielkości fizycznych, które można zachować podczas oddziaływania ciał.

Proszę wyjaśnić zaobserwowane zjawiska:

DOŚWIADCZENIE nr 1: na stole demonstracyjnym znajdują się 2 samochodziki, nr 1 stoi, nr 2 się porusza, w wyniku interakcji oba samochody zmieniają prędkość swojego ruchu - nr 1 zyskuje prędkość, nr 2 zmniejsza prędkość jego ruchu. (0,5 punktu)

DOŚWIADCZENIE nr 2: samochody zbliżają się do siebie, po zderzeniu zmieniają prędkość . (0,5 punktu)

Jak myślisz: jakie są cele naszej dzisiejszej lekcji? Czego powinniśmy się uczyć? (Oczekiwana odpowiedź uczniów: zapoznaj się z wielkością fizyczną „pęd”, naucz się ją obliczać, znajdź związek tej wielkości fizycznej z innymi wielkościami fizycznymi.)(0,5 punktu)

3. Aktualizacja zasobu wiedzy.

Ty i ja już wiemy, że jeśli na ciało zostanie przyłożona pewna siła, to w wyniku tego.....(ciało zmienia swoje położenie w przestrzeni (wykonuje ruch mechaniczny))

Odpowiedź na pytanie daje 0,5 punktu (maksymalnie 7 punktów za poprawną odpowiedź na wszystkie pytania)

Zdefiniuj ruch mechaniczny.

Przykładowa odpowiedź: zmianę położenia ciała w przestrzeni względem innych ciał nazywamy ruchem mechanicznym.

Co to jest punkt materialny?

Przykładowa odpowiedź: punkt materialny to ciało, którego wymiary można pominąć w warunkach danego problemu (wymiary ciał są małe w porównaniu z odległością między nimi lub ciało pokonuje drogę znacznie większą niż wymiary geometryczne samego ciała)

- Podaj przykłady punktów materialnych.

Przykładowa odpowiedź: samochód w drodze z Orenburga do Moskwy, człowiek i Księżyc, piłka na długiej nitce.

Co to jest masa? Jego jednostkami miary są SI?

Przykładowa odpowiedź: masa to miara bezwładności ciała, skalarna wielkość fizyczna, oznaczona łacińską literą m, jednostka miary w SI – kg (kilogram).

Co oznacza wyrażenie: „ciało jest bardziej bezwładne”, „ciało jest mniej bezwładne”?

Przykładowa odpowiedź: bardziej bezwładny – zmienia prędkość powoli, mniej bezwładny – zmienia prędkość szybciej.

Zdefiniuj siłę, nazwij jej jednostki miary i podstawowe

cechy.

Przykładowa odpowiedź: siła to wektorowa wielkość fizyczna, która jest ilościową miarą działania jednego ciała na drugie (ilościowa miara interakcji dwóch lub więcej ciał), charakteryzującą się modułem, kierunkiem, punktem przyłożenia, mierzonym w SI w Newtonach ( N).

-Jakie znasz moce?

Przykładowa odpowiedź: grawitacja, siła sprężystości, siła reakcji podłoża, masa ciała, siła tarcia.

Jak rozumiesz: wypadkowa sił przyłożonych do ciała jest równa

10 N?

Przykładowa odpowiedź: suma geometryczna sił przyłożonych do ciała wynosi 10 N.

Co stanie się z punktem materialnym pod wpływem siły?

Przykładowa odpowiedź: punkt materialny zaczyna zmieniać prędkość swojego ruchu.

Jak prędkość ciała zależy od jego masy?

Przykładowa odpowiedź: ponieważ masa jest miarą bezwładności ciała, wtedy ciało o większej masie zmienia prędkość wolniej, ciało o mniejszej masie zmienia prędkość szybciej.

Jakie układy odniesienia nazywane są inercyjnymi?

Przykładowa odpowiedź: inercjalne układy odniesienia to te układy odniesienia, które poruszają się prostoliniowo i równomiernie lub pozostają w spoczynku.

Podaj pierwsze prawo Newtona.

