Орта мектепте физика курсында энергияның сақталу заңдарын оқыту

МАЗМҰНЫ

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3

І. МЕХАНИКАЛЫҚ ЭНЕРГИЯ ЖӘНЕ ОНЫҢ ТҮРЛЕРІ ... ... ... ... ... ... .5
1. Кинетикалық энергия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
2. Потенциалдық энергия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
2.1 Ауырлық күші әрекет ететін дененің потенциалдық энергиясы ... ... 11
2.2 Деформацияланған серіппенің потенциалдық энергиясы ... ... ... ... ...13

ІІ. МЕХАНИКАЛЫҚ ЭНЕРГИЯНЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢЫ ... ... ... ... ... ... 20
ІІІ. ОРТА МЕКТЕПТЕГІ ФИЗИКА КУРСЫНДАҒЫ
ЭНЕРГИЯНЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢДАРЫН ОҚЫТУ ... ... ... ... ... ... ... .25

3.1 Сабақ жоспарын келтіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31
3.2 Механикалық энергияның сақталу заңына есеп шығару әдістемесі..43
3.3 7.сыныптың «физика» оқулығын жаңа
«физика және астрономия» оқулығымен салыстыру ... ... ... ... ... ... ..53

ІV.ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫСТАРҒА ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...55

4.1Орта мектепте физика курсында зертханалық
жұмысты орындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 55
4.2Жоғары оқу орындарында зертханалық
жұмыстарды жүргізу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..61

Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67

Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...68

Қосымша А ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .70

Қосымша Б ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .74
КІРІСПЕ
Бітіру жұмысымның тақырыбы «Орта мектепте физика курсында энергияның сақталу заңдарын оқыту»
Зерттеу жұмысымның мақсаты мен міндеттері:
- «физиканың тарихы» дәрісі оқытылмағандықтан бірінші «Энергияның түрлері және ашылуына қысқаша тарихи шолу
- Механикалық энергия және оның түрлерін қарастыру
- Энергияның сақталу заңдарына мысалдар келтіру
- «Энергияның сақталу заңы» тақырыбын оқытудың сабақ жоспарын келтіру
- Жаңа тақырыпты Банка бумерангтың көмегімен түсіндіріп, рқушылардың физика пәніне деген қызығушылықтарын арттыру
- Осы тақырыпқа есептер шығару әдістері келтіру
- Орта және жоғары оқу орындарында зетханалық жұмыстарды орындап, оларға талдау жасау
- 7-сыныптың физика оқулығын жаңа бағдарлама бойынша физика және астрономия оқулықтарына талдау жасай отырып қарастыру
Зерттеу нысаны: Орта мектепте физика курсында энергияның сақталу заңдарын оқыту әдістемесі
Зерттеу әдістері:
Біріту жұмысны зерттеу барысында алға қоцған мақсаттарды шешу-теориялық жағынан сипаттама беру, талдау, анықтау әдістерін қолдану
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1 Башарұлы Р. Физика және астрономия / Р. Башарұлы, У. Тоқбергенов, Д. Қазақбаева.-Алматы: Атамұра,- 2003.-214б.
2 Әлімбекова Г.Б. Физика пәнін халықтық педагогика тағылымдарымен байланыстыра отырып оқыту/ Г.Әлімбекова.-Алматы: Атамұра,- 2001.-178б.
3 Серікбаев Т. Энергияның сақталу заңын механика есептерін шығаруды қолдану / Серікбаев Т. // Информатика Физика Математика №2, 1999. -26-30 б.
4 Ахметқалиева Р.Ж. 7-сыныпқа талдау / Р.Ж Ахметқалиеа //Физика және астрономия №1, 2003. – 4 -5б.
5 Рымкеевич А.П. Физика есептерінің жинағы / А.П Рымкеевич .-Алматы: мектеп, 2003.-217б.
6 Савельев И.В. Жалпы физика курсы. І том / И.В Савельев.- Алматы: Мектеп, 1977.-345б.
7 Гельфер Я.М Законы сохранения / Я.Гельфер.-Москва: Наука,-1967.- 175с.
8 Эвенчик Э.Е. Методика преподавания физики в средней школе/ Э.Эвенчик.-Москва: Просвещение,-1986.-234с
9 Орехов В.П, Усова.А.В Методика преподавания физики в 6-7 классах средней школы/ В.Орехова,-Москва: Просвешение,- 1976.-276с.
