МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ

НАЦІОНАЛЬНОГО АВІАЦІЙНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

СЛОВЯНСЬКИЙ КОЛЕДЖ НАЦІОНАЛЬНОГО АВІАЦІЙНОГО

УНІВЕРСИТЕТУ

 

 

 

  

 

СТРУКТУРНО-ЛОГІЧНІ СХЕМИ З ФІЗИКИ

Рекомендації до складання

 

 

 

 

 

 

Слов’янськ

2018

 

УДК 378:37.091.33(075) 

Б17

 

Структурно-логічні схеми з фізики: рекомендації до складання: метод. посіб. для студ. / уклад.: О.О.Балабаєва. – Слов’янськ, 2018. – 70 с.

 

Методичний посібник містить загальну характеристику методів візуалізації навчальної інформації, вимоги до складання структурно-логічних схем з фізики та схема з окремих розділів фізики. Посібник  призначено для студентів всіх спеціальностей коледжу. 

 

 

Укладач: О.О.Балабаєва, викладач вищої категорії Відокремленого структурного підрозділу Національного авіаційного університету Слов’янського коледжу

Національного авіаційного університету.

 

 

Рецензенти:

1.               О.І. Чайченко – старший викладач, голова циклової комісії фундаментальних дисциплін Відокремленого структурного підрозділу Національного авіаційного університету Слов’янського коледжу Національного авіаційного

університету, спеціаліст вищої категорії

2.               О.В. Котляров - директор Слов'янського хіміко-механічного технікуму, спеціаліст вищої категорії, викладач-методист

 

 

 

Рекомендовано навчально-методичною радою ВСПНАУСКНАУ (протокол № 4 від 23.04.2018 р.)

ЗМІСТ

Передмова                                                                                       5

Структурно-логічні схеми                                                          8

            Основні вимоги до складання схем                                 11

             Критерії оцінювання                                                           12

             Алгоритм складання структурно-логічних схем         12

            Типи структурно-логічних схем                                      15

                         Логічні ланцюги (послідовність процесів)          15 

Логічні ланцюги із встановленням 

                         зворотних зв’язків                                                      15

                         Циклічна схема                                                           16

                         Радіальна схема                                                           16

                         Кластер                                                                         18

                         Схема «Піраміда»                                                       19

                         Класифікація                                                              19

                         Ієрархічна структура («Дерево»)                           21

                         Складноструктуровані схеми                                  21

                         Схема «Стрічка часу»                                               23

Структурно-логічні схеми з фізики                                          24

             Структура і зміст кінематики                                           24

            Графіки руху                                                                         25

             Структура і зміст динаміки                                               26

             Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння                   27

             Рух тіла під дією сили тяжіння                                        28

             Штучні супутники Землі (ШСЗ)                                     29

             Деформація тіл                                                                     30

             Сила пружності                                                                    31

             Вага тіла                                                                                 32

             Сила тертя                                                                              33

             Рівновага тіл                                                                          34

             Тіло, що має горизонтальну «вісь» обертання             35

             Закон збереження імпульсу                                              36

             Реактивний рух                                                                     37

             Механічна робота і потужність. ККД                            38

              Механічна енергія                                                                39

              Молекулярно-кінетична енергія                                      40

               Основні положення МКТ                                                  41

               Ідеальний газ                                                                         42

              Температура                                                                          43

               Ізопроцеси в газах                                                               44

              Термодинаміка                                                                      45

               Внутрішня енергія                                                               46

               Адіабатний процес                                                              47

               Закони термодинаміки                                                       48

               Теплові машини. ККД                                                        50

               Електродинаміка                                                                  51

               Електричне і магнітне поля                                              52

               Електричний струм                                                             53

               Робота і потужність струму                                              54

              Джерело струму                                                                    55

               Напівпровідники                                                                  56

               Магнітне поле                                                                       57

               Геометрична оптика                                                            59

               Хвильова оптика                                                                  61

               Електромагнітні хвилі                                                        64

               Фотоефект                                                                             67

               Атом                                                                                        68

Рекомендована література                                                            70

 

Передмова

 

В умовах інформаційної перенасиченості майбутнім фахівцям усе складніше освоїти великі масиви знань. Зорові образи допомагають студентові на всіх етапах розумової діяльності. Причому ефективність навчання знаходиться в прямій залежності від якості репрезентації великих масивів інформації в компактні візуальні об’єкти, від умінь та навичок узагальнювати навчальний матеріал, здійснювати перехід від лінійного мислення до структурного, системного. 