Przykładowa odpowiedź: Istnieją takie układy odniesienia, względem których ciała poruszające się translacyjnie utrzymują stałą prędkość lub pozostają w spoczynku, jeśli nie działają na nie żadne inne ciała lub działania tych ciał są kompensowane.

- Sformułuj trzecie prawo Newtona.

\Przykładowa odpowiedź: siły, z jakimi ciała działają na siebie, są równej wielkości i skierowane wzdłuż jednej linii prostej w przeciwnych kierunkach.

Podaj drugie prawo Newtona.

Gdzie I prędkości 1 i 2 piłek przed interakcją, I - prędkość piłek po interakcji, I - masa piłek.

Podstawiając dwie ostatnie równości do wzoru III zasady Newtona i przeprowadzając przekształcenia, otrzymujemy:

, te.

Prawo zachowania pędu formułuje się następująco: suma geometryczna impulsów zamkniętego układu ciał pozostaje wartością stałą przy każdym oddziaływaniu ciał tego układu między sobą.

Lub:

Jeżeli suma sił zewnętrznych wynosi zero, to pęd układu ciał jest zachowany.

Siły, z którymi ciała układu oddziałują na siebie, nazywane są wewnętrznymi, a siły wytwarzane przez ciała nie należące do danego układu nazywane są zewnętrznymi.

Układ, na który nie działają siły zewnętrzne lub suma sił zewnętrznych wynosi zero, nazywa się zamkniętym.

W układzie zamkniętym ciała mogą jedynie wymieniać impulsy, ale całkowita wartość impulsu nie ulega zmianie.

Granice stosowania zasady zachowania pędu:

Tylko w systemach zamkniętych.

Jeżeli suma rzutów sił zewnętrznych na dany kierunek jest równa zeru, to w rzucie tylko na ten kierunek możemy zapisać: pstart X = pend X (prawo zachowania składowej pędu).

Jeżeli czas trwania procesu oddziaływania jest krótki, a siły powstałe podczas oddziaływania są duże (uderzenie, eksplozja, strzał), to w tym krótkim czasie impuls sił zewnętrznych można pominąć.

Przykładem układu zamkniętego w kierunku poziomym jest armata, z której oddawany jest strzał. Zjawisko odrzutu (cofania) broni po strzale. Strażacy odczuwają ten sam efekt, kierując silny strumień wody na płonący przedmiot i próbując utrzymać dyszę strażacką.

Dziś powinieneś poznać metody rozwiązywania problemów jakościowych i ilościowych na ten temat i dowiedzieć się, jak zastosować je w praktyce.

Pomimo tego, że ten temat jest lubiany przez wielu, ma on swoje własne cechy i trudności. Główna trudność polega na tym nie ma singla uniwersalna formuła, którą można zastosować do rozwiązania konkretnego problemu na dany temat. W każdym zadaniu formuła jest inna i to Ty musisz ją uzyskać, analizując warunki proponowanego problemu.

Aby ułatwić Ci prawidłowe rozwiązywanie problemów, sugeruję użycie ALGORYTM ROZWIĄZYWANIA PROBLEMÓW.

Nie musisz uczyć się go na pamięć, możesz go używać jako przewodnika, zaglądając do swojego notatnika, ale w miarę rozwiązywania problemów będzie on stopniowo zapamiętywany.

Chcę od razu cię ostrzec: nie rozważam problemów bez obrazu, nawet jeśli zostaną poprawnie rozwiązane!

Zastanowimy się zatem, w jaki sposób, korzystając z proponowanego ALGORYTMU ROZWIĄZANIA PROBLEMÓW, należy rozwiązywać problemy.

