«Взаємодія. Явище інерції. Інертність тіла. Маса»
«Вважай нещасливим той день і ту годину, коли ти не засвоїв нічого нового»
Давньокитайська мудрість
Мета: сформувати знання учнів про явища взаємодії та інерції, інертності, маси як міри інертності; з’ясувати за яких умов тіло перебуває в спокої, а за яких рухається рівномірно прямолінійно; продовжувати розвивати уміння застосовувати свої знання на практиці, розвивати логічне мислення, спостережливість; переконати учнів у широкому прояві інерції в побуті і техніці та у необхідності враховувати це явище в житті; використовуючи знання про інерцію, виховувати елементи свідомої дисципліни.
Тип: урок вивчення нового матеріалу.
Обладнання: металева та пластилінова кульки, магніт, візок, штатив, жолоб, пісок, бруски,лінійка, роздатковий матеріал.
Хід уроку:
Вправа на розвиток уваги - «Коректура» (учням потрібно, читаючи один раз текст, підкреслити слова з помилками, або слова, які помилково вжиті в тексті)
Меахнічний урх – зміна з часом швидкості тіла або частин тіла в просторі вїдносно інших тіл. Існують такі диви механічного руху:
1). За формою шляху- рівнозмінний та нерівномірний;
2). За характером рух – прямолінійний та криволінійний.
Якщо тіло за рівні інтервали шляху долає однаковий час, то це нерівномірний рух. Якщо тіло за будь-які різні інтервали часу долає однаковий шлях, то це рівнозмінний рух.
Аналіз виконаного завдання.
Ви не всі були уважними, так можна пропустити важливі моменти уроку. Будьте уважними, бажаю вам, щоб ви плідно попрацювали на уроці.
Який чоловік не мріє про найшвидкісний автомобіль? А чи знаєте ви, що встановлено новий світовий рекорд швидкості? У випробуваннях брали участь тільки серійні автомобілі. У США в 2020 році недалеко від Лас-Вегаса встановлено новий світовий рекорд швидкості для серійних автомобілів. Гіперкар SSC Tuatara – офіційно найшвидший автомобіль в світі, а його досягнення – 508,73 км/год. Слід зазначити, що це зафіксована середня швидкість за результатами двох заїздів в різні сторони. Максимальний же показник – 532,93 км/год. Гонщик Олівер Уебб, який керував автомобілем сказав, що SSC Tuatara здатний і на більше, але на заваді стали сильні вітри в пустелі Невади. До слова, рекорд встановили на звичайній трасі, а не на гоночному треку.
Таким чином, SSC Tuatara виявився набагато швидше основного конкурента Bugatti Chiron Super Sport 300+ (490,5 км/год). Всього випустять сотню таких автомобілів вартістю 1,6 млн. доларів.
Чи безпечною є така швидкість?
За підрахунками соціологів, за останні 100 років на Землі у війнах загинуло 80 млн осіб, а на дорогах унаслідок ДТП – 300 млн осіб. Що для людсва створює більшу небезпеку: війни чи ДТП? Уявіть, на скільки менше було б аварій, якби автомобілі могли зупинятися миттєво. На жаль, елементарні закони фізики говорять, що це не можливо.
Спробуємо дати відповіді на ці запитання, і не тільки на ці. Але спочатку познайомимося з такими поняттями як «взаємодія», «інерція» «інертність», «маса»; з’ясуємо за яких умов тіло перебуває в спокої, а за яких рухається рівномірно прямолінійно.
Дослід 1: на столі лежить металева кулька
Дослід 2: пускаємо пластилінову кульку так, щоб вона провзаємодіяла з металевою кулькою ( демонструємо зміну швидкості, зміну напряму руху кульок, зміну форми пластилінової кульки)
Отже: Змінити значення і напрям швидкості руху тіла можна, подіявши на нього іншим тілом.
Пластилінова кулька подіяла на металеву, а металева подіяла на пластилінову.