Свого часу видатний чеський педагог Я. А. Коменський відзначав, що «все, що тільки можна представляти для сприйняття почуттями, а саме: видиме для сприйняття зором, те, що можна почути – слухом, доступне дотику – шляхом дотику. Якщо які-небудь предмети відразу можна сприйняти кількома почуттями, нехай вони відразу схоплюються кількома почуттями»^[1]. 

За результатами психологічних досліджень установлено, що 83% інформації людина сприймає зором, 12% – слухом, 5% – іншими рецепторами. Дослідження пам’яті свідчать, що людина запам’ятовує 20% від почутого, 30% – від побаченого, 70% – від одночасно побаченого й почутого, 80% – від побаченого, почутого й обговореного, 90% – від побаченого, почутого, обговореного й активно виконаного.

Засновник «візуального мислення» Р. Арнхейм підкреслював: «Мені представляється важливим відійти від традиційного погляду, згідно з яким картини дають нам лише сирий матеріал, а мислення починається тільки після того, як інформація вже отримана, подібно до того, як повинно чекати травлення, поки щось не з’їдене. Навпаки, мислення здійснюється за допомогою структурних характеристик,

убудованих в образ, і тому образ має бути сформований і

_________________________________

організований розумно, щоб найбільш важливі його властивості були видимі»^[2].

Досвід науковців та педагогів-практиків переконливо доводить дієвість та значущість різних форм «згортання навчальної інформації». Це насамперед теорія укрупнення дидактичних одиниць П. Ерднієва, теорія змістовного узагальнення В. Давидова, «опорні сигнали» В. Шаталова та ін. 

У зв’язку із нагальною необхідністю навчання різним формам і методам візуалізації, систематизації навчального матеріалу актуальним постає твердження 

О. Зінов’єва про те, що мудрість – це спрощення думки, не деяка примітивізація її, а доведення результатів до такого стану, коли ці думки можна сміливо повідомляти іншим, навіть тим, які стоять на більш низькому рівні розвитку. Це та сама простота, коли результати складного дослідження виражаються чітко й зрозуміло. Така простота приходить на зміну надлишковому інтелектуалізму^[3]. 

Процес візуалізації матеріалу, а також розкодування його людиною завжди породжує проблемну ситуацію, вирішення якої пов’язане з аналізом, синтезом, узагальненням, розгортанням і згортанням інформації, тобто з операціями активної розумової діяльності.

Це дозволяє сконцентрувати увагу на найбільш суттєвих у цій ситуації аспектах повідомлення, глибше його зрозуміти й засвоїти.

Наочні методи використовуються у взаємозв'язку зі словесними й практичними методами навчання й

призначаються для наочно-почуттєвого ознайомлення студен-

_________________________________

тів з явищами, процесами, об'єктами в тому числі й у символічному зображенні за допомогою всіляких малюнків, схем і т.п. Певна роль у цьому, на погляд автора, належить структурно-логічним схемам, які надають процесу викладання більшу конкретизацію й організованість. 

Використовуваний у процесі викладання метод наукової абстракції, завдяки якому висловлюється сутність явища, формуються категорії й закони науки, далеко не всі студенти сприймають на слух, у зв'язку, із чим виникає, необхідність представити логіку розвитку думки наочно, зробити її зримою.

