Impulz tela. Metodický rozvoj tréningovej hodiny v disciplíne „Fyzika“ na tému: „Impulz. Zákon zachovania hybnosti. Prúdový pohon“ Príklady riešenia problémov

Jeho pohyby, t.j. veľkosť .

Pulz je vektorová veličina zhodná v smere s vektorom rýchlosti.

Jednotka impulzu SI: kg m/s .

Hybnosť sústavy telies sa rovná vektorovému súčtu hybnosti všetkých telies zahrnutých v sústave:

Zákon zachovania hybnosti

Ak na sústavu interagujúcich telies dodatočne pôsobia napríklad vonkajšie sily, potom v tomto prípade platí vzťah, ktorý sa niekedy nazýva zákon zmeny hybnosti:

Pre uzavretý systém (pri absencii vonkajších síl) platí zákon zachovania hybnosti:

Pôsobením zákona zachovania hybnosti možno vysvetliť jav spätného rázu pri streľbe z pušky alebo pri delostreleckej streľbe. Zákon zachovania hybnosti je tiež základom princípu činnosti všetkých prúdových motorov.

Pri riešení fyzikálnych úloh sa používa zákon zachovania hybnosti, keď nie je potrebná znalosť všetkých detailov pohybu, ale dôležitý je výsledok interakcie telies. Takýmito problémami sú napríklad problémy s nárazom alebo zrážkou telies. Zákon zachovania hybnosti sa používa pri zvažovaní pohybu telies s premenlivou hmotnosťou, ako sú nosné rakety. Väčšinu hmoty takejto rakety tvorí palivo. Počas aktívnej fázy letu toto palivo vyhorí a hmotnosť rakety v tejto časti trajektórie rýchlo klesá. Zákon zachovania hybnosti je tiež potrebný v prípadoch, keď tento koncept nie je použiteľný. Je ťažké si predstaviť situáciu, keď stacionárne telo okamžite nadobudne určitú rýchlosť. V bežnej praxi sa telesá vždy zrýchľujú a naberajú rýchlosť postupne. Keď sa však elektróny a iné subatomárne častice pohybujú, ich stav sa náhle zmení bez toho, aby zostali v medzistavoch. V takýchto prípadoch nie je možné použiť klasický koncept „zrýchlenia“.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie

Projektil s hmotnosťou 100 kg letiaci vodorovne pozdĺž Železničná trať v rýchlosti 500 m/s narazí do auta pieskom s hmotnosťou 10 ton a zasekne sa v ňom. Akú rýchlosť dosiahne auto, ak sa bude pohybovať rýchlosťou 36 km/h v smere opačnom ako je pohyb strely?

Riešenie

Systém auto + projektil je uzavretý, takže v tomto prípade možno uplatniť zákon zachovania hybnosti.

Urobme si nákres, označujúci stav tiel pred a po interakcii.

Pri interakcii strely a auta dochádza k nepružnému nárazu. Zákon zachovania hybnosti bude v tomto prípade napísaný takto:

Výberom smeru osi tak, aby sa zhodoval so smerom pohybu auta, napíšeme priemet tejto rovnice na súradnicovú os:

odkiaľ pochádza rýchlosť auta po zásahu projektilom:

Jednotky prevedieme do sústavy SI: t kg.

Poďme počítať:

Odpoveď

Po zásahu náboja sa auto bude pohybovať rýchlosťou 5 m/s.

PRÍKLAD 2

Cvičenie

Strela s hmotnosťou m=10 kg mala v hornom bode rýchlosť v=200 m/s. V tomto bode sa rozdelil na dve časti. Menšia časť s hmotnosťou m 1 = 3 kg dostala rýchlosť v 1 = 400 m/s v rovnakom smere pod uhlom k horizontále. Akou rýchlosťou a akým smerom poletí väčšina projektilu?

Riešenie

Dráha strely je parabola. Rýchlosť telesa smeruje vždy tangenciálne k trajektórii. V hornom bode trajektórie je rýchlosť strely rovnobežná s osou.

Zapíšme si zákon zachovania hybnosti:

Prejdime od vektorov k skalárnym veličinám. Ak to chcete urobiť, utvorte druhú mocninu oboch strán vektorovej rovnosti a použite vzorce pre:

Ak vezmeme do úvahy toto a tiež to, zistíme rýchlosť druhého fragmentu:

Nahradením číselných hodnôt fyzikálnych veličín do výsledného vzorca vypočítame:

Smer letu väčšiny projektilov určíme pomocou:

Nahradením číselných hodnôt do vzorca dostaneme:

Odpoveď

Väčšina strely poletí dole rýchlosťou 249 m/s pod uhlom k horizontálnemu smeru.

PRÍKLAD 3

Cvičenie

Hmotnosť vlaku je 3000 ton, koeficient trenia je 0,02. Aký typ rušňa musí byť, aby vlak dosiahol rýchlosť 60 km/h 2 minúty po začatí pohybu?

Riešenie

Keďže na vlak pôsobí (vonkajšia sila), systém nemožno považovať za uzavretý a zákon zachovania hybnosti v tomto prípade nie je splnený.

Využime zákon zmeny hybnosti:

Pretože trecia sila smeruje vždy v opačnom smere ako je pohyb telesa, impulz trecej sily vstúpi do priemetu rovnice na súradnicovú os (smer osi sa zhoduje so smerom pohybu vlaku) s znamienko „mínus“:

Hybnosť telesa je vektorová veličina rovnajúca sa súčinu hmotnosti telesa a jeho rýchlosti:

Za jednotku impulzu v sústave SI sa považuje impulz telesa s hmotnosťou 1 kg, ktoré sa pohybuje rýchlosťou 1 m/s. Táto jednotka sa nazýva KILOGRAM-METER ZA SEKUNDU (kg . pani).

SYSTÉM ORGÁNOV, KTORÉ NEBUDÚ V INTERAKCII S INÝMI ORGÁNMI, KTORÉ NIE SÚ SÚČASŤOU TOHTO SYSTÉMU, SA NAZÝVA ZATVORENÝ.

V uzavretom systéme telies je zákon zachovania splnený pre hybnosť.

V UZAVRETNEJ SÚSTAVE TELÍC ZOSTÁVA GEOMETRICKÝ SÚČET MOMENTY TELA NEZMENENÝ PRE AKÉKOĽVEK INTERAKCIE TELÁ TOHTO SYSTÉMU MEDZI NIMI.

Reaktívny pohyb je založený na zákone zachovania hybnosti. Pri horení paliva sa z trysky rakety pri určitej rýchlosti vyvrhujú plyny zahriate na vysokú teplotu. Zároveň interagujú s raketou. Ak pred spustením motora je súčet impulzov

raketa a palivo sa rovnali nule, po uvoľnení plynov by to malo zostať rovnaké:

kde M je hmotnosť rakety; V - rýchlosť rakety;

m je hmotnosť emitovaných plynov; v - rýchlosť prietoku plynu.

Odtiaľ dostaneme výraz pre rýchlosť rakety:

Hlavnou črtou prúdového motora je, že na to, aby sa mohol pohybovať, nepotrebuje médium, s ktorým by mohol interagovať. Preto je raketa jediným dopravným prostriedkom schopným pohybovať sa v bezvzduchovom priestore.

Veľký ruský vedec a vynálezca Konstantin Eduardovič Ciolkovskij dokázal možnosť využitia rakiet na prieskum vesmíru. Vypracoval návrhovú schému pre raketu a našiel potrebné palivové komponenty. Tsiolkovského diela slúžili ako základ pre vytvorenie prvých vesmírnych lodí.

Prvá umelá družica Zeme na svete bola u nás vypustená 4. októbra 1957 a 12. apríla 1961 sa Jurij Alekseevič Gagarin stal prvým kozmonautom Zeme. Kozmické lode v súčasnosti skúmajú ďalšie planéty slnečná sústava, kométy, asteroidy. Americkí astronauti pristáli na Mesiaci a pripravuje sa pilotovaný let na Mars. Vedecké expedície fungujú na obežnej dráhe už dlho. Vyvinuté vesmírne lode opakovane použiteľné „Shuttle“ a „Challenger“ (USA), „Buran“ (Rusko), prebiehajú práce na vytvorení vedeckej stanice „Alpha“ na obežnej dráhe Zeme, kde budú spolupracovať vedci z rôznych krajín.

Prúdový pohon využívajú aj niektoré živé organizmy. Napríklad chobotnice a chobotnice sa pohybujú tak, že vyvrhujú prúd vody v opačnom smere, ako je ich pohyb.