Будь-яка дія одного тіла на інше – це завжди взаємодія ( якщо одне тіло діє на друге, то й друге тіло діє на перше).
У повсякденному житті ми постійно маємо справу з різними видами дії одних тіл на інші: щоб відчинити двері, ми діємо на них рукою, водночас, ми відчуваємо їхню дію на руку; ви пишете ручкою – ви дієте на ручку і вона рухається(пише), водночас, ви відчуваєте її дію на руку; ви сідаєте на стільчик – ви тиснете на стілець, а стілець вас підтримує, щоб не упали.
Наприклад, хокейна шайба, що лежала на льоду, після удару ключкою змінює свою швидкість. Спортсмен розтягує тятиву спортивного лука. У цьому випадку взаємодія руки й тятиви призводить до зміни форми тятиви, тобто її розмірів.
Вантаж, підвішений до пружини, розтягує її, тобто тут також взаємодія тіл викликає деформацію. …Взаємодія може відбуватися не лише при безпосередньому контакті, а й на відстані.
Дослід 3: взаємодія металевої кульки і магніта
Висновок (запис у зошит). У природі тіла взаємодіють між собою. Результатом взаємодії є зміна швидкості взаємодіючих тіл або форми та розмірів.
Закріплення вивченого:
-А коли тіло перебуває в спокої? Наведіть приклади тіл, які зараз перебувають в спокої відносно нас.
Підручник на вашій парті перебуває в спокої. Щоб він почав рухатися на нього потрібно подіяти іншим тілом, наприклад штовхнути рукою. В результаті взаємодії з рукою підручник набуває швидкості. А чи взаємодіяв підручник до цього із чимось?Так, з партою і Землею. Дія парти спрямована вгору, дія Землі-вниз. Ці дії зрівноважені, скомпенсовані, тобто діють так наче їх немає. Якщо «усунути» дію парти, то під дією Землі підручник почне рухатися.
Отже: тіло перебуває в спокої, коли дії на нього інших тіл скомпенсовані.
Спираючись на спостереження явищ руху, грецькі учені 2400 років тому дійшли висновку, що природним положенням тіла є спокій, оскільки всі тіла від природи «ліниві», або інертні (від лат. iners — бездіяльний, нерухомий). Виникнення рухів тіл можливе лише в результаті дії активної сили, а припинення дії цієї сили призводить до зупинки тіла.
Давньогрецький учений Аристотель стверджував: щоб тіло рухалося, його необхідно весь час «рухати», причому чим більшою є швидкість тіла, тим більше зусиль потрібно для цього докладати.
Дослід 4: На столі похило встановлено дошку. На невеликій відстані від кінця дошки насипано купку піску. На дошку ставлять візок. Візок, скотовшись на стіл і потрапивши в пісок, швидко зупиняється, зустрічаючи на шляху перешкоду. Вирівнявши пісок, знову пускаємо візок по дошці з попередньої висоти. Тепер візок, перш ніж зупинитись, проходить більшу відстань по столу. Якщо зовсім прибрати пісок зі шляху візка, то до зупинки він пройде ще більшу відстань.
Отже, чим менша дія іншого тіла на візок, тим довше зберігається його рух, тим це рух ближчий до рівномірного
Помилки в розумінні механічних рухів давньогрецьких учених виправив італійський учений Г. Галілей.
Дослід 5 ( дослід Галілея):
Галілей замислився: як буде рухатися кулька горизонтальним гладеньким жолобом, коли руху нічого не заважатиме? Відповідь була несподіваною: кулька рухатиметься з незмінною швидкістю як завгодно довго. Здійснимо уявний експеримент і ми. Опрацюйте с.102 перші два абзаци підручника.
Уявімо хлопчика, який мчить довжелезною горизонтальною ковзанкою. Якщо його ніхто не штовхає і не тягне, то, як підказує наш досвід, урешті-решт він має зупинитися.
Отже, тіло рухається рівномірно прямолінійно, коли на нього не діють інші тіла.
Тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває в стані спокою лише тоді, коли на нього не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані. Це закон інерції.
Інерція – це явище збереження швидкості руху тіла за відсутності або скомпенсованості дії на нього інших тіл.
Закріплення вивченого матеріалу:
Інерція ( з лат.-нерухомість, бездіяльність) – це явище властиве усім тілам: і невидимим неозброєним оком молекулам, і величезним зіркам. Інерцію не можна виміряти, бо вона не буває більшою або меншою, її можна лише спостерігати в житті або відтворити її експериментально.
У реальності неможливо створити умови, за яких дія інших тіл відсутня. Тому в повсякденні рухом за інерцією вважають випадки, коли дія на тіло інших тіл є доволі слабкою і до помітної зміни швидкості свого руху тіло проходить значний шлях.
Виконайте експериментальні завдання: у кожного на столах є брусок з мотузкою та деяке тіло; поставте тіло на брусок та спостерігайте за ним: коли брусок рушає з місця, коли брусок різко гальмує, коли повертаєте його то в одну то в іншу сторону.
Якби не інерція, всі планети зійшли б зі своїх орбіт. Місяць упав би на Землю, а Земля в свою чергу впала б на Сонце. Колись Місяцю при утворенні була надана якась початкова швидкість, можливо від гігантського вибуху. І, оскільки, в космосі немає навколо Місяця ніяких інших тіл, які могли б зупинити його рух, то він ось уже кілька мільйонів років продовжує рухатися навколо Землі по інерції. Так само рухається навколо Сонця наша Земля і всі інші планети.
Дитячий лікар не уявляє своєї роботи без термометра, а в основі роботи термометра бере участь інерція: струсив прилад і різко зупинив його, ртуть по інерції опускається. Прилад
готовий до нових вимірювань.
Інерція допомагає столяру налагоджувати робочі інструменти . Він ударяє ручкою об стіл, а молоток, продовжуючи рухатися за інерцією, насаджується міцно і надійно на ручку.
Вона дозволяє нам економити паливо і електроенергію на залізнодорожному транспорті. Ось стрімко мчиться електропоїзд, рука машиніста відмикає джерело живлення, а електровоз продовжує рухатися ще протягом деякого часу – по інерції, тобто переміщується, не споживаючи ні палива, ні електричної енергії.
Робота доцентрового насоса, центрифуги, віялки, сепаратора - все це приклади використання інерції. В різних застосуваннях удару, починаючи від
вибивання пилу і полоскання білизни і закінчуючи різними ударними
технічними пристроями, використовується інерція.
Завдяки інерції велосипедисти не весь час обертають педалі. Набравши швидкість, вони припиняють працювати ногами, а велосипед продовжує їхати за інерцією.
Інерція допомагає і в штовханні ядра: спортсмен відштовхує ядро і воно летить далі за інерцією.
№1. Я дуже люблю спорт і часто по телевізору дивлюся спортивні передачі. Не так давно транслювали велогонки. Я бачив, як велосипедист наткнувся на камінь, що випадково потрапив на трасу, і перелетів через кермо велосипеда. Велосипед відлетів на другий бік і впав на трасу. Інші
гонщики, не зумівши загальмувати через інерцію, зіткнулись з ним. Змагання були зірвані.
№2. Моя бабуся лежить у лікарні з переломом ноги. Вона йшла по дорозі, а дорога була слизькою. Ноги бабусі поїхали вперед, а сама вона через інерцію не могла рухатися так швидко, упала і зламала ногу.
№3. Я любитель кінного спорту, сьогодні дуже засмучений: мого брата, прекрасного наїзника, в день змагання підвела інерція. Долаючи бар’єр, кінь зачепив його і призупинився; мій бідний брат по інерції продовжував рух, вилетів із сідла і впав на землю. В підсумку - змагання було програне.
№4. Я був свідком такого випадку: закінчивши роботу, мій товариш вимкнув станок, але не забрав руку і залишився без пальця. Але ж в цьому вина інерції, яка змусила рухатися ножі після вимкнення станка.