Aby to zrobić, zacznijmy od krok po kroku rozwiązania pierwszego problemu: (problemy w formie ogólnej)

Rozważmy algorytm rozwiązywania problemów wykorzystujący prawo zachowania pędu. (slajd z algorytmem, zapisz w uwagach do rysunków)

Algorytm rozwiązywania problemów z zasady zachowania pędu:

Wykonaj rysunek, na którym zaznaczysz kierunki osi współrzędnych, wektory prędkości ciał przed i po oddziaływaniu;

2) Zapisz prawo zachowania pędu w postaci wektorowej;

3) Zapisz zasadę zachowania pędu w rzucie na oś współrzędnych;

4) Z powstałego równania wyraź nieznaną wielkość i znajdź jej wartość;

ROZWIĄZANIE PROBLEMÓW (Specjalne przypadki FSI dla samodzielnego rozwiązania zadania nr 3):

(prawidłowe rozwiązanie 1 problem – 1 punkt)

1. Na wózek o masie 800 kg wysypano 200 kg piasku, tocząc się po poziomym torze z prędkością 0,2 m/s.

Jaka była prędkość wózka po tym?

2. Samochód o masie 20 ton poruszający się z dużą prędkością 0,3 m/s, wyprzedza samochód o masie 30 ton, porusza się z prędkością 0,2 m/s.

Jaka jest prędkość samochodów po uruchomieniu sprzęgu?

3. Jaką prędkość uzyska żeliwna kula armatnia leżąca na lodzie, jeśli lecący poziomo pocisk z prędkością 500 m/s odbije się od niej i poleci w przeciwnym kierunku z prędkością 400 m/s? Masa pocisku 10 g, masa rdzenia 25 kg. (zadanie ma charakter rezerwowy, tzn. zostaje rozwiązane, jeśli zostało jeszcze trochę czasu)

(Rozwiązanie zadań wyświetlane jest na ekranie, uczniowie sprawdzają swoje rozwiązanie ze standardem, analizują błędy)

Prawo zachowania pędu ma ogromne znaczenie w badaniu napędu odrzutowego.

Podnapęd odrzutowyzrozumieć ruch ciała, który następuje, gdy jakakolwiek jego część zostaje oddzielona od ciała z określoną prędkością. W rezultacie samo ciało uzyskuje przeciwnie skierowany impuls.

Nadmuchaj gumowy balon dziecięcy bez wiązania dziurek i wypuść go z rąk.

Co się stanie? Dlaczego? (0,5 punktu)

(Proponowana odpowiedź: Powietrze w piłce wywiera nacisk na skorupę we wszystkich kierunkach. Jeśli otwór w piłce nie zostanie zawiązany, wówczas zacznie z niego wydobywać się powietrze, a sama skorupa będzie się poruszać w przeciwnym kierunku. To wynika z prawa zachowania pędu: pęd kuli przed oddziaływaniem jest równy zeru, po oddziaływaniu muszą uzyskać impulsy równe co do wielkości i przeciwne w kierunku, tj. poruszać się w przeciwnych kierunkach.)

Ruch piłki jest przykładem ruchu odrzutowego.

Wideo napęd odrzutowy.

Wykonanie działających modeli urządzeń silników odrzutowych nie jest trudne.

W 1750 roku węgierski fizyk J.A. Segner zademonstrował swoje urządzenie, które na cześć swojego twórcy nazwano „kołem Segnera”.

Z dużego worka na mleko można wykonać duże „koło Segnera”: w dolnej części przeciwległych ścianek worka wykonaj dziurę, przekłuwając woreczek ołówkiem. Przywiąż dwie nitki do górnej części torby i zawieś torbę na jakiejś poprzeczce. Zatkaj otwory ołówkami i wlej wodę do torby. Następnie ostrożnie usuń ołówki.

Wyjaśnij zaobserwowane zjawisko. Gdzie można go zastosować? (0,5 punktu)

(Oczekiwana odpowiedź uczniów: z otworów wystrzelą dwa strumienie w przeciwnych kierunkach i powstanie siła reakcji, która obróci paczkę. Koło Segnera można zastosować w instalacji do podlewania kwietników lub rabatek.)

Następny model: wirujący balon. W napompowanym balonie dziecięcym przed zawiązaniem dziurki nitką włóż do niego wygiętą pod kątem prostym rurkę z sokiem. Do talerza o średnicy mniejszej niż średnica kulki wlej wodę i opuść tam kulkę tak, aby rurka znajdowała się na boku. Powietrze wydostanie się z kuli, a kula zacznie się obracać w wodzie pod wpływem siły reakcji.