За даними психологів нова інформація засвоюється та запам’ятовується краще тоді, коли знання та вміння «закарбовуються» у системі візуально-просторової пам’яті, відповідно представлення навчального матеріалу у структурованому вигляді дозволяє швидше та якісніше засвоювати нові системи понять, способи дій.  

Рекомендації зі складання структурно-логічних  схем містять загальну  характеристику візуалізації навчального матеріалу, загальні вимоги та опис алгоритмів підготовки, типологію структурно-логічних схем, приклади та рекомендовану літературу.  

СТРУКТУРНО – ЛОГІЧНІ СХЕМИ

 

Структурно-логічні схеми (надалі СЛС) - це наочне представлення змісту учбового матеріалу за допомогою таблиць, малюнків, з включенням основних формул і вказівкою стрілками або іншими символами логіки міркування або обґрунтування виводу. 

Особливістю структурнологічних схем є можливість з їх допомогою вивчати учбовий матеріал крупними блоками, що дуже важливе для розвитку логічного мислення. 

Засвоєння       технологічних процесів неможливо без з'ясування лексичного значення слів, що складають назву різновиду схематичної     наочності      –          структурно-логічні            схеми,            та оперативної лексики, використаної для опису технології складання та методики використання СЛС. Звернімося до семантики слова «схема»^[4]. Тлумачний словник української мови пояснює, що слово це означає «креслення», що в загальних рисах зображує систему, будову чого-небудь. Схема за допомогою умовних знаків розкриває суттєве, унаочнюючи складні зв’язки, залежності, внутрішню логіку предметів: явищ, які вивчаються на уроці.

Технологія складання схеми передбачає виділення фізичного явища, навколо якого групуються смислові елементи, які прямо чи посередньо пов’язані з головною думкою – це аргументи та ілюстрації. Усе це подається на схемі у вигляді знаків-сигналів (графічних, словесних, малюнків), розташованих у логічній послідовності.

Структурно-логічна схема народжується у поєднанні знаків-сигналів із короткими записами, що допомагають про-

_____________________________

читати схему або несуть додаткову інформацію про явище, властивості якого або інші зв’язки і залежності загалом або частково представленні на схемі. 

Додане до слова «схема» словосполучення «структурнологічна» підкреслює, по-перше, важливу умову протікання технологічного процесу під час створення СЛС (правильність, послідовність, обґрунтованість, відбирання головного, найбільш значущого), використання якої є засобом фіксації логічної структури навчального матеріалу для сприйняття його зором; по-друге, використання СЛС має сприяти збереженню

логіки аналізу теми, тому що на схемі за допомогою знаківсигналів фіксуються визначальні елементи, розставлення яких у логічній послідовності за умови наявності вагомих аргументів відбиває процес аналітичної діяльності загалом; по-третє, оригінальні СЛС концептуального змісту (розроблені до однієї теми з врахуванням її специфіки) можуть слугувати структурним каркасом уроку або системи уроків, тому що представляють систему інформаційних блоків, розташованих у логічній послідовності, зміст яких розглядатиметься протягом уроку або вивчення теми в цілому.

Таким чином, три компоненти, що входять до словосполучення «структурно-логічна схема», є визначальними для цього різновиду схематичної наочності.

СЛС з фізики має сприяти кращому запам’ятовуванню навчального матеріалу, оскільки до цього процесу підключаються зорові рецептори, які дають можливість «бачити» смислову структуру кожної частини і всього тексту в цілому.

СЛС допоможе вчителю дотримуватися послідовності у викладі навчального матеріалу. Це дасть можливість зняти інтелектуальну напругу у процесі навчальної діяльності.

Забезпечити ефективне використання схематичної наочності можна, навчивши студентів працювати зі схемою на уроці і вдома (декодувати зміст СЛС, складати її самостійно).

Ця робота сприяє виробленню вмінь і навичок аналізувати текст, структурувати, узагальнювати, кодувати навчальний матеріал у вигляді схематичних опор.