10 Лазерев П.П. Энергия, её источники на земле и её происхождение /
П. Лазерев.-Москва: Наука,- 1959.-198с.
11 Китайгородский А.И. Введение в физику. І-том А.Китайгородский.-Москва: Просвешение,- 1973.-325с
12 Гершензон Е.М. Курс общей физики / Е. Гершензон.-Москва: Просвещение,– 1987.- 304с.
13 Родионова О.Э. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии./ Родионова О.Э // Физика, №33, 2003. 23-25 с.
14 Филипова Л.В. Изучение превращений механической энергии / Филипова Л.В // Физика в школе, №4, 1999. 34с.
15 Анциферов А.А. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента / А.А. Анциферов.- Москва: Просвещение,- 1984.-168с.
        
        ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
РЕСПУБЛИКАЛЫҚ МЕМЛЕКЕТТІК ҚАЗЫНАЛЫҚ КӘСІПОРНЫ
МАТЕМАТИКА, ФИЗИКА ЖӘНЕ ... ... және ... ... кафедрасы
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Тақырыбы ОРТА МЕКТЕПТЕ ФИЗИКА КУРСЫНДА ЭНЕРГИЯНЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢДАРЫН ОҚЫТУ
МАЗМҰНЫ
Кіріспе...............................................................
...............................................3
І. МЕХАНИКАЛЫҚ ЭНЕРГИЯ ЖӘНЕ ОНЫҢ ... ... ... ... күші ... ететін дененің ... ... ... потенциалдық
энергиясы...................13
ІІ. МЕХАНИКАЛЫҚ ЭНЕРГИЯНЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢЫ........................20
ІІІ. ОРТА МЕКТЕПТЕГІ ФИЗИКА КУРСЫНДАҒЫ
ЭНЕРГИЯНЫҢ ... ... ... ... ... ... ... ... заңына есеп шығару әдістемесі..43
3.3 7-сыныптың «физика» оқулығын жаңа
«физика және ... ... ... ... ... ... зертханалық
жұмысты
орындау.....................................................................
...............55
4.2Жоғары оқу орындарында зертханалық
жұмыстарды
жүргізу.....................................................................
.........61
Қорытынды.............................................................
.......................................67
Әдебиеттер
тізімі......................................................................
.....................68
Қосымша
А...........................................................................
..........................70
Қосымша
Б...........................................................................
..........................74
КІРІСПЕ
Бітіру жұмысымның тақырыбы «Орта мектепте физика курсында энергияның
сақталу заңдарын оқыту»
Зерттеу жұмысымның мақсаты мен міндеттері:
- «физиканың ... ... ... ... ... және ... қысқаша тарихи шолу
- Механикалық энергия және оның түрлерін қарастыру
- Энергияның сақталу заңдарына мысалдар келтіру
- «Энергияның сақталу заңы» тақырыбын ... ... ... ... Жаңа тақырыпты Банка бумерангтың көмегімен түсіндіріп, рқушылардың
физика пәніне деген қызығушылықтарын арттыру
- Осы ... ... ... ... ... Орта және жоғары оқу орындарында зетханалық жұмыстарды орындап, оларға
талдау жасау
- 7-сыныптың физика оқулығын жаңа бағдарлама ... ... ... ... ... ... отырып қарастыру
Зерттеу нысаны: Орта мектепте физика курсында энергияның сақталу заңдарын
оқыту әдістемесі
Зерттеу әдістері:
Біріту жұмысны зерттеу барысында алға қоцған мақсаттарды ... ... ... ... ... ... қолдану
Энергияның түрлері және ашылуына қысқаша тарихи шолу.
Бізде «Физиканың тарихы» дәрісі оқытылмағандықтан қысқаша шолуды ... ... және ... ... ... ... ... және Гельмгольц және тағы басқалар. Замандастары бұл заңды «күштің
сақталу заңы» деп атады.
Тек 1860 жылы В.Томсон өзінің ... ... ... ... ... ... терминін қолданып, оның мәнін «Материалдық
жүйе энергиясының анықталған күйін біз өлшенген барлық қозғалысын жұмыстың
механикалық өлшемімен түсінеміз. Ол ... тыс ... ... Егер ... күйде кез - келген таңдалған әдіспен нөлдік күйге тең болады» деп
жазды.
Бірнеше жыл ... ... ... және ... ... энергия ұғымын
жылулық машина ұғымының теориялық ... ... ... пайдаланған.