4/2. Experimentálna úloha na tému „Molekulárna fyzika“: pozorovanie zmien tlaku vzduchu so zmenami teploty a objemu.

Pripojte vlnitý valec k manometru a zmerajte tlak vo vnútri valca.

Vložte valec do nádoby s horúcou vodou. Čo sa deje?

Stlačte valec. Čo sa deje?

vesmírny výskum. Polovodičová dióda, pn prechod a jeho vlastnosti. Aplikácia polovodičových prvkov. Problém s aplikáciou 1. zákona termodynamiky.

Impulz tela– je súčinom hmotnosti telesa a jeho rýchlosti p = mv (kg * m/s) Hybnosť telesa je veľkosť pohybu. Zmena hybnosti telesa sa rovná zmene impulzu sily. ∆p = F∆t
Súčet hybností telies pred interakciou sa rovná súčtu impulzov po interakcii ALEBO: Geometrický súčet hybností telies v uzavretom systéme zostáva konštantný. m1v1 + m2v2 = konšt

Zákon zachovania hybnosti je základom prúdového pohybu - ide o pohyb, pri ktorom je časť tela oddelená a druhá dostáva ďalšie zrýchlenie.
Prúdový pohon v technológii: NAPRÍKLAD (v lietadlách a raketách)
Prúdový pohon v prírode: NAPRÍKLAD (mäkkýše, chobotnice). Veľký význam disponuje vesmírnymi informáciami pre ďalší rozvoj vedy a techniky. Vesmírny výskum zrejme povedie v blízkej budúcnosti k revolučným zmenám v mnohých oblastiach inžinierstva a techniky, ako aj v medicíne. Výsledky vývoja v oblasti kozmických technológií nájdu uplatnenie v priemyselných a poľnohospodárskych prácach, pri skúmaní hlbín Svetového oceánu a v polárnych výskumoch, v športových súťažiach, pri výrobe geologických zariadení a v iných oblastiach. Polovodičová dióda je polovodičová súčiastka s jedným elektrickým prechodom a dvoma vývodmi (elektródami).Prechod elektrón-diera je oblasť polovodiča, v ktorej dochádza k priestorovej zmene druhu vodivosti (z elektrónovej n-oblasti na otvor p-oblasť). Polovodičové zariadenia sa používajú: v komplexe motorovej dopravy. elektronické zapaľovanie. elektronická riadiaca jednotka. LED diódy: senzory, svetlomety, semafory atď. globálny systém určovania polohy. Mobilné telefóny

6 Zákon univerzálnej gravitácie. Gravitácia. Voľný pád tiel. Telesná hmotnosť. Stav beztiaže. Magnetické pole. Magnetická indukcia, magnetické indukčné čiary. Ampérová sila a jej aplikácia. Úlohou je aplikovať vzorce pre prácu alebo výkon jednosmerného prúdu.

Zákon gravitácie Newtonov zákon, ktorý popisuje gravitačnú interakciu v rámci klasickej mechaniky. Tento zákon objavil Newton okolo roku 1666. Uvádza, že sila gravitačnej príťažlivosti medzi dvoma hmotnými bodmi a oddelenými vzdialenosťou je úmerná obom hmotám a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi. Gravitácia- sila pôsobiaca na akékoľvek hmotné teleso nachádzajúce sa v blízkosti povrchu Zeme alebo iného astronomického telesa. Voľný pád- rovnomerne premenlivý pohyb pod vplyvom gravitácie, keď iné sily pôsobiace na teleso chýbajú alebo sú zanedbateľne malé. Hmotnosť- sila tela na podperu (alebo záves alebo iný typ upevnenia), zabraňujúca pádu, vznikajúca v gravitačnom poli P=mg. Stav beztiaže- stav, v ktorom sila vzájomného pôsobenia telesa s oporou (hmotnosť tela), vznikajúca v súvislosti s gravitačnou príťažlivosťou, pôsobením iných hmotnostných síl, najmä zotrvačnej sily, ktorá vzniká pri zrýchlenom pohybe telesa, je neprítomný. Magnetické pole- silové pole pôsobiace na pohybujúce sa elektrické náboje a na telesá s magnetickým momentom bez ohľadu na stav ich pohybu. Magnetická indukcia- vektorová veličina, ktorá je silová charakteristika magnetického poľa (jeho pôsobenie na nabité častice) v danom bode priestoru. Určuje silu, ktorou magnetické pole pôsobí na náboj pohybujúci sa rýchlosťou.
Magnetické indukčné čiary- priamky, ktorých dotyčnice smerujú rovnako ako vektor magnetickej indukcie v danom bode poľa.

7 Fenomén elektromagnetickej indukcie, využitie tohto javu. Zákon elektromagnetickej indukcie. Lenzove pravidlo. Job. Kožušina. energie. Kinetická a potenciálna energia. Zákon zachovania srsti. energie. E.Z: Meranie celkového odporu elektrického obvodu v sériovom zapojení. Elektromagnetická indukcia je fenomén objavenia sa elektrického torusu v uzavretom okruhu, keď sa mení magnetický tok, ktorý ním prechádza. Objavil ho Michael Faradel. Fenomén elektriky Poppy. indukcia používané v elektrických a rádiotechnických zariadeniach: generátory, transformátory, tlmivky atď. Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie je základný zákon elektrodynamiky týkajúci sa princípov činnosti transformátorov, tlmiviek, mnohých typov elektromotorov a generátorov. Zákon hovorí: pre každú uzavretú slučku sa indukovaná elektromotorická sila (EMF) rovná rýchlosti zmeny magnetického toku prechádzajúceho touto slučkou, pričom sa berie so znamienkom mínus. Lenzove pravidlo určuje smer indukčného prúdu a uvádza: indukčný prúd má vždy taký smer, že zoslabuje účinok príčiny, ktorá budí prúd. Kožušina. Job- je fyzikálna veličina, ktorá je skalárnou kvantitatívnou mierou pôsobenia sily alebo síl na teleso alebo sústavu v závislosti od číselnej hodnoty, smeru pôsobenia sily (síl) a od pohybu bodu (bodov), telesa. alebo systém Vo fyzike srsť. energie opisuje súčet potenciálnych a kinetických energií dostupných v komponentoch mechanického systému. Kožušina. energie- je to energia spojená s pohybom predmetu alebo jeho polohou, schopnosťou vykonávať mechanickú prácu. Zákon zachovania srsti. energie uvádza, že ak je telo alebo systém vystavený iba konzervatívnym silám (vonkajším aj vnútorným), potom celková mechanická energia tohto telesa alebo systému zostáva konštantná. V izolovanom systéme, kde pôsobia iba konzervatívne sily, sa šetrí celková mechanická energia. Potenciál je potenciál tela, zosobňuje, akú prácu telo DOKÁŽE! A kinetická je sila, ktorá už robí prácu. Zákon zachovania energie- zákon prírody, ustanovený empiricky a spočívajúci v tom, že za izolovaný fyzický systém možno zaviesť skalárnu fyzikálnu veličinu, ktorá je funkciou parametrov systému a nazýva sa energia, ktorá sa v priebehu času zachováva. Keďže zákon zachovania energie neplatí pre konkrétne veličiny a javy, ale odráža všeobecný vzorec, ktorý platí všade a vždy, nemožno ho nazvať zákonom, ale princípom zachovania energie. Potenciálna energia- energia, ktorá je určená vzájomnou polohou interagujúcich telies alebo častí toho istého telesa. Kinetická energia- prípad, keď sa teleso pohybuje pod vplyvom sily, nielenže môže, ale aj vykonáva nejakú prácu