Якщо дію покажемо у зображенні, то будемо мати аудіозоровий засіб, який за результатами сучасних досліджень дає більший відсоток засвоєння навчального матеріалу (60 %).

Структурно-логічні схеми є одним із засобів наочних методів навчання. Їх вплив на функції вчителя та учня представлено в таблиці.

Таблиця. Вплив структурно-логічних схем на педагога і учня

	Призначення структурнологічної схеми		•      Представлення знань у вигляді семантичної мережі; •      Полегшення процесу формування у студентів фізичних понять; •      Систематизація знань студентів; •      Діагностика рівня підготовки по даній конкретній темі і ліквідація пробілів цих знань; •      Інтенсифікація навчального процесу; •      Збільшення обсягу самостійної роботи на заняті; •      Реалізація індивідуально-творчого підходу; •      Розвиток у студентів логічного мислення, комунікативної компетентності.
	Функції педагога		Визначення         оптимального         обсягу структурно-логічної схеми; Підготовка     схеми (можливо       разом із студентами); Вибір оптимальної методики застосування схем.
	Функції учня		• Осмислення; • Сприйняття; • Формулювання висновків.
Умови успішного застосування		Відповідність віковим особливостям; Забезпечення кожного студента роздатковим матеріалом; Точна узгодженість з вмістом матеріалу, що вивчається; Залучення студентів до знаходження бажаної інформації в схемі; Поєднання з іншими методами навчання.

Особливістю структурно - логічних схем є те, що не передбачає їх заучування, запам'ятовування студентами. Вони слугують лише для кращого розуміння ними основоположних фактів і явищ, законів, теорій і їх взаємозв'язків.

Конструювання структурно-логічних схем студентами при вивченні навчального матеріалу є важливим чинником, що забезпечує якість знань учнів. Навчання фізики буде ефективним і призведе до підвищення якості знань студентів, якщо в них будуть сформовані вміння самостійно розробити і використовувати в навчальному процесі структурно-логічні схеми, в яких навчальний матеріал подається на якісному, кількісному, сутнісному, прикладному рівнях і розміщується з урахуванням особливостей зорового сприйняття людиною об'єктів навколишнього світу.

 

ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО СКЛАДАННЯ СХЕМ

Використання схем не повинне знижувати рівень теоретичного матеріалу лекції, вимагати додаткового навчального часу, воно повинне бути органічним елементом питання, що викладається. Неодмінною умовою застосування схем є їхня побудова в міру викладу теоретичних положень. 

Результати останніх наукових досліджень, аналіз досвіду вчителів-практиків дають змогу сформувати систему загальних вимог до складання СЛС:

1.            СЛС повинна відповідати смисловій структурі навчального матеріалу, складатися із головної думки (думок) і службових елементів (аргументів, ілюстрацій, висновків, які формують її логічні блоки (блок).

2.            Якщо СЛС складається з кількох логічних блоків, то кожен блок повинен бути виразно виділеним.

3.            Не можна включати в СЛС багатьох опор у вигляді знаків-сигналів, бо перевантаження схеми ускладнює її розкодування, письмове її відтворення студентами і оперативну роботу з нею.

4.            Потрібно уникати одноманітності у використанні графічних зображень, щоб схеми розрізнялися між собою. Це полегшує їх запам’ятовування. Цього можна досягти зміною шрифту, введенням у СЛС елементів малюнка (образусимволу) пов’язаних зі змістом теми, або наданням блокам певної форми (коло, квітка, кіноплівка тощо).

5.            Аби виділити особливо важливі знаки-сигнали у СЛС, можна використати різні кольори, але їх не повинно бути багато (2-3), бо зайва пістрявість дратує зір, а тому погіршує запам’ятовування.

 

КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ

 

Ø    самостійність виконання завдання; 

Ø    адекватність вибору типу структурно-логічної схеми, 

Ø    зображення на схемі всіх основних питань та понять теми; 

Ø    правильність виявлення логічних зв’язків між елементами схеми, 

Ø    акуратність оформлення. 