Ол алғаш күштің сақталу заңын энергияның сақталу заңы деп атаған. ... ... және ... ... ... ... тез ... алып және ғылымға кіріп, ең ... ... ... ... мағынадан шығарып тастады.
Майер және Джоульдің зерттеулері
Сақталу заңының ашылуы және энергияның айналуы 18 – ші ғасырдың және
19-ші ғасырдың бірінші ... ... ... 2 ... ... ... ... Соның біреуі 2 өлшемді қозғалыс және
Лейбництің тірі күшінің энергия ұғымы эволюциядан өтуі дау ... ... ... табиғатының тұрақты сапалық идеясы арқылы зерттелген ... ... ... ... ... ... Бұл соңғы бөлім жылу
туралы молекула кинетикалық көрісінің тізбекті бөлімі жылу түрі ... көп ... ... ... ... Бұл бөліну жылудың
механикалық ... ... және ... ... ... ... ... Классикалық физиканың ... ... ... ... ... және ... еңбектері маңызды
роль атқарады.
Гельмгольц заңының сандық теңдеуі. Сақталу заңы және энергия
түрленуінің алғашқы табыстары.
Майер және Джоульден басқа сақталу заңы және ... ... ... да белгілі оқымыстылар қатысты, соның ішінде Гельмгольцта
болды. Егер Майер ... ... қою ... табиғат күштерін қарастырса, ал
Джоуль жылудың айналуы және механикалық жұмыстың жеке ... ... ... ... идеясына келді. Сонда ұлы ... ... ... күш ... ғалымдарға қарсы идеяға келді. ... ... ... осы ... ... ... Гельмгольц «күштің»
сақталу заңын жалпы табиғат заңдары ретінде шығарады.
І МЕХАНИКАЛЫҚ ЭНЕРГИЯ ЖӘНЕ ОНЫҢ ТҮРЛЕРІ
Жер бетінен жоғары көтерілген ... ... ... күші – ... күші ... ... жанында жатқан болат шарикке магниттің тарту күші ... Егер ... жер ... құлауына немесе болаттың магнитке тартылуына
мүмкіншілік болса, онда тарту күштері әсерінен бұл екі жағдайда да ... ... ... оны ... ... ... ... (1-сурет).
Сығылған серіппе ... ... ... ... ... ... сығылған серіппенің
жер бетінен көтерілген тас ... ... ... ... ... қабілет болады.
Жұмыс істей алатын денелердің энергиясы болады. Әрбір қозғалған дене
басқа денемен әсерлескенде ол денелердің орындары ауысады, ... ... ... ... ауаның қозғалған массасы – жел желкенді, кемені
қозғап, су буы күшті ... бу ... ... ... және ... ... ... барлық жүйесін қозғалтады.
Өзендердің немесе су құламаларының қатты ағыны ... ... ... ... ... де ауа, бу не су ... ... ... ... ... ... Дененің істей алатын жұмысының
шамасын сол ... ... деп ... істеу қабілеті тек жоғары ... ... ғана ... ... ... қол ... да тән. ... бұрағанда серпіліп
жиырылған серіппе жұмыс істеуге ... ... ... Сол ... балалардың
механикалық серіппе ойыншықтары да бұрағанда зырылдап қозғалады. Паравоз
итеріп жіберген темір жол вагондары. ... ... ... ... ... да өздері тоқтап қалады, ал тыныш ... ... ... жүйе немесе денелердің қандай да бір жұмыс істеу қабілеті болу
үшін олардың энергиялары болады. Энергия ... ... бір ... дене ... ... жүйесінің істеген жұмысымен сипатталады.
Осыған мысал ... гірі бар ... ... ... жалғасқан тілшесі бар тісті дөңгелек жүйемен байланысып валға
оралған гір тәулік бойы тартып немесе босатып ... Оның ... ... ... отырып сағаттың жүруіне келтіріп, нәтижесінде
ол жұмыс жасайды. Оның орналасуына ... ... яғни гір ... ие
болады. Гірді жоғары көтерген сайын немесе оны тым төмендеткен сайын ... ... ... көп энергияға ие болады.
Осы арқылы энергияның басқа түрлерімен танысуға ... ... ... ... ... энергия. Аты айтып
тұрғандай бұл энергия бірнеше денелер жүйесінің ... дене ... ... ... ... тек жерден көтерілген ғана дене емес, ол
жер ... ... ... ... ... ... әсерінен жұмыс жасайды.
Потенциалдық энергияға серпімді ... ... ... ... созылған пружиналардың энергияларын келтіруге болады.