8 Mechanické vibrácie, mechanické vlastnosti. vibrácie: amplitúda, perióda, frekvencia. Voľné a nútené vibrácie. Rezonancia. Samoindukcia. Indukčnosť. Energia magnetického poľa cievky. Úloha uplatnenia zákona zachovania hybnosti Mechanické kmitanie je presne alebo približne opakujúci sa pohyb, pri ktorom sa teleso premiestňuje jedným alebo druhým smerom z rovnovážnej polohy. Ak je systém schopný oscilačných pohybov, potom sa nazýva oscilačný. Vlastnosti oscilačného systému: Systém má stabilnú rovnovážnu polohu. Keď je systém odstránený z rovnovážnej polohy, vzniká v ňom vnútorná vratná sila. Systém je inertný. Preto sa v rovnovážnej polohe nezastaví, ale cez ňu prechádza. Oscilácie, ktoré sa vyskytujú v systéme pod vplyvom vnútorných síl, sa nazývajú voľné. Všetky voľné vibrácie tlmia (napríklad: vibrácie struny po dopade) Vibrácie vykonávané telesami pod vplyvom vonkajších periodicky sa meniacich síl sa nazývajú vynútené (napríklad: vibrácie kovového obrobku, keď kováč pracuje s kladivom). Rezonancia- jav, pri ktorom má amplitúda vynútených kmitov maximum pri určitej hodnote frekvencie hnacej sily. Často je táto hodnota blízka frekvencii vlastných kmitov, v skutočnosti sa môže zhodovať, ale nie vždy to tak je a nie je príčinou rezonancie. Samoindukcia- toto je jav výskytu indukovaného emf vo vodivom obvode, keď sa mení prúd pretekajúci obvodom. Keď sa prúd v obvode zmení, proporcionálne sa zmení aj magnetický tok cez povrch ohraničený týmto obvodom. Zmena tohto magnetického toku v dôsledku zákona elektromagnetickej indukcie vedie k vybudeniu indukčného EMF (samoindukcie) v tomto obvode. Indukčnosť- koeficient proporcionality medzi elektrický šok, tečúcim v nejakom uzavretom okruhu a magnetický tok vytvorený týmto prúdom cez povrch, ktorého okrajom je tento okruh.Okolo vodiča s prúdom je magnetické pole, ktoré má energiu.

9 Kožušina. vlny. Vlnová dĺžka, rýchlosť vĺn a vzťahy medzi nimi. Termonukleárna reakcia. Aplikácia atómovej energie. Perspektívy a problémy rozvoja jadrovej energetiky. E.Z: stanovenie indexu lomu sklenenej dosky. Kožušina. vlny sú poruchy šíriace sa v elastickom prostredí (odchýlky častíc prostredia od rovnovážnej polohy). Ak sa oscilácie častíc a šírenie vĺn vyskytujú v jednom smere, vlnenie sa nazýva pozdĺžne a ak tieto pohyby prebiehajú v kolmých smeroch, nazývajú sa priečne. Pozdĺžne vlny sprevádzané ťahovými a tlakovými deformáciami sa môžu šíriť v akomkoľvek elastickom prostredí: plynoch, kvapalinách a pevných látkach. Priečne vlny sa šíria v tých prostrediach, kde vznikajú elastické sily pri šmykovej deformácii, teda v pevných látkach. Keď sa vlna šíri, energia sa prenáša bez prenosu hmoty. Rýchlosť, ktorou sa porucha šíri v elastickom prostredí, sa nazýva rýchlosť vlny. Je určená elastickými vlastnosťami média. Vzdialenosť, cez ktorú sa vlna šíri za čas rovnajúci sa perióde oscilácie v nej, sa nazýva vlnová dĺžka (lambda). Vlnová dĺžka- vzdialenosť, ktorú dokáže vlna prekonať pri pohybe v priestore rýchlosťou svetla za jednu periódu, ktorá je zase prevrátená k frekvencii. Čím vyššia frekvencia, tým kratšia vlnová dĺžka. Termonukleárna reakcia- druh jadrovej reakcie, pri ktorej sa ľahké jadrá atómov v dôsledku kinetickej energie ich tepelného pohybu spájajú do ťažších. Rozvoj priemyselnej spoločnosti je založený na neustále sa zvyšujúcej úrovni výroby a spotreby rôzne druhy energie. (Dramaticky znižuje spotrebu prírodné zdroje

10 Vznik atomistickej hypotézy o štruktúre hmoty a jej experimentálne dôkazy: difúzia, Brownov pohyb. Základné ustanovenia IKT. Hmotnosť, veľkosť molekúl. Elektromotorická sila. Ohmov zákon pre kompletný reťazec. Úlohou je aplikovať kožušinový vzorec. práca

Difúzia- ide o jav rozloženia častíc jednej látky medzi časticami druhej

Brownov pohyb- ide o pohyb častíc nerozpustných v kvapaline pôsobením molekúl kvapaliny. Molekulárna kinetická teória je doktrína štruktúry a vlastností hmoty založená na myšlienke existencie atómov a molekúl ako najmenších častíc chemických látok Založené na molekulárnej kinetickej teórii Existujú tri hlavné ustanovenia: Všetky látky - kvapalné, pevné a plynné - sú tvorené z najmenších častíc - molekúl, ktoré samy o sebe pozostávajú z atómov. .Atómy a molekuly sú v nepretržitom chaotickom pohybe. Častice medzi sebou interagujú silami, ktoré sú svojou povahou elektrické. Gravitačná interakcia medzi časticami je zanedbateľná. m 0 - molekulová hmotnosť (kg). Veľkosť molekuly je veľmi malá. Elektromotorická sila silu, teda akékoľvek silu neelektrického pôvodu, pracujúce v kvázistacionárnych obvodoch jednosmerného alebo striedavého prúdu.

Ohmov zákon pre úplný obvod- sila prúdu v obvode je úmerná EMF pôsobiacemu v obvode a nepriamo úmerná súčtu odporu obvodu a vnútorného odporu zdroja.

11 Elektromagnetické vlny a ich vlastnosti. Princíp rádiovej komunikácie. Vynález rádia, moderných komunikačných prostriedkov. Teplota a jej meranie Absolútna teplota. Teplota je mierou priemernej kinetickej energie molekulárneho pohybu. E.Z: Meranie optickej mohutnosti zbernej šošovky.

Elektromotorická sila- skalárna fyzikálna veličina charakterizujúca prácu tretích osôb silu, teda akékoľvek silu neelektrického pôvodu, pracujúce v kvázistacionárnych obvodoch jednosmerného alebo striedavého prúdu. Návrh všeobecných obvodov na organizáciu rádiovej komunikácie. Charakteristika systému rádiového prenosu informácií, v ktorom sa telekomunikačné signály prenášajú prostredníctvom rádiových vĺn v otvorenom priestore. Rádio- druh bezdrôtového prenosu informácií, pri ktorom sa ako nosič informácie využívajú rádiové vlny, voľne sa šíriace priestorom. 7. mája 1895 predviedol ruský fyzik Alexander Stepanovič Popov (1859 - 1905/06) prvý rádiový prijímač na svete. Moderné komunikačné prostriedky- toto je telefón, vysielačka atď. Teplota- fyzikálna veličina charakterizujúca tepelný stav telies. Teplota sa meria v stupňoch.

Absolútna teplota je bezpodmienečnou mierou teploty a jednou z hlavných charakteristík

termodynamika. Teplota- miera priemernej kinetickej energie molekúl, energie

úmerné teplote.

12 Práca v termodynamike. Vnútorná energia. Prvý a druhý zákon termodynamiky. Alternátor. Transformátor. Výroba a prenos elektrickej energie, úspora energie v každodennom živote a v práci. E.Z: Meranie tiažového zrýchlenia v danom bode na zemi.

V termodynamike neuvažuje sa pohyb telesa ako celku, hovoríme o pohybe častí makroskopického telesa voči sebe. V dôsledku toho sa objem tela môže zmeniť, ale jeho rýchlosť zostáva rovná nule . Práca v termodynamike je definovaný rovnakým spôsobom ako v mechanike, ale nerovná sa

zmena kinetickej energie telesa, ale zmena jeho vnútornej energie. Vnútorná energia teleso (označené ako E alebo U) - celková energia tohto telesa mínus kinetická energia telesa ako celku a potenciálna energia telesa vo vonkajšom poli síl. Vnútorná energia teda pozostáva z kinetickej energie chaotického pohybu molekúl, potenciálnej energie interakcie medzi nimi a intramolekulárnej energie. Prvý zákon termodynamiky Zmena ΔU vnútornej energie neizolovaného termodynamického systému sa rovná rozdielu medzi množstvom tepla Q odovzdaného systému a prácou A vykonanou systémom na vonkajších telesách.

Druhý zákon termodynamiky. Nie je možné preniesť teplo z chladnejšej sústavy do teplejšej bez iných súčasných zmien v oboch sústavách alebo okolitých telesách. alternátor je zariadenie, ktoré vyrába striedavý prúd

Transformátor je zariadenie používané na zníženie alebo zvýšenie prúdu alebo napätia. Úspora energie - vytváranie nových technológií, ktoré spotrebujú menej energie (nové žiarovky atď.)

Tepelné motory. Účinnosť tepelných motorov. Tepelné motory a ekológia. Radar, aplikácia radaru. Experimentálna úloha: meranie vlnovej dĺžky svetla pomocou difrakčnej mriežky.

