«Ілгермелі қозғалыс динамикасы» атты жаңа тақырыпты түсіндіру бойынша сабақ жоспары

Мақсаты:

Білімділік: оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Ілгермелі қозғалыс динамикасын таныстырып солар жайында түсінік қалыптастыру.

Дамытушылық: өтілген материалдардан негізгілерін ала отырып, оны жалпылап, жүйеге келтіру, дағдыларын қалыптастыру.

Тәрбиелік: адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау.

Көрнекіліктер: суреттер, үлестірмелі карточкалар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

-   Сәлемдесу;

-   Оқушыларды түгендеу;

-   Оқушылардың сабаққа қатысын қадағалау;

-   Оқушылардың назарын тақтаға аудару;

ІІ. Өткенді шолу:

• Материалдық нүкте деп денені айтады?
• Қозғалыс заңын түсіндіріп беріңдер.
• Кинематиның негізгі анықтамалары: траектория, орын ауыстыру, санақ жүйесі, орташа және лездік жылдамдықтар. 
• Түзу сызықты бірқалыпты қозғалыс.

ІІІ. Жаңа сабақ

Динамика – механикалық қозғалысты, оны тудыратын себептерді ескере отырып зерттейтін механиканың бөлімі. Қозғалыстың себебі ертеден адамзатты қызықтырып келеді. Алғашқы боп қозғалыстың себебін түсіндіруге тырысқан Аристотельдің ойынша, дененің қалыпты күйі – тыныштық және ол тыныштыққа ұмтылады. Аристотель денеге түсірілген қорытқы күш (толық күш) оның қозғалысына себеп болады деп ұйғарды. Бұл ұйғарымды Галилей жоққа шығарды. Шындығында,  көлбеу жазықтықтан домалап түскен шардың қозғалысына әрекет ететін барлық күштерді жойсақ, онда шар шексіз ұзақ бірқалыпты түзусызықты қозғала берер еді. Осыған байланысты Галилей мынадай принципті ұсынады: егер денеге басқа әрекет етпесе немесе күштер теңгерілген болса, онда дене өзінің тыныштық күйін немесе бірқалыпты түзусызықты қозғалыс күйін шексіз ұзақ сақтайды. Ньютон Галилей принципін өзінің тұжырымдамасында былайша жалпылады (Ньютонның бірінші заңы): егер денеге түсірілген барлық күштер өзара теңгерілген болса, онда дене өзінің тыныштық күйін немесе бірқалыпты түзусызықты қозғалысын сақтайтын санақ жүйелері болады. Мұндай санақ жүйелері инерциялық санақ жүйелері деп аталады.

Тәжірибе деректерін жалпылап және Аристотельдің қате қортындысына түзету еңгізілген Ньютон дененің ілгермелі қозғалысы динамикасының негізгі теңдеуін тұжырымдайды (Ньютонның екінші заңы): қозғалыстағы дененің үдеуі денеге түсірілген қорытқы күшке тура пропорционал және дененің массасына кері пропорционал, ал үдеудің бағыты қорытқы күш бағытымен бағыттас, яғни

                                    a   =  F/m.                                                       (1)

(1) формуладан денеге әрекет ететін қорытқы күш дене массасы мен оның көбейтіндісіне тең екенін көреміз:

 F =ma .

 Ньютонның үшінші заңы денелердің өзара әрекеті кезінде күштердің пайда болатынын және олардың табиғатының, сонымен қатар олардың жұппен пайда болатынын, бұл күштердің модулі бірдей әрі бір түзудің бойымен қарама- қарсы бағытталғанын көрсетеді:

                                         F₁₂ = -F₂₁   .                                               (2)

 Күш әрекеті күш модуліне, бағытына, түсу нүктесіне, әрекет ету уақытына және күш түсетін беттің ауданына тәуелді.

Уақыт Ньютонның a=F/m  екінші заңына айқын түрде кірмейді. Бірақ, егер үдеудің a=v/t  анықтамасын ескеріп Ньютонның екінші заңын v/t=F/m  жазсақ, онда 

                                                    Ft=mv .                                               (3)

аламыз. Бұл импульс түрінде жазылған Ньютонның екінші заңы (3) теңдеуді

                                            Ft  = p  .                                                  (4)

Денеге әрекет ететін қорытқы күштің импульсі дене импульсінің өзгерісіне тең. Табиғатта іргелі заңдардың бірі – импульстің сақталу заңы Ньютонның екінші және үшінші заңдарының салдары болып табылады. Тұйық жүйеде барлық денелердің импульстерінің векторлық қосындысы уақыт бойынша өзгермейді немесе тұйық жүйенің толық импульсі жүйеде өтіп жатқан кез келген өзгерістер кезінде шама жағынан да, бағыт жағынан да бірдей болып қалады.

Механикада Ньютонның заңдарын қолдануды қажет ететін материалдық нүктенің қозғалысы жайлы есептерді шығарғанда, мына тәртіпті (есепті шығару алгоритмін) сақтаған дұрыс.

1. Есептің шартын оқып шығып, ондағы физикалық процесті толық түсіну керек.
2. Есептің жоба-суретін салып, онда барлық кинетикалық сипаттамаларды көрсетіп, мүмкін болса, үдеудің бағытын көрсету керек.
3. Денеге түсірілген барлық күштердің бағытын және бар байланыстарды көрсету керек. Күштердің бағытын анықтағанда Ньютонның үшінші заңы ескеріледі. Берілген дене қанша денемен әрекеттессе оған сонша күш түсетінін есте сақтандар.
4. Әрбір жеке дене үшін Ньютонның екінші заңын жазу керек.
5. Алынған теңдеулер саны белгісіздер санына тең болуы тиіс. Керісінше жағдайда есептің мазмұнына шығатын қосымша, әдетте, кинематикадан шығатын, мысалы ілгермелі және айналмалы қозғалыстарды байланыстыратын v=wR секілді шамалар мен байланыстарды пайдалану керек.
6. Алынған теңдеулер жүйесін жалпы түрде шешу керек.

ІV. Бекіту

- Механикалық қозғалыстағы динамикалық және кинематикалық баяндау тәсілдерінің айырмашылығы неде?

- Ньютонның бірінші заңын тұжырымдаңдар.

- Дене импульсі және күш импульсі деп нені айтады?

- Ньютонның сақталу заңын импульстік түрде жазудың бір артықшылығы бар. Қандай? 

- Механикада есеп шығарудың алгаритмі қандай?

V. Бағалау

VІ. Үйге: Ілгермелі қозғалыс динамикасы.