 

АЛГОРИТМ СКЛАДАННЯ СХЕМИ

 

1.                    Сформулювати мету складання структурно-логічної схеми. 

2.                    Визначити специфіку досліджуваного об’єкта – явище чи процес. 

3.                    Прочитати відповідний розділ, підрозділ підручника або кількох навчальних джерел. 

4.                    Проаналізувати текст, виділити головні та другорядні поняття, основні ідеї та смислові блоки. Виписати основні поняття й категорії. 

5.                    Повторно переглянути текст з метою виявлення зв’язків між поняттями й категоріями, інформаційними блоками. 

6.                    Виділити найбільш загальні поняття й категорії. 

7.                    Сформулювати заголовок схеми. 

8.                    Вибрати тип структурно-логічної схеми з урахуванням специфіки змісту та вимог форматування тексту. 

9.                    Вибрати тип графічних елементів (коло, овал, прямокутник і т.п.), засоби зв’язку між елементами (тип ліній та стрілочок), засоби акцентування змісту (колір, шрифт і т.п.). 

10.                Побудувати загальний проект схеми на папері, оцінити ступень його адекватності за всіма вимогами  щодо складання структурно-логічної схеми. 

11.                Побудувати схему з урахуванням виділених взаємозв’язків за допомогою інструментів Word. 

12.                Заключний перегляд тексту з метою зіставлення його з побудованою схемою. 

13.                Перевірки адекватності вибору типу схеми, типу зв’язку між елементами схеми. Остаточне уточнення схеми. Доповнення (за необхідністю). 

За кількістю і якістю інформації, що представляється в схемах, можна виділити наступні види:

1.                      Інформаційні схеми.

2.                      Структурні схеми.

3.                      Схеми взаємозв'язків.

4.                      Схеми характеристики.

5.                      Схеми-графіки.

6.                      Ілюстративні.

7.                      Персоналії.

Представимо короткий опис кожного виду перелічених структурно-логічних схем.

Інформаційні схеми мають подібність із таблицями, дають мінімум інформації. Звичайно це перерахування складових частин чого-небудь, наприклад: «Розділи механіки», «Представники хвильової теорії» і т.п.

Структурні схеми відбивають структуру якого-небудь явища, предмета (у т.ч. і класифікація): «Структура атома», «Класифікація елементарних частинок» і т.п.

Схеми взаємозв'язків ілюструють взаємозв'язки, взаємовплив, ієрархію зв'язків і впливів. Прикладом можуть служити схеми, що розкривають природні явища, форми відбиття.

Схеми характеристики - це інформаційні схеми доповнені описом характеристик складових їхніх елементів. Наприклад, «Характеристика магнітного поля».

Схеми-графіки - це схеми, які доповнюються яким-небудь графіком. Наприклад, «Ізопроцеси», «Механічні коливання».

Ілюстративні - схеми доповнені ілюстраціями, що акцентують увагу на головному змісті схеми. Це може рисунок, що описує дослід. Наприклад, у схемі «Тиск світла» зображується дослід П.М.Лебедєва. 

Персоналії - це схеми, присвячені персоналіям, звичайно дають коротку характеристику внеску вченого у розвиток науки фізики і його основні біографічні дані. «Досліди Фарадея», наприклад.

Приступаючи до складання СЛС, окрім технологічних вимог, викладач повинен дотримуватися освітніх критеріїв, які визначають зміст і призначення СЛС як засобу навчання і розвитку. За цими критеріями :

-                        зміст СЛС повинен відповідати освітньому рівню

студентів;

-                        використання СЛС має сприяти досягненню навчальної мети (засвоєнню теорії, проникненню в проблематику фізичного явища або теорії, осягненню зв’язків і співвідношень між фізичними величинами тощо); сприяти розвитку навичок студентів виконувати різні розумові операції; кращому запам’ятовуванню студентами навчального матеріалу; 

-                        зміст СЛС може відтворювати або доповнювати у закодованій формі матеріал підручника;

-                        СЛС   має      слугувати      дидактичним            матеріалом   в

організації самостійної роботи учнів на уроках і вдома;

-                        використання СЛС має сприяти створенню проблемних ситуацій, проведенню пошукової роботи; сприяти економії навчального часу на з’ясуванні зв’язків і залежностей для детальнішого опрацювання теми. 