Tepelný motor- zariadenie vykonávajúce prácu využitím vnútornej energie, tepelný stroj premieňajúci teplo na mechanickú energiu, využíva závislosť tepelnej rozťažnosti látky od teploty.

Výkonový koeficient (účinnosť) tepelného motora je pomer práce A´ vykonanej motorom k množstvu tepla prijatého z ohrievača:

Neustály rozvoj energetiky, automobilovej a iných druhov dopravy, zvyšovanie spotreby uhlia, ropy a plynu v priemysle a pre domáce potreby zvyšuje možnosti uspokojovania životných potrieb človeka. V súčasnosti je však množstvo chemického paliva spáleného ročne v rôznych tepelných motoroch také veľké, že ochrana prírody pred škodlivými účinkami splodín horenia sa stáva čoraz ťažším problémom. Negatívny vplyv tepelných strojov na životné prostredie je spojený s pôsobením rôznych faktorov.

Radar- oblasť vedy a techniky, ktorá spája metódy a prostriedky lokalizácie (zisťovanie a meranie súradníc) a určovanie vlastností rôznych predmetov pomocou rádiových vĺn.

Radarovo navádzané strely sú vybavené špeciálnymi autonómnymi zariadeniami na vykonávanie bojových úloh. Zaoceánske lode využívajú na navigáciu radarové systémy. V lietadlách sa radary používajú na riešenie množstva problémov, vrátane určenia letovej výšky vzhľadom na zem.

MINISTERSTVO VŠEOBECNÉHO A ODBORNÉHO ŠKOLSTVA REGIÓNU ROSTOV

ŠTÁTNA VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA STRED

ODBORNÉ VZDELÁVANIE ROSTOVSKÉHO REGIÓNU

"SALSKY PRIEMYSELNÁ TECHNIKA"

METODICKÝ VÝVOJ

školenia

v disciplíne "Fyzika"

Predmet: „Pulz. Zákon zachovania hybnosti. Prúdový pohon“.

Vyvinuté učiteľom: Titarenko S.A.

Salsk

2014

Téma: „Impulz. Zákon zachovania hybnosti. Prúdový pohon“.

Trvanie: 90 minút.

Typ lekcie: Kombinovaná lekcia.

Ciele lekcie:

vzdelávacie:

odhaliť úlohu zákonov zachovania v mechanike;

dať pojem „telesný impulz“, „uzavretý systém“, „reaktívny pohyb“;

naučiť žiakov charakterizovať fyzikálne veličiny (telesný impulz, silový impulz), aplikovať logickú schému pri odvodzovaní zákona zachovania hybnosti, formulovať zákon, zapísať ho do tvaru rovnice, vysvetliť princíp reaktívneho pohybu;

pri riešení úloh uplatniť zákon zachovania hybnosti;

podporovať získavanie poznatkov o metódach vedeckého poznania prírody, moderného fyzikálneho obrazu sveta, dynamických zákonov prírody (zákon zachovania hybnosti);

vzdelávacie:

naučiť sa pripraviť pracovisko;

udržiavať disciplínu;

rozvíjať schopnosť aplikovať získané poznatky pri plnení samostatných úloh a následnom formulovaní záveru;

pestovať zmysel pre vlastenectvo vo vzťahu k práci ruských vedcov v oblasti pohybu telesa s premenlivou hmotnosťou (tryskový pohyb) - K. E. Ciolkovskij, S. P. Korolev;

vyvíja:

rozširovať obzory študentov vytváraním interdisciplinárnych spojení;

rozvíjať schopnosť správne používať fyzikálnu terminológiu počas frontálnej orálnej práce;

forma:

vedecké chápanie štruktúry hmotného sveta;

univerzálny charakter vedomostí získaných prostredníctvom interdisciplinárnych spojení;

metodický:

stimulovať kognitívnu a tvorivú činnosť;

posilňovať motiváciu žiakov rôznymi vyučovacími metódami: verbálnymi, názornými a modernými technickými prostriedkami, vytvárať podmienky na osvojovanie si látky.

V dôsledku štúdia materiálu v tejto lekcii musí študent
vedieť/rozumieť :
- význam impulzu hmotného bodu ako fyzikálnej veličiny;
- vzorec vyjadrujúci vzťah hybnosti s inými veličinami (rýchlosť, hmotnosť);
- klasifikačný znak impulzu (vektorová veličina);
- jednotky merania impulzov;
- Druhý Newtonov zákon v impulznej forme a jeho grafická interpretácia; zákon zachovania hybnosti a limity jeho aplikácie;
- prínos ruských a zahraničných vedcov, ktorí mali najväčší vplyv na rozvoj tohto odvetvia fyziky;

byť schopný:
- popísať a vysvetliť výsledky pozorovaní a experimentov;
- uviesť príklady prejavu zákona zachovania hybnosti v prírode a technike;
- aplikovať získané poznatky na riešenie fyzikálnych problémov s využitím pojmu „hybnosť hmotného bodu“, zákon zachovania hybnosti.

Vzdelávacie technológie:

pokročilé vzdelávacie technológie;

technológia ponorenia do témy lekcie;

IKT.

Vyučovacie metódy:

verbálny;

vizuálne;

vysvetľujúce a názorné;

heuristický;

problém;

analytické;

osobný test;

vzájomné overenie.

Formulár: teoretická lekcia.

Formy organizácie vzdelávacie aktivity : kolektívne, malé skupiny, individuálne.

Interdisciplinárne prepojenia:

fyzika a matematika;

fyzika a technika;

fyzika a biológia;

fyzika a medicína;

fyzika a informatika;

Vnútropredmetové spojenia:

Newtonove zákony;

hmotnosť;

zotrvačnosť;

mechanický pohyb.

Vybavenie:

PC, obrazovka,

tabuľa, krieda,

balón, zotrvačné autíčka, hračka do vody, akvárium s vodou, model Segnerovho kolesa.

Vybavenie:

didaktický:

referenčné poznámky pre študentov, testové úlohy, reflexný hárok;

metodický:

pracovné programy a, kalendárovo-tematický plán;

metodická príručka pre učiteľov na tému „ Pulz. Zákon zachovania hybnosti. Príklady riešenia problémov“;

Informačná podpora:

PC s nainštalovaným operačným systémom Windows a Microsoft Office;

multimediálny projektor;

Prezentácie programu Microsoft PowerPoint, videá:

- prejav zákona zachovania hybnosti pri zrážke telies;

- efekt spätného rázu;

Druhy samostatnej práce:

trieda: riešenie problémov s používaním FSI , práca s podpornými poznámkami;

mimoškolských: práca s poznámkami a doplnkovou literatúrou .

Priebeh lekcie:

I. Úvodná časť

1. Organizačný čas – 1-2 minúty.

a) kontrola prítomných, pripravenosti žiakov na vyučovanie, dostupnosť uniformy a pod.

2. Vyhlásenie témy, jej motivácia a stanovenie cieľa – 5-6 min.

a) oznámenie pravidiel práce na vyučovacej hodine a vyhlásenie hodnotiacich kritérií;

b) d domáca úloha;

c) počiatočná motivácia k učebným aktivitám (zapojenie žiakov do procesu stanovovania cieľov).

3. Aktualizácia základných vedomostí (frontálny prieskum) – 4-5 min.

II. Hlavná časť- 60 min.

1. Štúdium nového teoretického materiálu

a) Prezentácia nového prednáškového materiálu podľa plánu:

1). Definícia pojmov: „telesný impulz“, „impulz sily“.

2). Riešenie kvalitatívnych a kvantitatívnych úloh na výpočet hybnosti telesa, impulzu sily, hmotnosti interagujúcich telies.

3). Zákon zachovania hybnosti.

4). Hranice platnosti zákona zachovania hybnosti.

5). Algoritmus riešenia problémov na ZSI. Špeciálne prípady zákona zachovania hybnosti.

6). Aplikácia zákona zachovania hybnosti vo vede, technike, prírode, medicíne.

b) Vykonávanie demonštračných experimentov

c) Prezeranie multimediálnej prezentácie.

d) Upevnenie učiva počas vyučovacej hodiny (riešenie problémov o používaní digitálnych informácií, riešenie kvalitatívnych problémov);

e) Vyplnenie podporných poznámok.