LUB: do napompowanego balonu dziecięcego, przed zawiązaniem dziurki nitką włóż zagiętą pod kątem prostym rurkę z sokiem, całą konstrukcję zawieś na nitce, gdy powietrze zacznie wychodzić z kulki przez rurkę, kulka zacznie się obracać się..

Wyjaśnij zaobserwowane zjawisko. (0,5 punktu)

Film „Napęd odrzutowy”

Gdzie obowiązuje zasada zachowania pędu??? Nasi ludzie pomogą nam odpowiedzieć na to pytanie.

Sprawozdania i prezentacje studentów.

Tematyka wiadomości i prezentacji:

1. „Zastosowanie prawa zachowania pędu w technice i życiu codziennym”

2. „Zastosowanie prawa zachowania pędu w przyrodzie.”

3. „Zastosowanie prawa zachowania pędu w medycynie”

Kryteria oceny:

Treść materiału i jego charakter naukowy – 2 punkty;

Przystępność prezentacji – 1 punkt;

Znajomość materiału i jego zrozumienie – 1 punkt;

Projekt – 1 punkt.

Maksymalny wynik to 5 punktów.

Spróbujmy teraz odpowiedzieć na następujące pytania: (1 punkt za każdą poprawną odpowiedź, 0,5 punktu za niepełną odpowiedź).

"To jest interesujące"

1. W jednym z odcinków kreskówki „Cóż, poczekaj chwilę!” przy spokojnej pogodzie wilk, aby dogonić zająca, nabiera więcej powietrza do piersi i dmucha w żagiel. Łódź przyspiesza i... Czy to możliwe ten fenomen?

(Oczekiwana odpowiedź uczniów: Nie, ponieważ układ wilczego żagla jest zamknięty, co oznacza, że całkowity impuls wynosi zero, aby łódź mogła poruszać się z przyspieszeniem, konieczna jest obecność siły zewnętrznej. Tylko siły zewnętrzne mogą zmienić impuls układu Wilk – powietrze – siła wewnętrzna. )

2. Bohater książki E. Raspe, baron Munchausen, opowiadał: „Złapawszy mój warkocz, podciągnąłem go z całych sił i bez specjalna praca wyciągnął z bagna siebie i konia, które ścisnął mocno obiema nogami jak szczypcami”.

Czy można się tak wychować? ?

(Oczekiwana odpowiedź uczniów: tylko siły zewnętrzne mogą zmienić pęd układu ciał, dlatego unieś się w ten sposób to jest zabronione, ponieważ w tym układzie działają tylko siły wewnętrzne. Przed interakcją pęd układu wynosił zero. Działanie sił wewnętrznych nie może zmienić pędu układu, zatem po interakcji pęd wyniesie zero).

3. Istnieje stara legenda o bogaczu z workiem złota, który znalazłszy się na absolutnie gładkim lodzie jeziora, zamarł, ale nie chciał rozstać się ze swoim bogactwem. Ale mógłby zostać uratowany, gdyby nie był tak chciwy!

(Proponowana odpowiedź uczniów: Wystarczyło odepchnąć od siebie worek złota, a bogacz sam ślizgał się po lodzie przeciwna strona zgodnie z zasadą zachowania pędu.)

III. Kontrola wchłaniania materiału:

Zadania testowe (Aneks 1)

(Testowanie odbywa się na kartkach papieru, pomiędzy które umieszcza się kalkę; na koniec sprawdzianu jeden egzemplarz oddaje się nauczycielowi, drugi sąsiadowi przy biurku, wzajemna weryfikacja) (5 pkt)

IV. Odbicie. Zreasumowanie (Załącznik 2)

Kończąc lekcję, chciałbym powiedzieć, że prawa fizyki można zastosować do rozwiązania wielu problemów. Dzisiaj na zajęciach nauczyliście się, jak zastosować w praktyce jedno z najbardziej podstawowych praw natury: prawo zachowania pędu.