2. Қозғалыс энергиясы немесе кинетикалық ... ... ... осы ... ие ... ... ... оқтың ағаштан жасалған
қабырғаны тесіп өтуі.
3. Жылулық энергия. Жылу ... ... ... ... ... әсерінен бөлінуінен жұмыс жасалуы мүмкін. ... ... ... ... ... ... болады. Бұдан жылуды энергияның
бір түрі деп қарастыруға болады. Материя ... ... ... ... орналасқан екенін білеміз. Денелердің өзара әсерінен
олардың қозғалысы сандық, сапалық қатынаста ... ... Екі ... ... әрқайсысының механикалық қозғалысы тек сандық ... ... ... ... ... қозғалысы шар немесе
қабырға молекулаларының қозғалысына айналады.
Бірнеше жылу бөлінеді. Энгельс [] бойынша энергия материяның ... ... ... ... ... қабырға соқтығысуы болады. ... ... ... ... шамасы қозғалысқа сәйкес келеді. Бір денеден
басқаға өтеді немесе бір ... ... ... өтуі ... ... жалпы түрі және материяның барлық түрімен ... ... ... күй функциясы болады, энергия бір түрден келесі
түрге ауыса алады.
Жоғары ... ... ... кері ... ... ... ... топырақ
тарапынан қазыққа әсер ететін ... ... ... ... Бұл ... ... көтерілген шойын
тоқпақтың ... ... ... заңы материяның мәңгілік ... ... ... бола ... ... бір инерциялық жүйеде импульс
пен энергия жүйесі өзгереді.
ХІХ ғасырдың екінші жартысында энергия ұғымы әлі де ... ... тек қана ... ... ... ... Сол кезде механикалық келіспеушіліктер де туа бастады.
Қарапайым машиналардың жұмыс істеу ... бар, ал ... ... ... ... ... жинайды. Оған кәдімгі қабырғаға ... ... ... ... ... ... ... Гірді жоғары
көтергенде біз жұмыс істейміз, соның салдарынан сағат механизмі ұзақ уақыт
бойы сағат тілінің тербеліп ... ... ... алады. Сағат тілі
тербелгенде гір төмен түседі де, ... ... ... ... ... ... ... сағат тоқтап біз жұмыс істеуге қабілет ... ... ... ол ... ... ... жылдамдықпен қозғалатын оқпан боранға соғылып, оны
бұзады. Бұл жағдайда оқпанның жылдамдығы азаяды, тіл оны ... ... ... ... ... кем ... 8 км/с жылдамдық беру қажет.
Шегені тақтайға қағарда қозғалыстағы балға
жұмыс жасайды, ... ... сом ... да ... ... ... ... жасау қабілетін сипаттайтын шама дененің энергиясы деп
аталады. Мысалы, белгілі бір жылдамдықпен қозғалатын дененің энергиясы бар.
Бұл ... ... ... ... беру үшін ... жұмысқа тең сағат
серіппесінің энергиясы ... ... ... ... үшін жұмсалған
жұмысқа тең. Баллондағы сығылған газдың ... ... ... ... үшін ... ... тең. ... денесімен салыстырғанда белгілі
бір жылдамдықпен қозғалатын дене жұмыс істеуге қабілетті.
Энергия деп барлық материя түрлерінің ... ... ... ... саны ... табылатын физикалық скаляр шама. Энергия бұл
өзгерісі жұмысқа тең, физикалық жүйеден тұратын функция. Физикалық шаманың
мәнін толығымен ... ... ... ... және осы күйде жүрген
жолға тәуелді еместігі функция деп аталады. Механикадағы жүйенің күйі, ... ... орны және ... дене ... ... ... денелер де потенциалдық энергияға ие бола алады.
Мысалы, жиырылған серіппе ... ... ... ... қозғалысқа түсіріп, жұмыс
жасайды. Деформациялана тартылған садақ
жұмыс жасап, жебеге жылдамдық береді.