III. Kontrola absorpcie materiálu - 10 min.

IV. Reflexia. Zhrnutie – 6-7 min. (Časová rezerva 2 min.)

Predbežná príprava študentov

Študenti dostanú za úlohu pripraviť multimediálnu prezentáciu a posolstvo na témy: „Zákon zachovania hybnosti v strojárstve“, „Zákon zachovania hybnosti v biológii“, „Zákon zachovania hybnosti v medicíne“.

Počas vyučovania.

I. Úvodná časť

1. Organizačný moment.

Kontrola absencií a pripravenosti žiakov na vyučovanie.

2. Oznámenie témy, jej motivácia a stanovenie cieľa .

a) vyhlásenie pravidiel práce na hodine a vyhlásenie kritérií hodnotenia.

Pravidlá lekcie:

Na vašich stoloch sú podporné poznámky, ktoré sa stanú hlavným pracovným prvkom dnešnej hodiny.

Podporná osnova označuje tému hodiny a poradie, v ktorom sa bude téma študovať.

Okrem toho dnes na hodine použijeme systém hodnotenia, t.j. Každý z vás sa bude snažiť svojou prácou na hodine získať čo najviac bodov, body budú udelené za správne vyriešené úlohy, správne odpovede na otázky, správne vysvetlenie pozorovaných javov, celkovo za hodinu môžete získať max. 27 bodov, t. j. správna, úplná odpoveď Každá otázka má hodnotu 0,5 bodu, za vyriešenie úlohy 1 bod.

Sami si vypočítate počet svojich bodov za lekciu a zapíšete si ho na reflexnú kartičku., teda ak zadáte od 19 do 27 bodov – „výborne“; od 12 do 18 bodov – „dobré“; od 5 do 11 bodov – hodnotenie „uspokojivé“.

b) domáca úloha:

Naučte sa prednáškový materiál.

Zbierka úloh z fyziky, vyd. A.P. Rymkevič č. 314, 315 (str. 47), č. 323 324 (str. 48).

V) počiatočná motivácia pre vzdelávacie aktivity (zapojenie študentov do procesu stanovovania cieľov):

Rád by som upriamil vašu pozornosť na zaujímavý fenomén, ktorý nazývame impakt. Účinok vyvolaný úderom človeka vždy prekvapil. Prečo ťažké kladivo umiestnené na kuse kovu na nákove ho iba pritlačí k podpere, zatiaľ čo to isté kladivo ho sploští úderom kladiva?

Aké je tajomstvo starého cirkusového triku, keď zdrvujúci úder kladiva na masívnu nákovu neublíži osobe, na ktorej hrudi je táto nákova nainštalovaná?

Prečo môžeme ľahko chytiť letiacu tenisovú loptičku rukou, ale nemôžeme chytiť guľku bez toho, aby sme si nepoškodili ruku?

V prírode existuje niekoľko fyzikálnych veličín, ktoré sa dajú zachovať, dnes si povieme o jednej z nich: o hybnosti.

Impulz preložený do ruštiny znamená „tlačiť“, „fúkať“. Toto je jedna z mála fyzikálnych veličín, ktoré je možné zachovať pri interakcii telies.

Vysvetlite pozorované javy:

SKÚSENOSTI #1: na predvádzacom stole sú 2 autíčka, č.1 je v kľude, č.2 sa pohybuje, v dôsledku interakcie obe autá menia rýchlosť svojho pohybu - č.1 naberá rýchlosť, č.2 rýchlosť znižuje. jeho pohybu. (0,5 bodu)

SKÚSENOSTI #2: autá sa pohybujú k sebe, po kolízii zmenia rýchlosť . (0,5 bodu)

Čo si myslíte: aké sú ciele našej dnešnej hodiny? Čo by sme sa mali naučiť? (Očakávaná odpoveď študentov: zoznámiť sa s fyzikálnou veličinou „hybnosť“, naučiť sa ju vypočítať, nájsť vzťah tejto fyzikálnej veličiny s inými fyzikálnymi veličinami.)(0,5 bodu)

3. Aktualizácia súboru poznatkov.

Vy a ja už vieme, že ak na teleso pôsobí určitá sila, tak v dôsledku toho.....(telo mení svoju polohu v priestore (vykonáva mechanický pohyb))

Za odpoveď na otázku sa získava 0,5 bodu (maximálne 7 bodov za správne odpovede na všetky otázky)

Definujte mechanický pohyb.

Vzorová odpoveď: zmena polohy telesa v priestore voči iným telesám sa nazýva mechanický pohyb.

Čo je to hmotný bod?

Vzorová odpoveď: hmotný bod je teleso, ktorého rozmery možno v podmienkach daného problému zanedbať (rozmery telies sú malé v porovnaní so vzdialenosťou medzi nimi alebo teleso prejde vzdialenosť oveľa väčšiu, ako sú geometrické rozmery samotného telesa)

-Uveďte príklady hmotných bodov.

Vzorová odpoveď: auto na ceste z Orenburgu do Moskvy, človek a Mesiac, klbko na dlhej nite.

čo je hmotnosť? Jeho merné jednotky sú v SI?

Vzorová odpoveď: hmotnosť je miera zotrvačnosti telesa, skalárna fyzikálna veličina, označuje sa latinským písmenom m, jednotky merania v SI - kg (kilogram).

Čo znamená výraz: „telo je inertnejšie“, „telo je menej inertné“?

Vzorová odpoveď: viac inertný - mení rýchlosť pomaly, menej inertný - mení rýchlosť rýchlejšie.

Definujte silu, pomenujte jej merné jednotky a zákl

vlastnosti.

Vzorová odpoveď: sila je vektorová fyzikálna veličina, ktorá je kvantitatívnym meradlom pôsobenia jedného telesa na druhé (kvantitatívna miera interakcie dvoch alebo viacerých telies), charakterizovaná modulom, smerom, bodom pôsobenia, meraná v SI v Newtonoch ( N).

- Aké schopnosti poznáš?

Vzorová odpoveď: gravitácia, elastická sila, sila reakcie na zem, hmotnosť tela, trecia sila.

Ako ste pochopili: výslednica síl pôsobiacich na telo sa rovná

10 N?

Vzorová odpoveď: geometrický súčet síl pôsobiacich na teleso je 10 N.

Čo sa stane s hmotným bodom pod vplyvom sily?

Vzorová odpoveď: hmotný bod začne meniť rýchlosť svojho pohybu.

Ako závisí rýchlosť telesa od jeho hmotnosti?

Vzorová odpoveď: pretože hmotnosť je mierou zotrvačnosti telesa, potom teleso s väčšou hmotnosťou mení svoju rýchlosť pomalšie, teleso s menšou hmotnosťou mení rýchlosť rýchlejšie.

Ktoré referenčné systémy sa nazývajú inerciálne?

Vzorová odpoveď: Inerciálne vzťažné sústavy sú tie vzťažné sústavy, ktoré sa pohybujú priamočiaro a rovnomerne alebo sú v pokoji.

Prvý štátny Newtonov zákon.

Vzorová odpoveď: Existujú také referenčné systémy, voči ktorým si translačné pohybujúce sa telesá udržiavajú konštantnú rýchlosť alebo sú v pokoji, ak na ne nepôsobia žiadne iné telesá alebo ak sú účinky týchto telies kompenzované.

- Formulujte tretí Newtonov zákon.

\Vzorová odpoveď: sily, ktorými na seba telesá pôsobia, sú rovnako veľké a smerujú pozdĺž jednej priamky v opačných smeroch.

Štátny Newtonov druhý zákon.

Kde A rýchlosti 1 a 2 loptičiek pred interakciou, A - rýchlosť loptičiek po interakcii, A - hmotnosť guľôčok.

Nahradením posledných dvoch rovníc do vzorca tretieho Newtonovho zákona a vykonaním transformácií dostaneme:

, tie.

Zákon zachovania hybnosti je formulovaný takto: geometrický súčet impulzov uzavretého systému telies zostáva konštantnou hodnotou pre akúkoľvek interakciu telies tohto systému navzájom.

alebo:

Ak je súčet vonkajších síl nulový, potom je hybnosť sústavy telies zachovaná.

Sily, s ktorými telesá sústavy navzájom pôsobia, sa nazývajú vnútorné a sily vytvorené telesami, ktoré do daného systému nepatria, sa nazývajú vonkajšie.

Systém, ktorý nie je ovplyvnený vonkajšími silami, alebo je súčet vonkajších síl nulový, sa nazýva uzavretý.

V uzavretom systéme si telesá môžu vymieňať iba impulzy, ale celková hodnota impulzu sa nemení.

Hranice aplikácie zákona zachovania hybnosti:

Iba v uzavretých systémoch.