Proszę o wypełnienie arkusza „Refleksja”, na którym możesz przedstawić wyniki dzisiejszej lekcji.

Lista wykorzystanej literatury:

Literatura dla nauczycieli

główny:

wyd. Pinsky A.A., Kabardina O.F. Fizyka klasa 10: podręcznik dla placówek oświaty i szkół ogólnokształcących z pogłębioną wiedzą z fizyki: poziom profilowy. - M.: Edukacja, 2013 .

Kasjanow V.A. Fizyka. Klasa 10: podręcznik do kształcenia ogólnegonowe zakłady. – M.: Drop, 2012.

Fizyka 7-11. Biblioteka pomocy wizualnych. Wydanie elektroniczne. M.: „Drop”, 2012

dodatkowy:

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B., Sotsky N. N. Fizyka-10: wydanie 15. – M.: Edukacja, 2006.

Myakishev G. Ya Mechanika - 10: wyd. 7., stereotyp. – M.: Drop, 2005.

Rymkevich A.P. Fizyka. Książka problemowa-10 – 11: Wyd. 10., stereotyp. – M.: Drop, 2006.

Saurov Yu A. Modele lekcji-10: książka. dla nauczyciela. – M.: Edukacja, 2005.

Kuperstein Yu. S. Fizyka-10: uwagi podstawowe i zróżnicowane problemy. – Petersburg: wrzesień 2004.

Wykorzystane zasoby Internetu

Literatura dla studentów:

Myakishev G.Ya. Fizyka. Klasa 10: podręcznik dla placówek kształcenia ogólnego: poziom podstawowy i specjalistyczny. – M.: Prosveshcheniye, 2013 .

Gromov S.V. Fizyka-10.M. „Oświecenie” 2011

Rymkiewicz PA Zbiór problemów fizyki. M.: „Dup” 2012.

Aneks 1

Opcja 1.

1. Która z poniższych wielkości jest skalarna?

A. masa.

B. impuls ciała.

B. siła.

2. Ciało o masie m porusza się z prędkością. Jaki jest pęd ciała?

B. M

3. Jak nazywa się wielkość fizyczna równa iloczynowi siły i czasu jej działania?

A. Impuls ciała.

B. Projekcja siły.

B. Impuls siły.

4. W jakich jednostkach mierzy się impuls siły?

A. 1 N

B. 1 kg

V. 1 N

5. Jaki jest kierunek impulsu ciała?

A. Ma ten sam kierunek co siła.

B. W tym samym kierunku, co prędkość ciała.

6. Jaka będzie zmiana pędu ciała, jeśli działa na nie siła 15 N przez 5 sekund?

A. 3 kg m/s

B. 20 kg m/s

B. 75 kg m/s

7.Jak nazywa się uderzenie, w którym część energii kinetycznej zderzających się ciał ulega ich nieodwracalnemu odkształceniu, zmieniając energię wewnętrzną ciał?

A. Uderzenie absolutnie nieelastyczne.

B. Uderzenie całkowicie elastyczne

V. Centralny.

8. Które wyrażenie odpowiada zasadzie zachowania pędu w przypadku oddziaływania dwóch ciał?

A. = M

W. M =

9. Na jakim prawie opiera się istnienie ruchu strumieniowego?

A. Pierwsze prawo Newtona.

B. Prawo powszechnego ciążenia.

B. Prawo zachowania pędu.

10.Przykładem napędu odrzutowego jest

A. Zjawisko odrzutu podczas strzelania z broni.

B. Spalanie meteorytu w atmosferze.

B. Ruch pod wpływem grawitacji.

Aneks 1

Opcja 2.

1. Która z poniższych wielkości jest wektorem?

A. impuls ciała.

B. masa.

V. czas.

2.Jakie wyrażenie określa zmianę pędu ciała?

A. M

B. T

W. M

3.Jak nazywa się wielkość fizyczna będąca iloczynem masy ciała i wektora jego prędkości chwilowej?

A. Projekcja siły.

B. Impuls siły.

B. Impuls ciała.

4.Jak nazywa się jednostka impulsu ciała wyrażona w jednostkach podstawowych System międzynarodowy?

