Явище інерції. Інертність тіла
Потрібен був незвичайний геній, щоб відкрити закони природи у таких явищах, які завжди перебували перед очима, але пояснення яких, тим не менш, завжди вислизало від найдосвідченіших філософів.
Жозеф Лагранж
Мета: сформувати знання учнів про інерцію; розвивати вміння застосовувати знання для пояснення конкретних явищ; переконати учнів у широкому виявленні інерції в побуті і техніці, у необхідності враховувати це явище на практиці.
Тип уроку: вивчення нового навчального матеріалу.
Унаочнення: скочування кульки похилим жолобом,
Обладнання: кулька, жолоб, пісок, візки, похила площина, бруски.
Очікувані результати
Після уроку учні:
- будуть знати характерні ознаки явища інерції; наводити приклади прояву інерції; розуміти поняття інертності.
ХІД УРОКУ
ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
Інтерактивна вправа: вставити пропущені голосні букви у наступних словах та дати визначення цих понять: мех…ний р…х, рівн…ий, прям. ий, крив. ий, ш…х, шв…сть.
III. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
– Спираючись на спостереження явищ руху, грецькі учені 2400 років тому дійшли висновку, що
СПРИЙНЯТТЯ ТА ЗАСВОЄННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ Явище інерції
– Ми знаємо, що механічний рух – це зміна положення тіла відносно інших тіл. Механічні рухи супроводжують нас усюди. Питання, чому тіла рухаються, віддавна цікавило мислителів. Виникнення рухів тіл можливе лише в результаті дії на нього іншого тіла, а припинення дії призводить до зупинки тіла. Тоді, коли спостерігали рух, але не розуміли його причин (рух Сонця, Місяця, зір та інших небесних тіл), давали таке пояснення: ці предмети рухають боги. Така механіка на той час була до вподоби церкві.
Давньогрецький учений Арістотель: щоб тіло рухалося, його необхідно весь час “рухати”, причому чим більшою є швидкість тіла, тим більше зусиль потрібно для цього докладати. Отже, перший висновок Аристотеля був таким: спокій – це природний стан тіла. А порушити свій природний стан спокою тіло може тільки тоді, коли на нього діють інші тіла.
Аристотель зробив також і другий висновок: навіть для того, щоб тіло рухалося рівною горизонтальною поверхнею, його треба штовхати або тягти. Лише через 2000 років народився геніальний учений, фізик і математик Галілео Галілей, який засумнівався
У правильності другого висновку Аристотеля. Він виправив помилки давньогрецьких учених, спираючись на експерименти з нескладними механічними системами. У дослідах зі скочуванням свинцевої кульки з похилої площини він помітив, що відстань руху кульки по піску (по горизонтальній поверхні) менша від відстаней, які пройшла кулька по гладкій дошці і мармуру.
Галілей дійшов геніального висновку: за повної відсутності тертя або опору швидкість тіла стає постійною, і для підтримання руху не потрібно прикладати жодних зусиль. Явище збереження тілом швидкості за відсутності зовнішніх дій на нього з боку інших тіл називають інерцією, а цю властивість тіла – інертністю. А закон, відкритий Галілеєм, називають законом інерції і формулюють так: якщо на тіла не діють інші тіла, воно рухається прямолінійно і рівномірно або перебуває у стані спокою. Про те, що тілу властиво зберігати не будь-який рух, а саме прямолінійний, свідчить такий дослід. Кулька, що рухається прямолінійно по плоскій горизонтальній поверхні, натрапляючи на перешкоду, яка має криволінійну форму, під дією цієї перешкоди змушена рухатися по дузі. Однак коли кулька доходить до кінця перешкоди, вона перестає рухатися криволінійно і знову починає рухатися по прямій. Важлива характеристика механічного руху – його швидкість. Якщо швидкість тіла під час руху зовсім не змінюється, рух називається рівномірним. Зрозуміло, що швидкість тіла не змінюється і тоді, коли тіло взагалі не рухається: у цьому випадку вважають, що швидкість дорівнює нулю.
Про явище інерції можна сказати так: інерція – це властивість тіла зберігати свою швидкість незмінною тоді, коли на нього не діють інші тіла.
Інерція – це певне фізичне явище, яке властиве всім тілам: і не видимим неозброєним оком молекулам, і величезним зорям. Інерцію не можна виміряти, бо вона не буває більшою або меншою. Її можна лише спостерігати в житті або відтворити експериментально.