Ak sa súčet priemetov vonkajších síl na určitý smer rovná nule, potom pri priemete len na tento smer môžeme písať: pstart X = pend X (zákon zachovania zložky hybnosti).

Ak je trvanie interakčného procesu krátke a sily vznikajúce pri interakcii sú veľké (náraz, výbuch, výstrel), tak počas tohto krátkeho času môže byť impulz vonkajších síl zanedbaný.

Príkladom uzavretého systému pozdĺž horizontálneho smeru je delo, z ktorého sa strieľa. Fenomén spätného rázu (vrátenia) zbrane pri výstrele. Hasiči zažijú rovnaký zásah, keď nasmerujú silný prúd vody na horiaci predmet a snažia sa držať požiarnu dýzu.

Dnes by ste sa mali naučiť metódy riešenia kvalitatívnych a kvantitatívnych problémov na túto tému a naučiť sa ich aplikovať v praxi.

Napriek tomu, že túto tému milujú mnohí, má svoje vlastné charakteristiky a ťažkosti. Hlavná ťažkosť je v tom neexistuje jediný univerzálny vzorec, ktorý by sa dal použiť na vyriešenie konkrétneho problému na danú tému. V každom probléme je vzorec iný a ste to vy, kto ho musíte získať analýzou podmienok navrhovaného problému.

Aby ste uľahčili správne riešenie problémov, navrhujem použiť ALGORITMUS NA RIEŠENIE PROBLÉMOV.

Netreba sa ho učiť naspamäť, môžete ho použiť ako sprievodcu pohľadom do zošita, no pri riešení úloh sa to postupne samo zapamätá.

Chcem vás hneď varovať: Nepovažujem problémy bez obrázka, aj keď sú správne vyriešené!

Takže zvážime, ako by sa mali problémy riešiť pomocou navrhovaného ALGORITU NA RIEŠENIE PROBLÉMOV.

Aby sme to dosiahli, začnime krok za krokom riešením prvého problému: (problémy vo všeobecnej forme)

Uvažujme o algoritme na riešenie problémov pomocou zákona zachovania hybnosti. (posuňte s algoritmom, zapíšte si do podporných poznámok k výkresom)

Algoritmus na riešenie problémov so zákonom zachovania hybnosti:

Urobte nákres, v ktorom označíte smery súradnicovej osi, vektory rýchlosti telies pred a po interakcii;

2) Napíšte zákon zachovania hybnosti vo vektorovej forme;

3) Napíšte zákon zachovania hybnosti pri priemete na súradnicovú os;

4) Z výslednej rovnice vyjadrite neznámu veličinu a nájdite jej hodnotu;

RIEŠENIE PROBLÉMOV (Špeciálne prípady FSI pre samostatné riešenie úlohy č. 3):

(správne riešenie 1 problém – 1 bod)

1. 200 kg piesku sa nasypalo na vozík s hmotnosťou 800 kg, ktorý sa valil po vodorovnej dráhe rýchlosťou 0,2 m/s.

Aká bola rýchlosť vozíka potom?

2. Auto s hmotnosťou 20 ton sa pohybuje rýchlosťou 0,3 m/s, predbehne auto s hmotnosťou 30 ton, pohybuje rýchlosťou 0,2 m/s.

Aká je rýchlosť áut po aktivácii spojky?

3. Akú rýchlosť nadobudne liatinová delová guľa ležiaca na ľade, ak sa od nej odrazí guľka letiaca horizontálne rýchlosťou 500 m/s a pohybuje sa v opačnom smere rýchlosťou 400 m/s? Hmotnosť strely 10 g, hmotnosť jadra 25 kg. (úloha je záložná, t.j. rieši sa, ak je čas)

(Riešenie úloh sa zobrazí na obrazovke, študenti si svoje riešenie kontrolujú s normou, analyzujú chyby)

Zákon zachovania hybnosti má veľký význam pre štúdium prúdového pohonu.

Podprúdový pohonrozumieť pohybu telesa, ku ktorému dochádza, keď je akákoľvek jeho časť oddelená od tela určitou rýchlosťou. Výsledkom je, že samotné telo získava opačne smerovaný impulz.

Nafúknite gumený detský balónik bez viazania otvorov a uvoľnite ho z rúk.

Čo sa bude diať? prečo? (0,5 bodu)

(Navrhovaná odpoveď: Vzduch v loptičke vytvára tlak na škrupinu vo všetkých smeroch. Ak diera v loptičke nie je zaviazaná, tak z nej začne vychádzať vzduch, pričom samotná škrupina sa bude pohybovať opačným smerom. To vyplýva zo zákona zachovania hybnosti: hybnosť lopty pred interakciou sa rovná nule, po interakcii musia získať impulzy rovnakej veľkosti a opačného smeru, t.j. pohybovať sa opačnými smermi.)

Pohyb gule je príkladom prúdového pohybu.

Video prúdový pohon.

Vyrobiť pracovné modely zariadení prúdových motorov nie je ťažké.

V roku 1750 maďarský fyzik J.A. Segner predviedol svoje zariadenie, ktoré sa na počesť svojho tvorcu nazývalo „Segnerovo koleso“.

Veľké „Segnerovo koleso“ sa dá vyrobiť z veľkého vrecka na mlieko: vytvorte otvor na dne protiľahlých stien vrecka prepichnutím vrecka ceruzkou. Na vrch tašky priviažte dve nite a zaveste tašku na nejaký druh priečky. Zapchajte otvory ceruzkami a nalejte vodu do vrecka. Potom ceruzky opatrne odstráňte.

Vysvetlite pozorovaný jav. Kde sa dá použiť? (0,5 bodu)

(Očakávaná odpoveď študentov: z otvorov vyrazia dva prúdy v opačných smeroch a vznikne reaktívna sila, ktorá obal rozkrúti. Segnerovo koleso je možné použiť v inštalácii na polievanie záhonov alebo záhonov.)

Ďalší model: rotujúci balón. V nafúknutom detskom balóne pred previazaním otvoru niťou vložte do neho hadičku na šťavu zahnutú do pravého uhla. Nalejte vodu do taniera menšieho ako je priemer gule a guľôčku tam spustite tak, aby bola trubica na boku. Vzduch vyjde z lopty a lopta sa začne otáčať cez vodu pod vplyvom reaktívnej sily.

ALEBO: do nafúknutého detského balóna pred previazaním otvoru niťou vložte do pravého uhla zahnutú trubičku od džúsu, celú konštrukciu zaveste na niť, keď vzduch začne opúšťať loptičku trubičkou, loptička sa začne točiť sa..

Vysvetlite pozorovaný jav. (0,5 bodu)

Video „Jet Propulsion“

Kde platí zákon zachovania hybnosti??? Naši chlapci nám pomôžu odpovedať na túto otázku.

Študentské referáty a prezentácie.

Témy správ a prezentácií:

1. „Aplikácia zákona zachovania hybnosti v technike a každodennom živote“

2. „Uplatnenie zákona zachovania hybnosti v prírode.“

3. „Aplikácia zákona zachovania hybnosti v medicíne“

Hodnotiace kritériá:

Obsah materiálu a jeho vedecký charakter – 2 body;

Prístupnosť prezentácie – 1 bod;

Znalosť látky a jej pochopenie – 1 bod;

Dizajn – 1 bod.

Maximálne skóre je 5 bodov.

Skúsme teraz odpovedať na nasledujúce otázky: (1 bod za každú správnu odpoveď, 0,5 bodu za neúplnú odpoveď).

"Toto je zaujímavé"

1. V jednej z epizód karikatúry "No, počkajte chvíľu!" v pokojnom počasí vlk, aby dohonil zajaca, naberie viac vzduchu do hrude a fúka do plachty. Loď zrýchľuje a... Je to možné tento jav?

(Očakávaná odpoveď študentov: Nie, pretože systém vlčích plachiet je uzavretý, čo znamená, že celkový impulz je nulový, aby sa loď mohla pohybovať zrýchlene, je potrebná prítomnosť vonkajšej sily. Len vonkajšie sily môžu impulz zmeniť systému. Vlk - vzduch - vnútorná sila. )

2. Hrdina knihy E. Raspe, barón Munchausen, povedal: „Chytil som svoj vrkôčik a vytiahol som ho zo všetkých síl a bez špeciálna práca vytiahol seba aj koňa z močiara, ktorého oboma nohami pevne stisol ako kliešte.“

Dá sa takto vychovať? ?

