Проект "Обертальний рух в природі"

Етапи створення проекту

Тема проекту: Обертальний рух в природі – основа відліку часу.

      Мета проекту: дізнатись чи поширений обертальний рух у природі та техніці;

                                  з’ясувати як це використовується у нашому житті.

Завдання проекту: 1. Вивчити поняття обертального руху.

                                    2. Визначити величини, які описують обертальний рух.

                                    3. Спільні риси обертальних рухів.

       4. З’ясувати, які тіла в природі та техніці рухаються обертально.

       5. Зв'язок обертального руху Землі навколо Сонця, Землі навколо своєї осі, Місяця навколо Землі.

1. Поняття обертального руху

Обертальний рух – це рух по колу, при якому всі точки тіла рухаються з однаковим періодом, але з різною швидкістю.

У навколишньому житті нам трапляються такі види руху досить часто: так, Земля обертається навколо Сонця, Місяць – навколо Землі, Земля обертається навколо своєї осі. Обертаються колеса автомобілів, велосипедів.

Важливою особливістю обертального руху є те, що всі точки тіла рухаються з однаковим періодом, але їх швидкість може суттєво відрізнятися, бо всі вони рухаються по колах з різним радіусом. Наприклад, при добовому обертанні Земля навколо своєї осі, точки, що знаходяться на екваторі, рухається найшвидше, тому що її рух відбувається по найбільшому радіусу.

2. Величини, які описують обертальний рух

Рух тіла по колу характеризується не швидкістю руху, а періодом обертання – тобто проміжком часу, за який тіло робить один повний оберт.

Період обертання – це фізична величина, що дорівнює проміжку часу, за який тіло, що рівномірно обертається, робить одне повне обертання.

Період звичайно вимірюється в секундах. Якщо говорять, що період обертання 1с, то це значить, що тіло за 1с робить один повний оберт.

Частота обертання – це кількість повних обертів за 1 с.

3. Спільні риси обертальних рухів

У всіх обертальних рухів є спільні риси:

- траєкторія точок тіла – кола;

- завжди є вісь обертання, на якій розташовані центри траєкторій точок тіла;

- обертальний рух тіла повторюється через певні проміжки часу.

4. Приклади обертального руху та руху по колу в природі та в техніці:

-  рух планет;

-  рух супутників;

-  рух годинникової стрілки;

-  рух транспорту на поворотах;

- рух різних частин в механізмах;

- рух крил вітряка;

- рух барабана пральної машини.

5. Обертання Місяця навколо Землі

Найпростішим обертальним рухом є рівномірний обертальний рух, тобто, рух, при якому точки тіла рухаються по колах і значення швидкості руху точки тіла не змінюється з часом.

Прикладом такого руху є обертання Землі навколо своєї осі, Місяця навколо Землі.

З розвитком космонавтики та сучасних технологій навколо Землі обертається все більше і більше штучних супутників. Їх використовують для метеорологічних досліджень та спостережень, як засоби зв’язку, для передачі даних та координат.

Але крім штучних супутників навколо Землі обертається ще й природній. Це Місяць – найближче до Землі небесне тіло.

Його рух є яскравим прикладом обертального руху. Він обертається навколо Землі та в той же час обертається навколо власної осі.

Зазвичай Місяць світить віддзеркаленим сонячним світлом. Ми бачимо ту частину Місяця, яке освітлює Сонце. Чому ж ми бачимо Місяць в різному обсязі? Це пов’язано з взаємним положенням Місяця, Сонця та Землі. Наприклад, коли Місяць знаходиться між Сонцем та Землею, сторона, що повернута до Землі майже не віддзеркалює сонячного світла, тому майже не видна. Цей момент називають «новим місяцем», бо з цього часу Місяць ніби народжується, і з кожним днем ми бачимо все більшу його частину. Проходячи чверть своєї орбіти Місяць демонструє нам половину  освітленого диску, при проходженні половини своєї орбіти, у Місяця стає видимий весь бік, що повернутий до Землі. Цей час називають «повним місяцем». Далі видима частина Місяця продовжує зменшуватися.

Ми бачимо завжди тільки один бік Місяця, бо час обертання Місяця навколо Землі дорівнює його обертанню навколо своєї вісі.

Обертання Землі навколо своєї осі

Коли ви проїжджаєш у машині повз будинки, дерева, то здається, ніби рухаються вони, а не ви. Це тому, шо ви рухаєтеся разом з автомобілем. Так само люди не відчувають руху Землі, бо рухаються разом з нею.

Повний оберт навколо своєї осі наша планета здійснює за 24 години. Цей відрізок часу має назву доба.

Ми звикли чути і говорити, шо вранці Сонце сходить, а ввечері заходить. Ту сторону небосхилу, де воно з’являється вранці, називають сходом. Ввечері ми бачимо Сонце вже в іншому місці - на заході. Там воно зникає з поля зору на деякий час. Проте в дійсності це не Сонце сходить і заходить, а Земля, обертаючись навколо власної осі, підставляє Сонцю то один, то інший бік. Тобто в певний період руху Землі навколо своєї осі одну її частину освітлюють промені Сонця, а іншу - ні. На освітленій Сонцем частині Землі триває день, а тим часом на протилежному боці в цей час ніч.

Обертання Землі навколо Сонця

Нам здається, що Земля залишається нерухомою, коли спостерігаємо за рухом небесних тіл - Сонця, Місяця, зірок. Насправді ж, як і інші планети, Земля рухається навколо Сонця по своїй орбіті, і не перетинається з орбітами інших планет. Швидкість цього руху сягає майже 30 км/с. Тобто за час, коли ви не поспішаючи робите два кроки, Земля встигає «пройти» 30 км! У Землі орбіта має форму еліпса - витягнутого кола.

Час, за який наша планета робить один повний оберт навколо Сонця, називається роком. І триває земний рік 365,25 доби.

Отже, Земля в космосі здійснює водночас два рухи - обертається навколо своєї осі і навколо Сонця.

Оскільки земна вісь завжди нахилена в один бік, то сонячні промені падають па Землю під різним кутом. А це означає, що під час руху Землі навколо Сонця протягом року сонячні промені нерівномірно освітлюють і нагрівають Північну та Південну півкулі. Це є причиною зміни пір року.

У червні вісь Землі своєю верхньою частиною похилена до Сонця і Північна півкуля звернена до нього. У цей час у нас літо. У грудні, навпаки, вісь Землі похилена від Сонця і Північна півкуля, де розташована Україна, більш віддалена від нього. Тому настає зима.

Здавна людина спостерігала періодичні процеси на небосхилі: схід і захід Сонця, зміна фаз Місяця, зміна вигляду зоряного неба. З’ясувалося, що ці зміни викликані обертальним рухом: Землі навколо Сонця, Місяця навколо Землі.

Періодичність такого обертального руху дає можливість вимірювати час.

Схід і захід Сонця, обумовлені обертанням Землі навколо своєї осі, спричинили виникнення понять дня і ночі, а також природної одиниці часу – доби.

Понад 5000 років тому жреці  давнього Вавилона за зміною фаз Місяця визначали такі відомі нам проміжки часу, як місяць і тиждень. Обертання Місяця навколо Землі спричинює те, що вона за 29,5 доби проходить повний цикл зміни фаз – молодик, перша чверть, повна, остання чверть.

Це становить один місячний місяць. Так само жреці поділили місячний місяць на чотири майже рівні частини й одержали сім днів. Так виник тиждень.

Таким чином, обертальний рух дуже поширений у природі.