№5. Перебігаючи дорогу, хлопчик попав під автомобіль і отримав травму; травма нанесена також і бідним батькам: вони так хвилювалися! А хто винен?.. Ви думаєте - водій? Ні! Він загальмував.
Винна інерція! Це через неї машина вчасно не зупинилася
№6. Я їхала у тролейбусі. Зненацька він загальмував, а люди за інерцією продовжували рухатися, вони почали падати вперед і багато з них забилося. Я теж не втрималася і наштовхнулася на чоловіка попереду, наступила йому на ногу. Він насварив мене, а винна в усьому інерція.
№7. Мене мама попросила накрити на стіл перед обідом. Я несла тарілку із супом, поставила її на стіл, а суп за інерцією виплеснувся на скатерку. Мама лаяла мене, але ж винна не я.
Отже, ми розглянули різні випадки прояву інерції у техніці і побуті. Одні з них шкідливі, інші – корисні. Яких же більше? Як би нам було б жити, якби інерції не існувало взагалі? Краще? Але тоді б ми не могли перестрибнути і невеличкої канави. Чи гірше? І ми тоді б не падали, спіткнувшись.
На це непросте запитання не можна відповісти так легко: чого більше від інерції – шкоди чи користі?
Інерція – це явище природи, а природа існує вічно, і в неї є свої закони. Людина, яка живе на Землі, вивчає їх, вона вже багато пізнала і навчилася використовувати закони природи в своїх цілях. І
лише тим інерція приносить біди, хто не знає цих законів. Враховувати прояви інерції вимагають правила безпеки: у майстернях, на дорозі, в транспорті, в спортивних залах…
Ми з повсякденного життя знаємо:
У фізиці таку властивість тіл називають інертністю. Дану властивість мають усі тіла.
Інертність — властивість тіла, яка полягає в тому, що для зміни швидкості руху тіла внаслідок взаємодії потрібен час.
Інертність тіла проявляється тоді, коли ми намагаємося змінити швидкість його руху.
Дослід: на столі поставимо візок з прикріпленою до нього пружною пластиною; пластину згинаємо і зав'язуємо ниткою.
Поставимо поряд такий самий візок, перепалимо нитку.
Повторимо дослід, але на один із візків поставимо гирю.
Візки роз’їжджаються з різними швидкостями, з меншою швидкістю рухаються важчий візок.
Маса тіла — це фізична величина, яка є мірою інертності тіла.
За одиницю маси в Міжнародній системі одиниць (СІ) узято кілограм:
[m]= кг.
Де 1 кг маса еталона (зразка), яким служить зроблений зі спеціального сплаву циліндр, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг у Франції. Приблизно можна вважати, що 1 кг дорівнює масі 1 л прісної води.
Крім кілограма використовують також кратні та частинні одиниці маси, наприклад:
1 т = 1000 кг = 1·103 кг
1 г = 0,001 кг = 1·10-3 кг
1 мг = 0,000 001 кг = 1·10-6 кг
Для визначення маси тіла використовують терези та ваги.
Якщо один із візків має більшу масу, то він набуде меншої швидкості і, відповідно, пройде меншу відстань від початкового положення.
Численні досліди переконливо свідчать:
У разі будь-якої взаємодії двох тіл відношення мас тіл дорівнює оберненому відношенню змін швидкостей їхніх рухів:
ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ
1.З якими тілами взаємодіє пенал, що лежить на столі?
2. Чи взаємодіє з якимось тілом птах, що летить?
3. Дія яких тіл викликає зміну швидкості волейбольного м’яча під час гри?
4. Судно заходить у порт. Капітан віддає команду «Стоп машина», але судно продовжує рухатися. Прикладом якого фізичного явища є цей випадок?
5. У супермаркетах для зручності покупців біля кас встановлено транспортні стрічки. Поряд з ними часто розміщують надписи з проханням: «Для запобігання биття скляної тари високі пляшки кладіть на стрічку». Чому небезпечно ставити пляшки на стрічку?