A. 1 kg m/s

B. 1kg m/s 2

B. 1kg m 2 /s 2

5.W jakim kierunku zmierza zmiana pędu ciała?

A. W tym samym kierunku, co prędkość ciała.

B. W tym samym kierunku co siła.

B. W stronę przeciwną do ruchu ciała.

6. Jaki jest pęd ciała o masie 2 kg poruszającego się z prędkością 3 m/s?

A. 1,5 kg m/s

B. 9 kg m/s

B. 6 kg m/s

7.Jak nazywa się uderzenie, w którym odkształcenie zderzających się ciał jest odwracalne, tj. znika po zakończeniu interakcji?

A. Całkowicie elastyczne uderzenie.

B. Uderzenie absolutnie nieelastyczne.

V. Centralny.

8. Które wyrażenie odpowiada zasadzie zachowania pędu w przypadku oddziaływania dwóch ciał?

A. = M

W. M =

9. Prawo zachowania pędu jest spełnione...

Zawsze.

B. Obowiązkowe w przypadku braku tarcia w jakichkolwiek układach odniesienia.

B. Tylko w układzie zamkniętym.

10. Przykładem napędu odrzutowego jest...

A. Zjawisko odrzutu podczas nurkowania z łodzi do wody.

B. Zjawisko zwiększonej masy ciała spowodowane przyspieszonym ruchem

wsparcie lub zawieszenie.

B. Zjawisko przyciągania ciał przez Ziemię.

Odpowiedzi:

Opcja 1

Opcja nr 2

1. ZA 2. B 3. C 4. A 5. B 6. C 7. A 8. B 9. C 10. A

1 zadanie – 0,5 punktu

Maksymalna liczba punktów za wykonanie wszystkich zadań wynosi 5 punktów.

Załącznik 2

Podstawowe podsumowanie.

Data ___________.

Temat lekcji: „Impuls ciała. Prawo zachowania pędu.”

1. Impuls ciała to ____________________________________________________

2. Wzór na obliczenie pędu ciała:________________________________

3. Jednostki miary impulsu ciała: ________________________________________

4. Kierunek impulsu ciała zawsze pokrywa się z kierunkiem ___________

5.Siła impulsu - Ten __________________________________________________

6. Wzór obliczeniowy siły impulsu :___________________________________

7. Jednostki miary impuls siły ___________________________________

8. Kierunek impulsu siły zawsze pokrywa się z kierunkiem ______________________________________________________________________

9. Zapisz drugie prawo Newtona w postaci impulsu:

______________________________________________________________________

10. Absolutnie elastyczne uderzenie to _________________________

______________________________________________________________________

11. Absolutnie niesprężyste uderzenie to ________________________

______________________________________________________________________

12. Przy uderzeniu absolutnie elastycznym następuje ____________________________

______________________________________________________________________

16. Matematyczny zapis prawa: _______________________________________

17. Granice stosowania zasady zachowania pędu:

_____________________________________________________________________

18. Algorytm rozwiązywania problemów z prawa zachowania pędu:

1)____________________________________________________________________

2)____________________________________________________________________

3)____________________________________________________________________

4)____________________________________________________________________

19. Szczególne przypadki zasady zachowania pędu:

A) oddziaływanie całkowicie sprężyste: Rzut na oś OX: 0,3 m/s, dościga samochód o masie 30 ton, poruszający się z prędkością 0,2 m/s. Jaka jest prędkość samochodów po uruchomieniu sprzęgu?

____________

Odpowiedź:

21. Zastosowanie zasady zachowania pędu w technice i życiu codziennym:

A) Napęd odrzutowy jest ___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Przykłady napędu odrzutowego: _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

c) zjawisko odrzutu______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

22. Zastosowanie zasady zachowania pędu w przyrodzie:

23. Zastosowanie zasady zachowania pędu w medycynie:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

24. To jest interesujące:

1. Istnieje stara legenda o bogaczu z workiem złota, który znalazłszy się na absolutnie gładkim lodzie jeziora, zamarł, ale nie chciał rozstać się ze swoim bogactwem. Ale mógłby zostać uratowany, gdyby nie był tak chciwy! Jak?__________________________________________________________________

2. W jednym z odcinków kreskówki „Cóż, poczekaj chwilę!” przy spokojnej pogodzie wilk, aby dogonić zająca, nabiera więcej powietrza do piersi i dmucha w żagiel. Łódź przyspiesza i... Czy to zjawisko jest możliwe? Dlaczego?