(Očakávaná odpoveď študentov: iba vonkajšie sily môžu zmeniť hybnosť sústavy telies, preto sa dvíhajte týmto spôsobom je zakázané, pretože v tomto systéme pôsobia iba vnútorné sily. Pred interakciou bola hybnosť systému nulová. Pôsobenie vnútorných síl nemôže zmeniť hybnosť systému, preto po interakcii bude hybnosť nulová).

3. Existuje stará legenda o boháčovi s mešcom zlata, ktorý, keď sa ocitol na úplne hladkom ľade jazera, zamrzol, ale nechcel sa rozlúčiť so svojím bohatstvom. Ale mohol byť zachránený, keby nebol taký chamtivý!

(Navrhovaná odpoveď študentov: Stačilo od seba odstrčiť mešec zlata a sám boháč by sa kĺzal po ľade v opačnej strane podľa zákona zachovania hybnosti.)

III. Kontrola absorpcie materiálu:

Testovacie úlohy (príloha 1)

(Testovanie sa vykonáva na hárkoch papiera, medzi ktoré sa vloží uhlíkový papier; na konci testovania dostane jeden exemplár učiteľ, druhý sused v lavici, vzájomné overenie) (5 bodov)

IV. Reflexia. Zhrnutie (Príloha 2)

Na záver lekcie by som chcel povedať, že fyzikálne zákony sa dajú použiť na riešenie mnohých problémov. Dnes ste sa na hodine naučili, ako uviesť do praxe jeden z najzákladnejších zákonov prírody: zákon zachovania hybnosti.

Žiadam vás, aby ste vyplnili hárok „Úvaha“, na ktorom môžete zobraziť výsledky dnešnej lekcie.

Zoznam použitej literatúry:

Literatúra pre učiteľov

Hlavná:

Ed. Pinsky A.A., Kabardina O.F. Fyzika ročník 10: učebnica pre všeobecnovzdelávacie inštitúcie a školy s prehĺbeným štúdiom fyziky: profilová úroveň. - M.: Vzdelávanie, 2013 .

Kasyanov V.A. fyzika. 10. ročník: učebnica pre všeobecné vzdelávanieny prevádzkach. – M.: Drop, 2012.

Fyzika 7-11. Knižnica vizuálnych pomôcok. Elektronické vydanie. M.: "Drop", 2012

dodatočné:

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B., Sotsky N. N. Physics-10: Edition 15th. – M.: Vzdelávanie, 2006.

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

Rymkevič A.P. fyzika. Kniha problémov-10 – 11: Ed. 10., stereotyp. – M.: Drop, 2006.

Saurov Yu. A. Modely lekcií-10: kniha. pre učiteľa. – M.: Vzdelávanie, 2005.

Kuperstein Yu. S. Physics-10: základné poznámky a diferencované problémy. – Petrohrad: september 2004.

Použité internetové zdroje

Literatúra pre študentov:

Myakishev G.Ya. fyzika. 10. ročník: učebnica pre inštitúcie všeobecného vzdelávania: základná a špecializovaná úroveň. – M.: Prosveshcheniye, 2013 .

Gromov S.V. Fyzika-10.M. "Osvietenie" 2011

Rymkevič P.A. Zbierka úloh z fyziky. M.: Drop 2012.

Príloha 1

Možnosť 1.

1.Ktorá z nasledujúcich veličín je skalárna?

A. omša.

B. telesný impulz.

B. pevnosť.

2. Teleso s hmotnosťou m sa pohybuje rýchlosťou. Aká je hybnosť tela?

B. m

IN.

3. Ako sa nazýva fyzikálna veličina rovnajúca sa súčinu sily a času jej pôsobenia?

A. Impulz tela.

B. Projekcia sily.

B. Silový impulz.

4. V akých jednotkách sa meria silový impulz?

A. 1 N s

B. 1 kg

V. 1 N

5. Aký je smer telesného impulzu?

A. Má rovnaký smer ako sila.

B. V rovnakom smere ako rýchlosť tela.

6.Aká je zmena hybnosti telesa, ak naň pôsobí sila 15 N po dobu 5 sekúnd?

A. 3 kg m/s

B. 20 kg m/s

B. 75 kg m/s

7.Ako sa nazýva náraz, pri ktorom časť kinetickej energie zrážajúcich sa telies smeruje k ich nevratnej deformácii, pričom sa mení vnútorná energia telies?

A. Absolútne nepružný dopad.

B. Absolútne elastický náraz

V. Stred.

8. Ktorý výraz zodpovedá zákonu zachovania hybnosti pre prípad interakcie dvoch telies?

A. = m

IN. m =

9.Na akom zákone je založená existencia prúdového pohybu?

Prvý zákon A. Newtona.

B. Zákon univerzálnej gravitácie.

B. Zákon zachovania hybnosti.

10.Príkladom prúdového pohonu je

A. Fenomén spätného rázu pri streľbe zo zbrane.

B. Horenie meteoritu v atmosfére.

B. Pohyb pod vplyvom gravitácie.

Príloha 1

Možnosť #2.

1.Ktorá z nasledujúcich veličín je vektorová?

A. telesný impulz.

B. omšu.

V. čas.

2.Aký výraz určuje zmenu hybnosti telesa?

A. m

B. t

IN. m

3.Ako sa nazýva fyzikálna veličina rovnajúca sa súčinu hmotnosti telesa a vektoru jeho okamžitej rýchlosti?

A. Projekcia sily.

B. Silový impulz.

B. Impulz tela.

4.Ako sa nazýva jednotka telesného impulzu vyjadrená v základných jednotkách Medzinárodný systém?

A. 1 kg m/s

B. 1 kg m/s 2

B. 1 kg m 2 /s 2

5.Kam smeruje zmena hybnosti telesa?

A. V rovnakom smere ako rýchlosť tela.

B. V rovnakom smere ako sila.

B. Na stranu oproti pohybu tela.

6.Akú hybnosť má teleso s hmotnosťou 2 kg, ktoré sa pohybuje rýchlosťou 3 m/s?

A. 1,5 kg m/s

B. 9 kg m/s

B. 6 kg m/s

7.Ako sa nazýva náraz, pri ktorom je deformácia narážajúcich telies vratná, t.j. zmizne po ukončení interakcie?

A. Absolútne elastický náraz.

B. Absolútne nepružný náraz.

V. Stred.

8. Ktorý výraz zodpovedá zákonu zachovania hybnosti pre prípad interakcie dvoch telies?

A. = m

IN. m =

9. Zákon zachovania hybnosti je splnený...

A. Vždy.

B. Povinné pri absencii trenia v akýchkoľvek referenčných sústavách.

B. Len v uzavretom systéme.

10. Príkladom prúdového pohonu je...

A. Fenomén spätného rázu pri ponorení z člna do vody.

B. Fenomén zvýšenej telesnej hmotnosti spôsobený zrýchleným pohybom

podpora alebo pozastavenie.

B. Fenomén priťahovania telies Zemou.

Odpovede:

Možnosť 1

Možnosť č.2

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

1 úloha – 0,5 bodu

Maximálne skóre za splnenie všetkých úloh je 5 bodov.

Dodatok 2

Základné zhrnutie.

Dátum ___________.

Téma lekcie: „Telesný impulz. Zákon zachovania hybnosti."

1. Telesný impulz je ____________________________________________________

2. Vzorec na výpočet hybnosti tela: _________________________________

3. Jednotky merania telesného impulzu: _________________________________________

4. Smer impulzu tela sa vždy zhoduje so smerom ___________

5.Impulzná sila - Toto __________________________________________________

6. Vzorec na výpočet impulznej sily :___________________________________

7. Jednotky merania impulz sily ___________________________________

8. Smer impulzu sily sa vždy zhoduje so smerom ______________________________________________________________________

9. Napíšte druhý Newtonov zákon v impulznom tvare:

______________________________________________________________________

10. Absolútne elastický náraz je ________________________________________

______________________________________________________________________

11. Absolútne nepružný náraz je ______________________________________

______________________________________________________________________

12. Pri absolútne elastickom náraze dochádza k _____________________________

______________________________________________________________________

16. Matematický zápis zákona: _______________________________________

17. Hranice platnosti zákona zachovania hybnosti:

_____________________________________________________________________

18. Algoritmus na riešenie problémov zo zákona zachovania hybnosti:

1)____________________________________________________________________

2)____________________________________________________________________

3)____________________________________________________________________

4)____________________________________________________________________

19. Špeciálne prípady zákona zachovania hybnosti:

A) absolútne elastická interakcia: Projekcia na osi OX: 0,3 m/s, dobieha auto s hmotnosťou 30 ton, pohybujúce sa rýchlosťou 0,2 m/s. Aká je rýchlosť áut po aktivácii spojky?