Приступаючи до складання СЛС, потрібно завчасно розбити зміст навчальної теми на смислові частинки. Смисловий блок схеми складатиметься із головної думки, аргументів та ілюстрацій на її підтвердження. Отже, спочатку потрібно провести «сортування» навчального матеріалу (структурування його). Ця робота полягатиме у вилученні головної думки, знаходженні аргументів та яскравих ілюстрацій у межах кожної смислової частини тексту.

 

ТИПИ СТРУКТУРНО – ЛОГІЧНИХ СХЕМ Логічні ланцюги (послідовність процесів) – схеми, що вказують пряму залежність кожного наступного поняття від попереднього. 

  

                                          Q                              Q

 

 

Рис 1. Послідовність процесів на прикладі СЛС «Зміна агрегатного стану речовини»

Логічні ланцюги із установленням зворотних зв’язків – схема, що відображає наявність прямих та зворотних зв’язків між елементами досліджуваного процесу. 

Рис. 2. Модель наукового дослідження

 

Циклічна схема – схема, що представляє алгоритм, у якому виявлено смислові аналогії, що повторюються за певним логічним ланцюжком у причинно-наслідковому зв’язку.

Рис. 3. Структурно-логічна схема «Теплові явища»

 

Радіальна схема (схема за типом „Ромашка”) – схема, що дозволяє представити структурні компоненти того чи того явища, процесу, логічні зв’язки між різними елементами.

Принципового значення набуває використання в схемі відповідних засобів зв’язку, насамперед стрілок. На  Рис. 4 представлено відношення цілого до його рівноправних смислових частин.

 

 

 

Рис. 4. Відношення цілого до його рівноправних смислових частин на прикладі СЛС «Теплові машини»

 

Інший тип стрілки як засобу зв’язку в схемі демонструє одночасність протікання процесів по відношенню до цілого

(Рис. 5). 

 

Рис. 5. Одночасність протікання процесів по відношенню до цілого на прикладі СЛС «Хвильові властивості світла»

Кластер – (від англ. Cluster – гроно, купа, а також скупчення, концентрація) – це спосіб графічної організації матеріалу, що дозволяє унаочнити ті мисленнєві процеси, що відбуваються при зануренні в ту чи ту тему. (Рис.6) Алгоритм створення кластеру: 

1.                 Посередині чистого аркуша написати ключове слово або речення, що є «серцем» ідеї, теми. 

2.                 Навкруги «накидати» слова або речення, що відображають ідеї, факти, теорії, закони, поняття які характерні для досліджуваної теми  (модель «планета та її супутники»). 

3.                 Елементи кластеру поєднують прямими лініями з ключовим поняттям. У кожного із «супутників» своєю чергою також з’являються «супутники», установлюються нові логічні зв’язки. 

Як результат отримується структура, яка графічно відображає міркування, визначає інформаційне поле

Рис. 6. Формування кластера на прикладі СЛС «Способи зміни внутрішньої енергії тіла»

Схема «Піраміда» – схема, що відображає ієрархічне

представлення ідей, позицій. (Рис. 7)

 

 

Рис. 7. Рівні наукової методології (Е. Юдін)

 

Класифікація (вертикальна, горизонтальна, кругова та інші) – схема, у якій особлива роль надається основному поняттю, що об’єднує всі інші за певним принципом. 

Прикладом класифікації може бути структурно-логічна схема основних фізичних понять, які характеризують електричне і магнітне поля (рис.8).

