​ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАДАЧІ З ФІЗИКИ

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАДАЧІ З ФІЗИКИ

Одним із перших фізиків-методистів, які досліджували та впрова­джували в процес навчання фізики експериментальні задачі, був С. С. Мопіков. Експериментальною задачею він називає таку задачу, "дані" для розв'язання якої отримують експериментально, безпосередньо перед очима учня або самими учнями.

Пізніше поняття навчальної експериментальної задачі з фізики набуло більшої конкретності. Відомий вчений-методист О.І.Бугайов, наприклад, називає експериментальними задачі, в яких експеримент служить засобом одержання величин, необхідних для розв'язання, дає відповідь на поставлене в задачі запитання або є засобом перевірки зроблених згідно умови розрахунків.

Визначити площу столу.

Обладнання: секундомір або годинник, котушка ниток.

Дана задача зустрічається в декількох збірниках і саме тим, що має нестандартне розв'язання, вона стала досить популярною як серед вчителів, так і серед учнів.

Розв'язання. Спочатку зробимо з ниток та котушки маятник, довжина б якого дорівнювала довжині столу. Порахувавши кількість коливань N, які він зробить за певний проміжок часу t , за формулою Т= t / N  обчислимо період його коливань.

Потім рівняння періоду коливань нитяного маятника

розв’яжемо відносно його довжини l:

Скориставшись одержаним раніше значенням періоду коливань Т, обчислимо довжину маятника l.

Таким же чином знайдемо і ширину столу. Перемноживши значення довжин обох маятників, дамо відповідь на поставлене в задачі запитання.

Знайти густину пластиліну.

Обладнання: шматок пластиліну масою 20.. .40 г, мензурка з водою.

Розв'язання. Спочатку зануримо повністю пластилін у воду (для того, щоб тіло з пластиліну вільно входило в мензурку, йому можна надати будь-якої форми, наприклад, стержня або кулі, розміри яких були б меншими від її внутрішнього діаметру) і визначимо, який об'єм води V він витіснить.

Потім зробимо з пластиліну коробочку (знову ж, необхідно вибрати таку її форму, щоб вона без тертя входила в мензурку) і покладемо її на воду, яка знаходиться в мензурці.

Умову рівноваги тіла можна описати рівнянням:

mg=ρgV,

звідки

m=ρV,

де m – маса пластиліну, ρ – густина води, V – об’єм витісненої води. Тоді густину пластиліну можна обчислити за формулою:

Примітка: результат буде точнішим, якщо в перелік обладнання включити вимірювальну лінійку.

Так як V_в=Sh₁, де h₁ – висота, на яку підніметься вода при плаванні в ній коробочки, а V=Sh, де h – висота, на яку підніметься вода при повному зануренні  в неї пластиліну, то