3. Bohater książki E. Raspe, baron Munchausen, opowiadał: „Złapawszy mój warkocz, z całych sił pociągnąłem w górę i bez większych trudności wyciągnąłem z bagna siebie i mojego konia, który mocno trzymał obiema nogami jak szczypcami.”

Czy można się w ten sposób wychować? Dlaczego?

Ocena lekcji ______________

Dodatek 3

Arkusz refleksji

Nazwisko Imię________________________________________________

Grupa________________________________________________

1. Pracowałem podczas lekcji
2. Poprzez swoją pracę w klasie I
3. Lekcja wydawała mi się
4. Na lekcję I
5. Mój nastrój
6.Materiał lekcyjny był dla mnie

7.Wydaje mi się, że mam pracę domową

aktywny pasywny
zadowolony/niezadowolony
krótki długi
nie zmęczony/zmęczony
było lepiej/pogorszyło się
jasne/nie jasne
użyteczny bezużyteczny
ciekawe/nudne
łatwy trudny
interesujące/nieciekawe

N Narysuj swój nastrój za pomocą emotikonów.

Oblicz liczbę punktów, które otrzymałeś za lekcję, oceń swoją pracę na lekcji.

Jeśli wpisałeś:

od 19-27 punktów – „doskonały”

Od 12–18 punktów – „dobrze”

Od 5-11 punktów – ocena „dostateczna”.

Zdobyłem ________ punktów

Stopień _________

Na tej lekcji omówimy prawa ochrony przyrody. Prawa zachowania są potężnym narzędziem do rozwiązywania problemów mechanicznych. Są konsekwencją wewnętrznej symetrii przestrzeni. Pierwszą zachowaną wielkością, którą będziemy badać, jest pęd. Na tej lekcji zdefiniujemy pęd ciała i powiążemy zmianę tej wielkości z siłą działającą na ciało.

Prawa zachowania są bardzo potężnym narzędziem do rozwiązywania problemów mechanicznych. Stosuje się je, gdy równania dynamiki są trudne lub niemożliwe do rozwiązania. Prawa ochrony są bezpośrednią konsekwencją praw natury. Okazuje się, że każdemu prawu zachowania odpowiada pewien rodzaj symetrii w przyrodzie. Na przykład prawo zachowania energii wynika z jednorodności czasu, a prawo zachowania pędu wynika z jednorodności przestrzeni. Co więcej, w fizyce jądrowej złożone symetrie układu wytwarzają wielkości, których nie można zmierzyć, ale wiadomo, że są zachowane, takie jak dziwność i piękno.

Rozważmy drugie prawo Newtona w postaci wektorowej:

Pamiętaj, że przyspieszenie to szybkość zmiany prędkości:

Jeśli teraz podstawimy to wyrażenie do drugiej zasady Newtona i pomnożymy lewą i prawą stronę przez , otrzymamy

Wprowadźmy teraz pewną wielkość, którą będziemy dalej nazywać pędem i uzyskajmy drugą zasadę Newtona w postaci impulsu:

Wielkość po lewej stronie znaku równości nazywa się impulsem siły. Zatem,

Zmiana pędu ciała jest równa impulsowi siły.

Newton zapisał swoje słynne drugie prawo dokładnie w tej formie. Należy zauważyć, że drugie prawo Newtona w tej postaci jest bardziej ogólne, ponieważ siła działa na ciało przez pewien czas nie tylko wtedy, gdy zmienia się prędkość ciała, ale także wtedy, gdy zmienia się masa ciała. Korzystając z takiego równania, łatwo jest na przykład obliczyć siłę działającą na startującą rakietę, ponieważ rakieta zmienia swoją masę podczas startu. Równanie to nazywa się równaniem Meshchersky'ego lub równaniem Ciołkowskiego.