  

Рис. 8. СЛС «Характеристика електричного і магнітного полів»

Ієрархічна структура («Дерево») – одна з найбільш часто використовуваних схем, у якій зазначено основне поняття, залежні від нього, потім залежність інших понять від залежних і т. д. (Рис. 9). Правила класифікації визначають, частиною або різновидом чого є цей об’єкт. Ступені більш високого порядку розбиваються на ступені більш низького порядку. 

 

 

Рис. 9. Приклад різновиду ієрархічної СЛС «Електричні і магнітні поля»

 

Складноструктуровані схеми - типовий варіант структурно-логічної схеми, що відображає такі елементи, як причини, подія та наслідки (Рис. 10.) 

 

 

Рис. 10. СЛС навчального матеріалу з теми «Самоіндукція»

Схема «Стрічка часу» – вид умовно-графічної наочності, який показує на стрічці за допомогою лінійної системи координат співвідношення історичних подій у часі (Рис. 11). Застосовуються стрічки часу для поясненні хронології, розвитку уяви про час, полегшеного засвоєння хронологічного матеріалу.

Сучасні програмні продукти надають широкі можливості для використання засобів ІКТ для складання стрічок часу – від найпростіших, що передбачають автоматичне розташування прапорців із подіями на стрічці часу, до достатньо складних, які надають можливості підкріплення стрічки часу додатковим ілюстративним матеріалом.  

                                                                        _{Радіокондуктор}

                                                                                 Бранлі

 

                                                                                           Герц

Рис.11 Хронологія створення радіозв’язку

 

Корисні посилання http://www.timelinemaker.com  http://www.timerime.com/en/ http://www.smartdraw.com  http://timeline.cer.jhu.edu

Структурно-логічні схеми з фізики Структура і зміст кінематики

 

 

 

Структура і зміст динаміки

 

 

 

 

 

 

 

                                     Момент сил. Правило моментів

 

 

                                                  m101m202 m11 m22

 

 

 

            Рух, що виникає внаслідок відділення з певною       швидкістю від тіла якоїсь його частини

 

 

                                                   За законом збереження імпульсу

                                                                                        r        r        r

                                      р      mp mn0 mpp mгг ,

 

 де m_p - маса ракети, m_n - маса палива,  mг - маса газу (mг  mn)

                                          При ₀  0 (старт із Землі) маємо:

                                                                                        r        mn r

m                                                               p mpг

         Знак « - » говорить про те, що ракета        рухається в напрямку, протилежному           напрямку руху газу

 

                                                   Принцип реактивного руху реалізова-

m                             ний у ракетах (сигнальних, метеороло-

    гічних, військових, космічних).

                                   г     

 

 

 

 

Теорема про кінетичну   Теорема про          енергію         потенціальну енергію

AW_k W_k0  W_k              A (W_n W_n0)  W_n

 

k 1,3810^23Дж/ К - стала Больцмана

^{R  k N}_A ^{ 8,31} Дж       - універсальна газова стала мольК

 

 

 

 

 

	Робота в термодинаміки

 

Ізобарний процес	Ізохорний  процес	Ізотермічний процес

 

                                           Внутрішня енергія

                                              ідеального газу

 

 

 

 Внутрішня енергія ідеального газу є сумою  кінетичних енергій всіх його молекул (або атомів)

 

 

 

 

Рівняння адіабатного процесу,  або рівняння Пуассона

Робота газу в адіабатному процесі    i A RT1 T2 2

pV^const

   

 

Кількість теплоти Q, одержаної тілом,  витрачається на приріст           ∆U його внутрішньої енергії і на роботу A, що             виконується цим тілом            над іншими тілами:

Q  U  A

 

Будь-яка машина може зробити роботу над зовнішніми тілами тільки за рахунок зміни внутрішньої енергії або отримання ззовні деякої кількості теплоти

 

 

 

  А QU

 

 

 

 

 

Застосування першого закону термодинаміки
Ізотермічний процес	T = const, ∆U = 0	A = Q
Ізобарний процес	p = const	Q = ∆U+A
Ізохорний процес	V = const, A=0	Q = ∆U.
Адіабатний процес	Q = 0	A = –∆U

 

                            Другий закон термодинаміки

 

 

 

 Оборотним називається  такий процес, який може  відбуватися як в прямому,  так і у зворотному  напрямах, причому після

 

 проходження такого  процесу в прямому і  зворотному напрямах  система повертається в  початковий стан і в

 навколишньому середови-

 

 щі не залишається ніяких  слідів.

