- •Isbn 978 617 00 0662 2
- •2 Уроки
- •1. Передумови розвитку науки
- •2. Зародження і розвиток фізики як науки
- •3. Роль фізичного знання в житті людини й розвитку суспільства
- •1. Спостереження, наукова гіпотеза й експеримент
- •2. Наукові моделі й наукова ідеалізація
- •3. Науковий закон і наукова теорія
- •4. Принцип відповідності
- •5. Сучасна фізична картина світу
- •1. Основне завдання механіки
- •2. Система відліку
- •3. Матеріальна точка
- •4. Траєкторія, шлях і переміщення
- •5. Векторні величини
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Швидкість прямолінійного рівномірного руху
- •2. Графік залежності шляху від часу в разі прямолінійного рівномірного руху
- •3. Графік залежності модуля швидкості від часу
- •4. Закон додавання швидкостей
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Миттєва швидкість
- •2. Прямолінійний рівноприскорений рух
- •3. Прискорення
- •4. Швидкість у випадку прямолінійного рівноприскореного руху
- •2. Контрольні запитання
- •1. Рух без початкової швидкості
- •2. Рух із початковою швидкістю
- •3. Співвідношення між шляхом і швидкістю
- •2. Контрольні запитання
- •1. Вільне падіння
- •2. Рух тіла, кинутого вертикально вгору
- •3. Вільне падіння як окремий випадок рівноприскореного руху
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Особливості криволінійного руху
- •2. Модуль і напрямок швидкості в разі рівномірного руху по колу
- •3. Період обертання і обертова частота
- •4. Прискорення в разі рівномірного руху по колу
- •5. Кутова швидкість
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Закон інерції і явище інерції
- •2. Інерціальні системи відліку і перший закон Ньютона
- •3. Застосування явища інерції
- •4. Чи є очевидним перший закон Ньютона?
- •2. Контрольні запитання
- •1. Сили в механіці
- •2. Сила пружності. Вимірювання сил
- •3. Додавання сил
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Співвідношення між силою і прискоренням
- •2. Маса тіла
- •3. Другий закон Ньютона
- •2. Контрольні запитання
- •1. Чому дорівнює сила тяжіння?
- •2. Рух тіла, кинутого вертикально вгору
- •3. Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Третій закон Ньютона
- •2. Властивості сил, із якими тіла взаємодіють
- •3. Приклади прояву третього закону Ньютона
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •2. Вага тіла, яке рухається з прискоренням
- •3. Невагомість. Перевантаження
- •4. Закон всесвітнього тяжіння
- •2. Контрольні запитання
- •1. Перша і друга космічні швидкості
- •2. Розрахунок орбітальної швидкості супутників
- •3. Закон всесвітнього тяжіння і пояснення деяких явищ природи
- •2. Контрольні запитання
- •1. Сила тертя ковзання
- •2. Сила тертя спокою
- •3. Сила тертя кочення
- •4. Чи завжди сила тертя спокою перешкоджає руху?
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Умова рівноваги тіла для поступального руху
- •2. Умова рівноваги тіла, закріпленого на осі
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •2. Закон збереження імпульсу
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Реактивний рух
- •2. Принцип дії ракети
- •3. Освоєння космосу
- •1. Механічна робота
- •2. Робота різних сил
- •3. Потужність
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Механічна енергія
- •2. Потенційна енергія
- •3. Кінетична енергія
- •4. Закон збереження енергії
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Принцип відносності Галілея
- •2. Передумови теорії відносності
- •2. Основні положення спеціальної теорії відносності
- •1. Досліди Галілея
- •4. Сталість швидкості світла у вакуумі
- •1. Відносність одночасності
- •1. Повна енергія тіла, яке рухається вільно
- •2. Контрольні запитання
- •18 Уроків
- •1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії
- •2. Дослідні підтвердження мкт
- •2. Основне завдання мкт
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •2. Кількість речовини
- •3. Стала Авогадро
- •4. Молярна маса
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Теплова рівновага й температура
- •2. Вимірювання температури
- •3. Абсолютна шкала температур
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Ізопроцеси
- •2. Ізобарний процес
- •3. Ізохорний процес
- •4. Ізотермічний процес
- •2. Контрольні запитання
- •1. Рівняння Клапейрона
- •2. Закон Авогадро
- •3. Рівняння Менделєєва-Клапейрона
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
- •1. Порівняння газів, рідин і твердих тіл
- •2. Чи може та сама речовина перебувати в різних агрегатних станах?
- •3. Чому властивості всіх газів майже однакові,
- •4. Як розташовані молекули й атоми в газах, рідинах і твердих тілах?
- •1. Модель рідкого стану
- •2. Поверхневий натяг рідин
- •3. Змочування
- •2. Контрольні запитання
- •1. Капілярні явища
- •2. Капілярні явища в природі й техніці
- •1. Кристалічні тіла
- •2. Аморфні тіла
- •1. Рідкі кристали
- •2. Полімери
- •3. Молекулярна будова живих організмів
- •1. Пароутворення
- •2. Молекулярна картина випаровування
- •4. Насичена й ненасичена пара
- •2. Контрольні запитання
- •2. Точка роси
- •3. Способи визначення вологості повітря
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Внутрішня енергія
- •2. Два способи зміни внутрішньої енергії
- •1. Обчислення роботи в ізобарному процесі
- •2. Графічне визначення роботи газу
- •3. Фізичний зміст газової сталої
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Закон збереження енергії в теплових явищах
- •2. Перший закон термодинаміки
- •3. Хто відкрив перший закон термодинаміки?