Пригадаймо, у яких випадках людина, що їде в салоні будь – якої машини, відчуває, що їй важко зберігати стан спокою чи рівномірного прямолінійного руху. Проведімо фронтальну лабораторну роботу – спостерігатимемо за падінням бруска під час різких зупинок, зрушення і повороту візка. З’ясуймо, у який бік падає тіло в кожному випадку.
Явище інерції, відкрите Галілеєм, виявилося настільки важливим, що на ньому тримається все вчення про рух тіл. Через рік
По смерті Галілея в Англії народився ще один геній – Ісаак Ньютон, який створив нову науку – класичну механіку. Явище інерції відображено у класичній механіці в першому законі Ньютона.
Інертність
Інертність – властивість, яка полягає в тому, що для зміни швидкості тіла на задану величину необхідно, щоб дія на нього певного іншого тіла тривала якийсь час. Чим цей час є більшим, тим інертнішим є тіло.
Куля, що вилетіла зі ствола рушниці, продовжувала б рухатися, зберігаючи свою швидкість, але на неї діє інше тіло – повітря, тому швидкість кулі поступово зменшується. Шайба, що лежить на льоду, після удару по ній ключкою рухається по прямій лінії майже з постійною швидкістю, якої вона набула в момент удару. Якби можна було зовсім усунути гальмівну дію льоду на шайбу, то вона без зупинки рухалася б відносно льоду (землі) з тією швидкістю, якої набула в момент удару.
Інерція в побуті і техніці
Учні опрацьовують самостійно. Після ознайомлення з текстом, клас поділяється на групи, кожна з яких за текстом складає запитання для суперника.
З проявом інерції тіл нам доводиться мати справу в повсякденному житті. Людина, яка біжить, не може одразу зупинитися, вона пробігає за інерцією певну відстань, поступово зменшуючи швидкість. Коли автобус або вагон рушає від зупинки, то ноги пасажира також починають рухатись, бо між ними і підлогою є тертя. А тіло пасажира за інерцією залишається в спокої. Тому він нахиляється в бік, протилежний рухові. Навпаки, у разі різкої зупинки пасажир, продовжуючи рухатись, нахиляється вперед.
Так само зберігав би швидкість свого руху й автомобіль після вимкнення двигуна. Але на нього діє сила тертя, тому швидкість його зменшується, і він поступово зупиняється.
Шлях, що його проходить автомобіль після вимкнення двигуна до повної зупинки, називають гальмівним шляхом.
Наприклад, автомобіль “Москвич”, що рухається по асфальтовому шосе зі швидкістю 50 км/год, після вимкнення двигуна пройде до зупинки 355 м. Це й буде шлях вільного кочення. Навіть якщо загальмувати колеса автомобіля, припинивши їх обертання, то все-таки деякий час він рухатиметься, ковзаючи колесами по дорозі.
Переходити дорогу перед рухомим транспортом дуже небезпечно, бо жодну машину не можна вмить зупинити.
ОСМИСЛЕННЯ ОБ’ЄКТИВНИХ ЗВ’ЯЗКІВ
Поміркуй і відповідай
Наведіть приклади, які показують, що швидкість руху тіла змінюється під дією іншого тіла. Опишіть дослід, що показує, як зміниться рух тіла, коли зменшується дія на нього інших тіл. Як рухалося б тіло, якби на нього не діяли інші тіла? Що називають інерцією? Що таке гальмівний шлях автомобіля? ПІДСУМКИ УРОКУ
Метод “Прес”
Діти одне за одним будують і проголошують заключне положення до заняття за схемою:
1) я вважаю, що…;
2) … тому, що…;
3) … наприклад…;
4) отже, таким чином…
VІІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Опрацювати відповідний параграф підручника, виконати задачі та вправи до параграфа.
Дати відповідь на запитання
1) Чому не можна перебігати вулицю перед рухомим транспортом?
2) Чому автомобіль з несправними гальмами не можна буксирувати за допомогою гнучкого троса?
3) Чому на поворотах необхідно зменшувати швидкість автомобіля, мотоцикла, велосипеда?
4) Поїзд різко загальмував. Куди покотилося яблуко, що лежало на столику в купе? Чи можете ви визначити, дія якого тіла зумовила його рух відносно поїзда?