6. У стволі рушниці куля рухається під дією газів, які виникають при спалюванні пороху. На кулю, що вилетіла зі ствола, гази перестають діяти, та вона все одно продовжує рухатися. Чому куля рухається після того, як залишає ствол?
7. Ви подорожуєте вночі сучасним автобусом. За вікнами салону суцільна темрява. За якими ознаками можна зрозуміти, що автобус рушає із зупинки? Шуму двигуна не чути.
8. Завдяки якому явищу витрушується пил з ковдри? Поясніть, що при цьому відбувається.
9. У кузові вантажівки звільнився від кріплення легковий автомобіль. Чи буде він рухатися, якщо вантажівка збільшить швидкість? Якщо загальмує? Якщо буде рухатися, то в який бік?
10. Залізничні цистерни з нафтопродуктами для більшої безпеки під час руху заповнюють повністю. Чому цистерна, яку заповнено наполовину, може створити небезпечну ситуацію під час транспортування?
11. Як за допомогою фізики можна пояснити народне прислів’я "Коси, коса, поки роса”?
12. Наприкінці XIX — початку XX ст. був популярним такий цирковий трюк. Атлет лягав на підлогу, йому на груди клали важке ковадло і били по ньому молотками. Якби молотками били просто по грудях, то атлет отримав би тяжкі травми, а завдяки ковадлу удари молотками не завдавали ніякої шкоди. Чому?
13. Чому пожежному важко утримувати брандспойт, з якого б'є вода?
14. На однаковій відстані від берега знаходяться човен з вантажем і такий же човен без вантажу. З якою човна легше зістрибнути на берег? Чому?
15. Як змінюється маса води при її замерзанні?
16. Якщо гирю опустити в посудину з водою чи зміниться її маса?
17. Заєць що рятується від вовка робить різкі стрибки у бік. Чому вовку важко спіймати зайця, хоча він бігає швидше?
18. Чому при повороті водій знижує швидкість руху автомобіля?
19. Чому не слід стрибати на ходу з підніжки автобуса чи трамвая?
20. Чому у автомобілі одночасно з гальмами повинно вмикатись заднє червоне світло.
21. Поїзд що підходить до станції уповільнює рух. У якому напрямку легше котити валізи по підлозі - по ходу поїзда чи у протилежному напрямку?
22. Чому повну чашку чаю не можна різко пересунути на столі.
Експериментальні завдання ( учні виконують і пояснюють):
№1 Вибити аркуш таким чином, щоб монета опинилася у склянці. Пояснити спостережуване явище.
№2 На вказівний палець покласти шматочок картону і монету 50 копійок. Іншою рукою забрати картон так, щоб монета лишилася на пальці.
№3 На гранчасту склянку покласти дошку, а на неї поставити важку гирю. Вдарити по гирі невеликим молотком; склянка не розіб’ється (дослід проводить вчитель)
№4 На паперове кільце, що розташовують на банці, можна на пляшці, кладуть монету. Кільце потрібно вийняти так, щоб монета опинилася в банці чи пляшці.
№5 Збудувати вежу з однакових дерев’яних брусків, і вийняти нижній брусок так, щоб вежа не зруйнувалася.
Підведення підсумків уроку, виставлення оцінок, їх мотивація.
Домашнє завдання
1. Опрацювати §§14-15
2. Виконайте завдання за посиланням - https://app.wizer.me/learn/HTX0UY
Використані джерела:
Додатки
Вправа «Коректура»
Меахнічний урх – зміна з часом швидкості тіла або частин тіла в просторі вїдносно інших тіл. Існують такі диви механічного руху:
1). За формою шляху- рівнозмінний та нерівномірний;
2). За характером рух – прямолінійний та криволінійний.
Якщо тіло за рівні інтервали шляху долає однаковий час, то це нерівномірний рух. Якщо тіло за будь-які різні інтервали часу долає однаковий шлях, то це рівнозмінний рух.