Пневматикалық мылтықтағы ... ... оқты ... ... ... ... бір жылдамдық береді. Сол сияқты,
сығымдалған ауа энергиясының есебінен
ұрғыш ... да ... ... ... ... энергия кинетикалық және потенциалдық болып екіге
бөлінеді. Қозғалыстағы дененің энергиясы ... ... деп ... – кіnеmаtоs – қозғалыс деген мағына береді). Кинетикалық энергия
денені қозғалтуға қажет ... ... ... ... ... ... тұрған денеге күш әсер еткенде, ол
жылдамдықпен қозғалады да, күш жұмыс істейді. ... ... ... ... шамасына артады. Олай болса жылдамдығы
ден ға дейін артқанда жолда күшінің істеген ... ... ... арттыруға кетеді:
(1)
Ньютонның екінші заңы бойынша
(2)
осы мәнді жоғарыдағының орнына қойсақ:
болғандықтан ... ... ... ... ... ... жұмысы
(3)
оның кинетикалық энергиясына тең болғандықтан
(4)
яғни ілгермелі қозғалған дененің кинетикалық энергиясы оның ... ... ... ... ... тең. Осы ... ... әр уақытында аз болатындығын әрі массасы мен
жылдамдыққа ғана тәуелді ... ... Олай ... жүйенің кинетикалық
энергиясы оның қозғалыс күйінің ғана функциясы деген қорытынды жасаймыз.
Дененің жылдамдығы міндетті түрде санақ жүйесіне байланысты. Біз ... ... дене ... ... жүйесінде қозғалады деп
қарастырдық, әйтпесе Ньютон заңын қолдана алмас ... ... ... ... ... ... ... жүйесінде дененің жылдамдығы
да, кинетикалық энергиясы да түрліше ... ... ... ... ... ... ... деген сөз, яғни кинетикалық
энергия салыстырмалы шама.
1.2 Потенциалдық энергия
Материалдық нүктеге және нүктелер жиынына консервативтік ... ... ... ... координатары арқылы анықталатын жүйенің
бастапқы орнын нөлдік қалпы деп аламыз. ... жер ... ... ... ... тең, ... жер нөлдік деңгей болып саналады.
Консервативтік күштердің жұмысы жүрген жолдың формасына тәуелсіз. Сондықтан
нөлдік қалыптағы ... ... ... ... ... ... ... болады. Олай болса, жүйенің
потенциалдық энергиясы оның координаттарының функциясы болады.
Сонымен ... ... ... ... ... ... ... оның энергиясының азаю шамасына тең:
(5)
Бұл кезде жүйе нүктелерінің жылдамдығы өзгермейді, ендеше кинетикалық
энергиясы тұрақты ... ... ... ... ... ғана
өзгерісіне тең.
Жүйе бөліктерінің өзара орналасуына және олардың сыртқы денелерге
қатысты орнымен анықталатын энергияны потенциалдық деп атайды. ... ... ... ... ... ... энергиясы деп те атайды.
Потенциалдық энергия ұғымы мен ... ... ... ... ... ... ... ауырлық өрісіндегі дененің потенциалдық энергиясы
Жүйенің бөлшектеріне әсер етуші күштердің модульдары мен бағыттары
өрістің барлық ... ... ... ... ... ... деп атайды.
Уақытқа байланысты өзгермейтін өрісті стационар өріс дейді. ... ... дене мен ... арасындағы потенциалдық
энергияны қарастырайық. Бұлардың арасында тартылыс күші әсер етеді. Дененің
салмағы ... ... ... дене ... аз ғана ... ... Жер мен дене арасындағы потенциалдық энергияның өзгерісі
дененің жерге еркін ... ... ... тең. Дене ... ... ... ... жүйенің потенциалдық энергиясы. Осы дене
жерге ұзындығы l көлбеу жазықтықпен бұрыш жасай құласын делік, онда ... ... ... көлбеу жазықтың биіктігі.
Енді дене ... ... ... ... кішкене түзу cызықты
бөліктерге бөлеміз. Осындай
әрбір кішкене аралықтардағы ауырлық
күшінің жұмысы:
(8)
мұндағы ... ... ... ... Толық қисық
траекториядағы ауырлық күшінің жұмысы
(9)
Сонымен, тартылыс күшінің жұмысы жолдың бастапқы және соңғы биіктіктерінің
айырымына байланысты және ... ... мен ... ... бастапқы,
соңғы биіктіктері айырымдарының көбейтіндісіне тең. Потенциалдық энергия
әрқашанда пайда болады, жүйедегі заттар мен ... ... күш ... онда ... ... тәуелді болады. Егер жүйе көптеген
бөлшектер мен денелерден тұрса, онда ... ... ... деп
атауға болады.
2.2 Серпімді деформацияланған дененің потенциалдық энергиясы
Гук заңы бойынша серпімділік күші ... ... ... ... ... ... үшін ... таңбасы серпімділік күшінің деформациялау бағытына қарама-қарсы
екендігін көрсетеді.