Przyjrzyjmy się bliżej wprowadzonej przez nas wartości. Wielkość tę nazywa się zwykle pędem ciała. Więc,

Pęd ciała jest wielkością fizyczną równą iloczynowi masy ciała i jego prędkości.

Pęd mierzy się w jednostkach SI w kilogramach na metr podzielonych przez sekundę:

Z drugiej zasady Newtona w postaci pędu wynika prawo zachowania pędu. Rzeczywiście, jeśli suma sił działających na ciało wynosi zero, wówczas zmiana pędu ciała wynosi zero, czyli innymi słowy pęd ciała jest stały.

Rozważmy zastosowanie zasady zachowania pędu na przykładach. Zatem piłka z impetem uderza w ścianę (ryc. 1). Pęd piłki zmienia się, a piłka odbija się w innym kierunku z pędem. Jeżeli przed uderzeniem kąt do normalnej był równy , to po uderzeniu kąt ten, ogólnie rzecz biorąc, może być inny. Jeżeli jednak na kulę działa się od strony ściany jedynie siłą nacisku normalnego skierowaną prostopadle do ściany, to składowa impulsu zmienia się w kierunku prostopadłym do ściany. Jeżeli przed uderzeniem było ono równe , to po uderzeniu będzie równe , a składowa pędu wzdłuż ściany nie ulegnie zmianie. Dochodzimy do wniosku, że impuls po uderzeniu jest równy impulsowi przed uderzeniem i jest skierowany pod kątem do normalnej.

Ryż. 1. Piłka odbija się od ściany

Należy pamiętać, że siła grawitacji działająca na kulkę nie wpłynie w żaden sposób na wynik, ponieważ jest skierowana wzdłuż ściany. Uderzenie takie, przy którym moduł pędu ciała jest zachowany, a kąt padania jest równy kątowi odbicia, nazywa się absolutnie sprężystym. Należy pamiętać, że w rzeczywistej sytuacji, gdy uderzenie jest niesprężyste, kąt odbicia może być inny (rys. 2)

Ryż. 2. Piłka nie odbija się elastycznie

Uderzenie będzie niesprężyste, jeśli na piłkę będą działać tak zwane siły rozpraszające, takie jak tarcie lub opór.

Zatem podczas tej lekcji zapoznałeś się z pojęciem pędu, zasadą zachowania pędu i drugą zasadą Newtona zapisaną w formie impulsu. Dodatkowo rozważałeś problem piłki, która doskonale elastycznie odbija się od ściany.

Bibliografia

G. Ya Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky. Fizyka 10. - M.: Edukacja, 2008.
A. P. Rymkiewicz. Fizyka. Książka problemów 10-11. - M.: Drop, 2006.
O. Ya Savchenko. Problemy z fizyką. - M.: Nauka, 1988.
A. V. Peryshkin, V. V. Krauklis. Kurs fizyki. T. 1. - M.: Państwo. nauczyciel wyd. min. edukacja RFSRR, 1957.

Pytanie: Stwierdziliśmy, że gdy piłka uderza w ścianę w sposób całkowicie sprężysty, kąt padania jest równy kątowi odbicia. To samo prawo obowiązuje również w przypadku odbicia promienia w lustrze. Jak to wyjaśnić?

Odpowiedź: Wyjaśnia się to bardzo prosto: światło można uznać za strumień cząstek - fotonów, które elastycznie uderzają w lustro. Odpowiednio kąt padania fotonu jest równy kątowi odbicia.

Pytanie: Samoloty podczas lotu są odpychane od powietrza przez śmigło. Od czego odpycha się rakieta podczas lotu?

Odpowiedź: Rakieta nie odpycha się, rakieta porusza się pod wpływem ciągu odrzutowego. Osiąga się to dzięki temu, że cząsteczki paliwa wylatują z dyszy rakiety z dużą prędkością.