 

 

 

Ентропія - це фізична величина,       повний диференціал      якої, дорівнює     відносини отриманої   або    відданої теплоти в деякому процесі до температури, при якій відбувався цей процес dQ

dS

T , S1Дж

К

 Другий принцип термодинаміки у формулюванні  Больцмана: ентропія ізольованої (тобто такої, що не  обмінюється теплом із зовнішніми тілами) системи може  або зростати, або залишатися незмінною: 

 

                                                          dS0

 

 

 

Нагрівач

Тепловою   машиною називають пристрій, що перетворює внутрішню теплову       енергію речовини на механічну роботу.

Робота

Холодильник

Коефіцієнтом корисної       дії       (ККД)  теплової        машини називається відношення механічної роботи А, що виконується робочим тілом за        цикл, до        кількості теплоти Q, одержаної за цикл від нагрівника: A Q              1 Q2 1Q2             Q1               Q1                         Q1

                                                                                            Цикл Карно

 

 

 ККД ідеальної    теплової машини

 1Т2

   Т₁

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендована література

1.                Айсмонтас Б. Б Структурно-логические  конспекты  по  учебным дисциплинам: за и против [Електронний ресурс] / Б. Б. Айсмонтас. – Режим доступу : http://psi.lib.ru/statyi/icemont/stlogk.htm. 

2.                Вакуленко Т. С. Педагогічні  вимоги  до  схемографічних  засобів навчання / Т. С. Вакуленко // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. педагогічна. – 2009. – Вип. 25.– С. 201 – 207. 

3.                Громыко Ю. В. Метапредмет „Знак”. Схематизация и построение знаков. Понимание символов : учеб. пособие для учащихся ст. кл. / Ю. В. Громыко. – М. : Пушкин. ин-т, 2001. – 288 с.  

4.                Грушевский С. П. Сгущение  учебной  информации  в профессиональном образовании : монография / С. П. Грушевский, А. А. Остапенко. – Краснодар : Кубан. гос. ун-т, 2012. – 188 с. 5.  Давыдов  В. В.  Виды  обобщения  в  обучении:  Логикопсихологи-ческие проблемы построения учебных предметов / В. В.

Давыдов. – 2-е изд. – М. : Пед. о-во России, 2000. – 479 с. 

6.  Егидес А. П. Лабиринты мышления, или Учеными не рождаются

/ А. П. Егидес,  Е. М. Егидес.  –  М. :  ACT-ПРЕСС  КНИГА,  2004.  –

320 с: (http://www.klex.ru/98q) 

7.                Иволгина Л. И. Схематизация  в  обучении  :  метод.  пособие  / Л. И. Иволгина. – Красноярск : ККИПК, 2011. – 88 с.  

8.                Кларк Дж. Г. Использование  визуальных  организаторов  для фокусирования  на  мышлении [Електронний  ресурс]  / Дж. Г. Кларк ; пер. с англ. Е. Н. Волков. – 2009. – Режим доступу :

http://evolkov.net/mapping/index.html 

9.                Остапенко А. А. Моделирование  многомерной  педагогической реальности:  теория  и  технологии /  А. А. Остапенко.  –  М. :  Нар. образование ; НИИ шк. технологий, 2005. – 84 с. 

10.            Сохор А. М. Логическая структура учебного материала. Вопросы  дидактического анализа / А. М. Сохор. – М. : Педагогика, 1974. – 192 с.