____________

odpoveď:

21. Aplikácia zákona zachovania hybnosti v technike a každodennom živote:

A) Prúdový pohon je ___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Príklady prúdového pohonu: _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

c) fenomén spätného rázu_______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

22. Aplikácia zákona zachovania hybnosti v prírode:

23. Aplikácia zákona zachovania hybnosti v medicíne:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

24. Toto je zaujímavé:

1. Existuje stará legenda o boháčovi s mešcom zlata, ktorý, keď sa ocitol na úplne hladkom ľade jazera, zamrzol, ale nechcel sa rozlúčiť so svojím bohatstvom. Ale mohol byť zachránený, keby nebol taký chamtivý! Ako?___________________________________________________________________

2. V jednej z epizód karikatúry "No, počkajte chvíľu!" v pokojnom počasí vlk, aby dohonil zajaca, naberie viac vzduchu do hrude a fúka do plachty. Loď zrýchľuje a... Je tento jav možný? prečo?

3. Hrdina knihy E. Raspe, barón Munchausen, povedal: „Chytil som svoj vrkôčik, vytiahol som zo všetkých síl nahor a bez väčších ťažkostí som vytiahol seba aj koňa z močiara, ktorého som pevne držal oboma nohami. , ako s kliešťami.“

Dá sa takto vychovať? prečo?

Známka lekcie _______________

Dodatok 3

Reflexný list

Priezvisko meno________________________________________________

Skupina__________________________________________________

1.Počas hodiny som pracoval
2. Prostredníctvom mojej práce v I. triede
3. Lekcia sa mi zdala
4. Na lekciu I
5.Moja nálada
6. Materiál na lekciu bol pre mňa

7.Zdá sa mi domáca úloha

aktívny pasívny
spokojný/nespokojný
krátko dlho
nie unavený / unavený
zlepšilo sa to/zhoršilo
jasné / nejasné
užitočné/neužitočné
zaujímavé / nudné
ľahké / ťažké
zaujímavé / nezaujímavé

N Nakreslite svoju náladu pomocou emotikonu.

Vypočítajte počet bodov, ktoré ste získali za lekciu, zhodnoťte svoju prácu na lekcii.

Ak ste zadali:

od 19 do 27 bodov – „výborne“

Od 12 do 18 bodov – „dobré“

Od 5 do 11 bodov – hodnotenie „uspokojivé“.

Získal som ________ bodov

Známka _________

V tejto lekcii budeme hovoriť o zákonoch ochrany. Zákony ochrany sú mocným nástrojom na riešenie mechanických problémov. Sú dôsledkom vnútornej symetrie priestoru. Prvá zachovaná veličina, ktorú budeme študovať, je hybnosť. V tejto lekcii budeme definovať hybnosť telesa a vzťahovať zmenu tejto veličiny na silu, ktorá pôsobí na teleso.

Zákony ochrany sú veľmi silným nástrojom na riešenie mechanických problémov. Používajú sa, keď je ťažké alebo nemožné vyriešiť dynamické rovnice. Zákony ochrany sú priamym dôsledkom zákonov prírody. Ukazuje sa, že každý zákon ochrany zodpovedá akejsi symetrii v prírode. Napríklad zákon zachovania energie vzniká vďaka tomu, že čas je homogénny, a zákon zachovania hybnosti vzniká kvôli homogenite priestoru. Navyše v jadrovej fyzike vytvárajú zložité symetrie systému veličiny, ktoré sa nedajú merať, ale je známe, že sú zachované, ako napríklad zvláštnosť a krása.

Zoberme si druhý Newtonov zákon vo vektorovej forme:

Pamätajte, že zrýchlenie je miera zmeny rýchlosti:

Teraz, ak dosadíme tento výraz do druhého Newtonovho zákona a vynásobíme ľavú a pravú stranu číslom , dostaneme

Zavedme teraz určitú veličinu, ktorú budeme ďalej nazývať hybnosť, a získajme druhý Newtonov zákon v impulznej forme:

Množstvo naľavo od znamienka rovnosti sa nazýva impulz sily. teda

Zmena hybnosti telesa sa rovná impulzu sily.

Newton napísal svoj slávny druhý zákon presne v tejto podobe. Všimnite si, že druhý Newtonov zákon v tejto podobe je všeobecnejší, keďže na teleso určitý čas pôsobí sila nielen pri zmene rýchlosti telesa, ale aj pri zmene hmotnosti telesa. Pomocou takejto rovnice je napríklad ľahké zistiť silu pôsobiacu na vzlietajúcu raketu, keďže raketa pri štarte mení svoju hmotnosť. Táto rovnica sa nazýva Meshcherského rovnica alebo Tsiolkovského rovnica.

Pozrime sa bližšie na hodnotu, ktorú sme predstavili. Táto veličina sa zvyčajne nazýva hybnosť tela. takže,

Hybnosť telesa je fyzikálna veličina rovnajúca sa súčinu hmotnosti telesa a jeho rýchlosti.

Hybnosť sa meria v jednotkách SI v kilogramoch na meter vydelená sekundami:

Z druhého Newtonovho zákona vo forme hybnosti vyplýva zákon zachovania hybnosti. Ak je totiž súčet síl pôsobiacich na teleso nulový, potom je zmena hybnosti telesa nulová, alebo, inými slovami, hybnosť telesa je konštantná.

Uvažujme o aplikácii zákona zachovania hybnosti na príkladoch. Lopta teda narazí na stenu s hybnosťou (obr. 1). Hybnosť lopty sa mení a lopta sa odráža iným smerom s hybnosťou. Ak bol pred nárazom uhol k normálu rovný , potom po náraze môže byť tento uhol vo všeobecnosti iný. Ak však na guľu zo strany steny pôsobí len normálová tlaková sila smerujúca kolmo na stenu, potom sa zložka impulzu mení v smere kolmom na stenu. Ak pred nárazom bola rovná , potom po náraze bude rovná , a zložka hybnosti pozdĺž steny sa nezmení. Dospeli sme k záveru, že impulz po náraze sa svojou veľkosťou rovná impulzu pred nárazom a smeruje pod uhlom k normále.

Ryža. 1. Lopta sa odrazí od steny

Všimnite si, že gravitačná sila pôsobiaca na loptu nijako neovplyvní výsledok, pretože je nasmerovaná pozdĺž steny. Takýto náraz, pri ktorom sa zachová modul hybnosti tela a uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu, sa nazýva absolútne elastický. Všimnite si, že v reálnej situácii, keď je náraz nepružný, môže byť uhol odrazu iný (obr. 2)

Ryža. 2. Lopta elasticky neodskakuje

Náraz bude neelastický, ak na loptu budú pôsobiť takzvané disipatívne sily, ako je trenie alebo odpor.

V tejto lekcii ste sa teda zoznámili s pojmom hybnosť, zákonom zachovania hybnosti a druhým Newtonovým zákonom zapísaným v impulznej forme. Okrem toho ste zvažovali problém lopty, ktorá sa dokonale elasticky odráža od steny.

Bibliografia

G. Ya Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky. Fyzika 10. - M.: Vzdelávanie, 2008.
A. P. Rymkevič. fyzika. Kniha problémov 10-11. - M.: Drop, 2006.
O. Ya Savčenková. Fyzikálne problémy. - M.: Nauka, 1988.
A. V. Peryškin, V. V. Krauklis. Kurz fyziky. T. 1. - M.: Štát. učiteľ vyd. min. školstvo RSFSR, 1957.

otázka: Zistili sme, že keď loptička narazí na stenu absolútne elastickým spôsobom, uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu. Rovnaký zákon platí aj pre odraz lúča v zrkadle. Ako to vysvetliť?

odpoveď: Vysvetľuje sa to veľmi jednoducho: za svetlo možno považovať prúd častíc – fotónov, ktoré elasticky dopadajú na zrkadlo. Podľa toho sa uhol dopadu pri páde fotónu rovná uhlu odrazu.

otázka: Lietadlá, keď lietajú, sú odtláčané zo vzduchu vrtuľou. Od čoho sa raketa pri lete odrazí?

odpoveď: Raketa sa neodpudzuje, raketa sa pohybuje pod vplyvom prúdového ťahu. To je dosiahnuté vďaka tomu, že častice paliva vyletujú z dýzy rakety vysokou rýchlosťou.