Серпімді деформацияланған дене өзінің бастапқы ... мен ... ... ... ... ... ... пружинаны сығуға кеткен жұмыс оның
потенциалдық энергиясын ... ... ... заңы ... күшін жеңу үшін пружинаның екінші ұшына күшпен әсер ету
керек.
Пружина шамаға дейін толық деформациялағанда энергиясының өсуіне
тең болғандықтан
(11)
мұндағы ... ... ) ... потенциалдық энергиясы,
әдетте ол . Олай болса серпімді деформацияланған дененің потенциалдық
энергиясы:
(12)
Кейбір ... ... сол ... туындаған жылдамдық
заттың жылдамдықтарының өзгерісіне жауап бермейді. Екі типті ... ... ... ... ... ... ... Электр өрісіндегі дененің қозғалысын сипаттайды. Қазір осы екі
мысалды қарастыра отырып ... ... ... ... кездесеміз.
(Қосымша А.2).
Ауырлық күші серпімді күш сияқты қасиеттерімен ерекшеленеді. Ауырлық
күшінің өрісіндегі ... ... ... ... зат күйінің
функциясының өзгеруіне жұмсалады. Осы кезде бізді қызықтыратын ... ... және сол ... ... денеге тартылуына қатысты. Ал
тартылыс потенциалдық энергия деп ... Бұл ... алу ... ... ... ... ... Қисық сызықты жолда бірінші дене
екіншіден жоғарырақ ... Осы ... ... ... ... ... сынық түрінде ауыстырамыз. Бұны нақты түрде жасауға
болады. Дененің орын ауыстырғандағы жұмысы:
(13)
немесе
(14)
-биіктіктің өзгеруі.
-түзу сызықтың қимасының ұзындығы.
-ауырлық күші ... ... ... өзгермейді.
және бірінші және екінші нүктелердің биіктіктері.
(15)
-тартылу кезіндегі потенциалдық энергия
-орын ауыстырғандағы жұмыстың туындысы.
Қандай жолмен жұмыс туды, дене ... ... орын ... ... дене қозғалды, дененің бір ... ... ... ... ... ... ... энергияның өсуі осы нүктелердің
орналасуына тәуелді. ... ... ... ... ... ... орын өзгертуіндегі жұмысы жолдың формасына
тәуелді болмайды. Тұйық контурда жұмыс нөлге тең. Егер де жер ... ... онда ... ... энергиясы теріс болады.
Тартылыс күшінен туған ... ... ... күшті оң деп, ал
жүйедегі күшке қарсы жұмысты теріс деп аламыз. Мысалы: екі дене бір ... аз күш ... ... ... ... ... шығатыны:
мұндағы (-) таңбасы жұмыс шамасының азаюына ... ... ... ... ... тартылған потенциалдық энергияның жалпы түрі.
Егер осы дене бір-бірімен үлкен қашықтықта тұрса ... ... ... тең ... бір ... жақындағанда абсолют шамаға өседі. Сонда да
теріс болады. Жерге ... ... ... азая ... егер ... ... ... жалпы формуласын, жеке жағдайды көрсетуге болады.
-ді -қа ... - жер ... ... алатынымыз
(18)
-аз шама, сондықтан дәлділік жеткілікті
осыдан
(19)
Бастапқыда -ді өрнектейміз. Әсіресе ... ... нөл деп ... ... ... орналасқандықтан мына формулаға
сәйкес келеді.
(20)
Серпімді күштер консервативті ... ... ... ... ... ... күштердің қасиетін көрсетеді.
а) ол деформацияның шамасына тәуелді;
б) оның жұмысы тұйық ... ... ... M ... ... көлбеу бойымен үйкеліссіз сырғанасын.
Осы нүктеге ауырлық күші әсер етеді
нүкте бір қалыпта ... және ... ие. ... ... ... жылдамдық -ге дейін
ұлғайсын. Яғни кинетикалық энергия өссін.
(21)
ауырлық күшінің ... ... ... ... ... (у1) ординатасына тәуелді және (у2) нүктесінің
соңғы траекториясына байланысты ... ... ... ... ... ... ... онда ауырлық күші А жұмысына
теңелуші еді. Яғни тұйық контурдағы ауырлық ... ... ... тең ... күші ... күші сияқты консерватив күштер болып саналады.
(22)
мұндағы -потенциалдық энергия.
