Урок з астрономії — Закони Кеплера

Урок з астрономії — Закони Кеплера

Клас: 9–10
Тема: Закони Кеплера
Тип уроку: засвоєння нових знань

Мета уроку:

• Ознайомити учнів із трьома законами Кеплера, які описують рух планет навколо Сонця.
• Показати практичне застосування законів у астрономії та космічних розрахунках.
• Розвивати аналітичне мислення та уміння працювати з діаграмами та графіками.

Обладнання та матеріали:

• Мультимедійна презентація з ілюстраціями орбіт планет
• Схеми та діаграми руху планет
• Модель Сонячної системи або інтерактивна симуляція
• Дошка, маркери

Хід уроку:

1. Організаційний момент (2–3 хв)

• Привітання учнів
• Перевірка готовності до уроку
• Мотиваційне запитання:

“Чому планети рухаються навколо Сонця не рівномірно?”

2. Актуалізація знань (5 хв)

• Нагадати основи астрономії:
  • Сонячна система, планети, орбіти
  • Гравітаційна взаємодія між Сонцем і планетами

3. Подача нового матеріалу (15–20 хв)

Перший закон Кеплера (Закон еліптичних орбіт)

• Кожна планета рухається навколо Сонця по еліпсу, де Сонце займає один із фокусів.
• Пояснення еліпса (велика та мала піввісь, фокус).
• Ілюстрація: орбіта Землі.

Другий закон Кеплера (Закон рівних площ)

• Прямовисний промінь, проведений від Сонця до планети, за однакові проміжки часу описує рівні площі.
• Пояснення: планета рухається швидше, коли ближче до Сонця, і повільніше, коли далі.
• Ілюстрація на діаграмі руху планети.

Третій закон Кеплера (Закон періодів)

• Квадрат періоду обертання планети навколо Сонця пропорційний кубу великої півосі її орбіти:

T2∼a3T^2 \sim a^3T2∼a3

де TTT — період обертання, aaa — велика піввісь орбіти.

• Пояснення практичного значення закону для розрахунку відстаней між планетами.

4. Демонстрація та наочність (5–10 хв)

• Показ моделі Сонячної системи або інтерактивної симуляції
• Візуалізація орбіт, швидкостей руху та площ, які описує промінь

5. Закріплення матеріалу (5–7 хв)

• Обговорення запитань:
  • Чому Земля рухається швидше, коли ближче до Сонця?
  • Як можна використати третій закон Кеплера для прогнозування руху інших планет?
• Можна зробити коротку вправу: визначити співвідношення періодів двох планет, знаючи великі півосі їх орбіт

6. Домашнє завдання

• Написати короткий конспект про три закони Кеплера
• Намалювати еліптичну орбіту з фокусами та позначити Сонце
• Підготувати приклад застосування законів Кеплера у космічних дослідженнях

Очікувані результати уроку

• Учні знають три закони Кеплера і їхній фізичний зміст
• Розуміють, чому планети рухаються з різною швидкістю по орбіті
• Мають навички аналізу орбітальних діаграм
• Вміють застосовувати закони Кеплера для розрахунків у астрономії