- •1. Учимося розв'язувати задачі
- •2. Контрольні запитання
- •1. Ізохорний процес
- •2. Ізотермічний процес
- •3. Адіабатний процес
- •4. Ізобарний процес
- •2. Контрольні запитання
- •1. За яких умов за рахунок внутрішньої енергії може бути здійснена максимальна робота?
- •2. Як знизити температуру робочого тіла перед стисканням?
- •3. Принцип роботи теплових двигунів
- •4. Ккд теплового двигуна
- •5. Холодильники й кондиціонери
- •2. Контрольні запитання
- •1. Початковий рівень (1 бал)
- •2. Середній рівень (2 бали)
- •3. Достатній рівень (4 бали)
- •4. Високий рівень (5 балів)
1. Особливості криволінійного руху
Слід звернути увагу учнів на те, що криволінійні рухи більш поширені, ніж прямолінійні. Будь який криволінійний рух можна розглядати як рух по дугах кіл із різними радіусами. Вивчення руху по колу дає також ключ до розгляду довільного криволінійного руху.
Перейдемо безпосередньо до розгляду рівномірного руху по колу, тобто руху по колу з постійною за модулем швидкістю.
2. Модуль і напрямок швидкості в разі рівномірного руху по колу
Рівномірний рух по колу часто спостерігається в техніці, на приклад, так рухаються частини обертових механізмів. Рух Міся ця навколо Землі і планет навколо Сонця приблизно можна вважа ти рівномірним рухом по колу.
В разі рівномірного руху тіло проходить однакові шляхи за будь які однакові проміжки часу. При цьому миттєва швидкість тіла залишається незмінною за модулем.
^ У випадку рівномірного руху тіла по колу модуль швидкості залишається незмінним.
А що ж змінюється? Змінюється напрямок швидкості.
разі руху по колу швидкість у будь якій точці траєкторії спрямована по дотичній до кола в цій точці.
3. Період обертання і обертова частота
Рух тіла по колу часто характеризують не швидкістю руху, а проміжком часу, за який тіло здійснює один повний оберт. Ця величина називається періодом обертання Т. ^ Період обертання Т — це час одного повного оберту.
Щоб здійснити один повний оберт, тіло має пройти шлях 2лг (довжина кола). Отже, Т = .
Тому
^ у випадку рівномірного руху по колу модуль швидкості тіла V, радіус кола г і період обертання Т зв'язані співвідношенням
^ Число повних обертів за 1 с називають обертовою частотою V. Одиниця частоти —.
Період і частота є взаємно зворотними величинами: Т = — Т
Припустімо, що тіло зробило п повних обертів за час і. Тоді період обертання дорівнюватиме:
Т = -, п
а число обертів за секунду, тобто обертова частота:
п г
4. Прискорення в разі рівномірного руху по колу
У випадку руху по колу, як і в разі будь якого криволінійного руху, напрямок швидкості змінюється з часом. А оскільки швидкість тіла змінюється — нехай лише за напрямком, — виходить, тіло рухається з прискоренням. У разі рівномірного руху зміна
швидкості зумовлена лише зміною напрямку швидкості. Неважко довести, що зміна швидкості Аи спрямована перпендикулярно швидкості — по радіусу до центра кола. Прискорення a спрямова не так само, як і Ай, тому в разі рівномірного руху по колу ^ прискорення в кожен момент часу спрямоване по радіусу до центра кола.
З цієї причини прискорення тіла у випадку рівномірного руху по колу називають доцентровим прискоренням.
Розрахунок показує, що модуль доцентрового прискорення дорівнює:
5. Кутова швидкість
Кут повороту за одиницю часу характеризує кутову швидкість. ^ Кутова швидкість — це фізична величина, що дорівнює відно шенню кута повороту тіла до проміжку часу, упродовж якого цей поворот відбувся:
У випадку рівномірного обертання тіла по колу його кутова швидкість є постійною. Одиниця кутової швидкості — радіан за се кунду (рад/с).
Примітка. Радіан, як і будь які одиниці вимірювання кута, — фізично безрозмірний, тому фізична розмірність кутової швидко сті — просто 1/с).
Оскільки повний оберт тіло здійснює за час Т, маємо: со = —. Звідси: со= 2тсу.
З формул со = — і Т = —^- дістаємо співвідношення між швид кістю і кутовою швидкістю: V = юг.
Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу
-
Чи можна рівномірний рух по кривій уважати рухом без при скорення?
-
Як спрямована швидкість у певній точці траєкторії під час руху по колу?
-
Як спрямоване прискорення в певній точці траєкторії під час руху по колу?
-
Чому дорівнює період обертання годинної стрілки годинника? хвилинної? секундної?
-
Два тіла рухаються по колах різних радіусів. Прискорення яко го тіла більше, якщо:
а) швидкості тіл однакові;
б) періоди обертання тіл однакові?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ 1. Учимося розв'язувати задачі
-
З якою швидкістю рухається Місяць по орбіті навколо Землі? Уважайте, що період обертання Місяця — 27 діб, а радіус орбіти Місяця становить 380 000 км. (Відповідь: 103 м/с.)
-
У скільки разів швидкість кінця хвилинної стрілки баштового годинника більша за швидкість кінця хвилинної стрілки на ручного годинника, якщо довжина стрілки баштового годинни ка — 1,5 м, а довжина стрілки наручного годинника — 1,5 см? (Відповідь: у 100 разів.)
-
З яким прискоренням рухається автомобіль по кільцевій трасі, що має вигляд окружності радіусом 100 м, якщо швидкість ав томобіля — 20 м/с? У скільки разів це прискорення менше за прискорення вільного падіння? (Відповідь: 4 м/с2; у 2,5 рази.)