-бірінші нүктенің ... ... ... потенциалдық энергиясы
(23)
-нүктенің толық механикалық энергиясы. Осындай нәтижені созылған
серіппеден де алуға ... Егер біз ... деп ... ол ... ... ... нөлдік деңгей жылдамдыққа ие болады. Ішкі күш ... Осы ... ... ... ... артып, дененің кинетикалық
энергиясы кемуші еді.
нүктесіне дене ... ... еді, ... ... ... ... ... қандай
да бір арақашықтығына тәуелді күшпен тартылсын. Координата ... ... ... массалы нүкте бір ... ... ... ... элементар бөліктерге бөлеміз.
Содан соң ... ... ... ... траекторияны интегралдап алатынымыз:
(24)
мұндағы - координата функциясы
Алынған өрнек күш жұмысының өзара әсерлесетін нүктелердің орналасуына
тәуелді екенін ... ... ... энергиясы оның
орналасуына байланысты. нүктесінің потенциалдық энергиясы ... ... ... ... орналасқан нүктесінің потенциалдық
энергиясы әр кезде теріс болады, екі нүктеде бір-біріне жақындағанда
нүктеге әсер ... ... күші оң ... ... ал ... энергия
азаяды.
Осы кезде потенциалдық энрегияға мынандай анықтама ... ... ... ... энергиясы жұмысқа тең.
Тек консервативті күштер ғана болса, онда сақталу заңымен механикалық
энергияға айналуы ... ... ... ... планеталардың тартылу күші барлық уақытта,
планетаның орналасуына ... ... оның ... ... ... ... кинетикалық және потненциалдық энергиямен табылады. Жалпы
жағдайда тартылу күші әсер еткенде қисық сызықты қозғалыс ... ... ... қозғалады. Осы кезде күш жылдамдыққа ... ... ... ... ... ... сайын планетаның ... ... ал ... энергиясы артады.
шарты орындалады. Егер деп алсақ, онда ... ... ... онда соңғы кинетикалық энергияға ие болды.
Егер болса, онда =0, онда ... =0 ... ... ие ... ... ... ... тең болады.
Келесі мысалды қарастырамыз: Серіппеге масса ілеміз, содан соң
оны жібереміз. Алғашында ауырлық күшінің ... дене ... ... кезде серіппенің серпімділігін байқаймыз. Созылу кезінде
(27)
Күштердің қосындысы нөлге тең. Ал дене ... ... ... ... ... ... береді. Кинетикалық энергия
пружинаның деформациясынан өткенде дене тоқтап қайта бастапқы ... ... Егер ... ... әсер етсе, онда өшетін тербелістер
пайда ... еді. ... ... ... ақырындап өшеді және дене
тоқтап қалады, егер пружинаның созылуы нөлге тең ... ... ... ... ... ... мына шамаға өседі:
(28)
Дененің потенциалдық энергиясы жерге тартылады да шамаға өседі.
(29)
ауада ешқандай кедергі болмаған соң жүйенің тербелісі ... ... күші ... ... ... қатысты. Ол
консервативті болып саналмайды, ал жүйенің өзі ... ... сөзі ... ... ... ... ... көрсетеді және олардың өзара орналасуын, өзгеру кезінде жұмыс
алу үшін ... ... ... ... ... ғана ... Ол ... денелерге әсер етеді. Егер дене күрделі және көптеген бөліктерден
тұрса, онда бұл бөлшектердің ... ... ... ... сайын
механикалық құбылыста өзгермейді. Бөлшектердің өзара әсерлесуіндегі
потенциалдық ... ... ішкі ... ... ... Егер ... ... өзгеруі болса, онда ол термодинамика ... ... ... ЗАҢДАРЫ
Ретсіз қозғалыс энергиясын дененің ішкі энергиясының бір бөлігі
ретінде қарастырады. Денені қыздырғанда ішкі ... ... ... істелген жұмыстың жартысы серіппенің деформациясын қамтамасыз
етеді, екінші бөлігі ішкі энергияны ұлғайтуға ... ... орай ... ... болады:
Жалпы сақталу заңы және ... ... ... ... ... ... және ... ішкі энергиялар қосындысы
сақталады, Бірақ олар бір түрден екінші түрге айналады.
Массасы m дене ... ... ... және F ... ... жол ... ... істеген А жұмысын анықтаймыз. Жолдың басындағы
жылдамдықты деп, соңғы жолдағы жылдамдықты деп белгілейміз. ... (-) ... ... ... ... ... күштің проекциясы қозғалыстың бағыты дененің
үдеуі екенін және осыған сәйкес Ньютонның екінші заңы ... (2) ... ... Осы (2) ... ... қою ... мынаны алуға болады:
(31)
және формулаларын пайдаланып көбейтіндісін есептейміз.
= (32)
(32) теңдеуді (31) ... ... ... ... дене ... ... мүмкін, яғни ол энергияға ие. ... ... ... ... шарттарда максимал жұмыс арқылы анықтауға
болады. Бұл жағдайда максимал жұмыс дене жылдамдығын жоғалтып ... ... ... тең ... ғана ... Сол ... дене ... энергиясын көрсетеді немесе оны кинетикалық
энергия деп атайды. Оны ... ... (4) ... ... дене ... ... бір ... келесі түрге өтуінің
жақсы көрінісі ретінде үйкеліс күші ... Сол ... ... ... да оның ... молекула қозғалысының энергиясы артып жылу
пайда болады. А күшінің жұмысы дененің кинетикалық энергиясының ... күш ... ... ... онда ... ... ... кинетикалық энергияның айналуына тең:
(34)
Затқа әсер ететін күш, серпімді күштер бола алады, ... күші ... күші және ... күші бола ... Әсер ... күштерден мынаны,
яғни потенциалдық энергияның өзгеруіне кететін жұмысты бөліп алуға ... ... ... ... ... потенциалға ие деп аталады. Сол кезде
теңдік былай жазылады:
(35)
Мұндағы потенциал емес күш. Бұл ... ... ... ... ішкі ... ... тең шама. Потенциалдық күш жұмысын
потенциалдық энергия орнына ... онда ... және ... энергиялардық қосындысын толық
механикалық энергия деп аталады. Бұл шаманы ... ... ... ... ... ... емес ... тең. Е мен
салыстырғанда заттың ішкі энергиясына кететін күш мына ... ... ... ... ... ... заңы деп ... Толық энергия
заттардың кинетикалық энергияларының қосындысына тең және ... ... ... тең:
(37)
Механикалық энергияның өзгерісі потенциал емес күш жұмысына тең. Егер
осы күшті есептемесек, онда тұйық ... ... ... энергия
өзгермей сақталып қалады.
Механикалық энергияның зақталу заңы бір жағынан механика теңдеуінен
шығады (Ньютон заңы), екінші жағынан табиғаттың жалпы заңының жеке ... ... ... ... ... ... көптеген түрін қарастырамыз.
Серпімді және тартылыс күштерінің әсерінен заттың қозғалысын қарастырамыз.
Формадағы ... ... ... басқа формадағы механикалық
энергияның кемуімен ... келе ... ... әсер ... ... күші потенциалдық
энергияны азайтады және кинетикалық энергияны ... Кері ... ... ... ... ... серіппе жүкті жоғары көтереді,
қарсы құлаған жүк серіппені созады. Бұдан ... ... күш ... ... ... ... бір энергия екінші бір энергия
формасына ауысуларда бір ... ... ... бір ... ... бір ... ... түрге айналатындығын, оның бір жүйе үшін
тұрақты болатындығын алғаш айтқан оқымыстының бірі [] М.В. Ломоносов болды.
Енді осы заңды математикалық ... ... Ол үшін ... ... ... материалдық нүктелерден тұратын тұйық
жүйені қарастыралық. Осы нүктелердің әрқайсысына әсер ... ... ...

Пән: Педагогика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 71 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 900 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Ішкі энергия4 бет
Жылудинамиканың 3-ші заңы3 бет
Энергия сақталуының заңдары15 бет
Атом молекулалық ілім. Химияның негізгі түсініктері мен стехиометриялық заңдары (Зат массасының сақталу заңы, құрам тұрақтылық заңы, еселік қатынастар заңы, көлемдік қатынастар заңы, эквиваленттер заңы, Авогадро заңы)13 бет
Бастауыш математика курсында қатынастарды оқыту40 бет
Бастауыш математика курсындағы шамалар және олардың өлшем бірліктерін оқыту әдістемесі27 бет
Биологиялық жүйелердегі процестерді анализдеуде термодинамиканың 1-2 заңдарын қолдану13 бет
Биосферадағы зат айналымы және энергияның өзгеруі7 бет
Дененi электрлеу. заряд. зарядтың сақталу заңы34 бет
Дифференциалдық теңдеулер курсында тірек конспектілерін қолдану, және де дифференциалдық теңдеулерді шешу жолдары36 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь