Сам по собі останній трохи нудний, але якщо в нього привнести елементи гри і гумору, то навчання стане набагато цікавіше.
В основному це стосується початкових класів. У старших класах все набагато серйозніше і цікавіше.
Один зі шкільних предметів 9-10 класу - фізика. Формули і досліди - ось з чим доводиться стикатися старшокласникам на її уроках.
Хлопцям з математичним складом розуму легко засвоїти диференційний закон руху, а ось творчим натурам поняття інерціальні системи відліку доставить багато клопоту для їх мрійливого розуму.
Обидва ці визначення пов'язані з законами Ньютона, за якими ми приготували 25 завдань з відповідями, приклади яких взяті з життя і які можна застосувати на практиці. Всього законів три. Ми не будемо тут детально їх розглядати. Головна наша мета - це завдання з фізики, які дуже поєднуються з нашим світом головоломок. Але коротко про це все ж варто сказати.
• 1 закон Ньютона, він же закон інерції.
Сучасні вчені фізики трактують закон першовідкривача по-своєму. Термін "тіло" в первісному вигляді не вписується в формулювання, так як "воно" кінцевих розмірів здатне робити обертові рухи за відсутності зовнішніх сил. Вчені пропонують змінити його на термін "матеріальна точка".
Другий важливий аспект - фізика сучасного світу заперечує те на що спирався у своїй роботі Ісаак Ньютон - абсолютний простір і час. Закон інерції є невірним для довільної системи відліку, в зв'язку з чим формулювання Ньютона поміняли на застосовуване без доказів існування інерційних систем відліку.
• 2 закон Ньютона, він же диференційний закон руху.
В його основі лежить взаємозв'язок між прикладається до матеріальної точці силою і сформованим від цього прискоренням цієї точки.
• 3 закон Ньютона не що інше, як взаємодія двох матеріальних точок.
Засвоїли урок? Приступайте до вирішення завдань!
5 завдань на перший закон Ньютона.
1) Гірю поставили на брусок, що лежить на столі. Вага гирі діє на нього, але брусок продовжує перебувати в стані спокою. Суперечить це чи ні першим законом Ньютона?
2) Чому людині, який коштує в рухомій човні важко втриматися в цьому положення, коли вона раптом, зупиняється?
Відповідь: тому що сила інерції змушує його зміщуватися в бік руху човна.
3) Поясніть: чому стовпчик ртуті опускається, коли медичний термометр струшують?
4) Поїзд рухається по горизонтальному, прямолінійним шляху.
На нього впливає постійна сила тяги тепловоза, яка дорівнює силі тертя.
Дайте відповідь на два питання: як проявляється в цьому прикладі закон інерції?
Який рух здійснює поїзд?
Відповідь: дві урівноважуючі сили впливають на поїзд. Тому за інерцією його швидкість залишиться незмінною і він продовжить свій рух прямолінійно і рівномірно.
5) В каюті рівномірно рухається корабля до стелі підвішена куля.
Що станеться з кулею, якщо:
а) корабель збільшить хід або сповільнить його.
б) згорне в)
різко зупиниться.
10 завдань на другий закон Ньютона.
1) В тонку фанеру увігнати цвях буде проблематично - вона амортизує. Але, якщо з іншого боку підкласти що-небудь масивне (товстий брусок, дошка) і вдарити, цвях з легкістю входить.
Чому?
Відповідь: Через маленьку маси, фанера під впливом будь-якої сили швидко прискорюється, також як і цвях. Брусок надає велику масу стінці і і зменшує прискорення отримується їй.
2) На ракету впливає: а) постійно спадна сила. б) постійна сила.
Як вона буде рухатися?
Відповідь: а) Прискорено б) рівноприскореного
3) Вагон вагою в 40 тонн, причеплений до поїзда, робить рух всього складу більш плавним.
Чому?
Відповідь: Чим більше маса поїзда, тим менше прискорення, що повідомляється поїзду ривками локомотива. Звідси рух складу більш плавне.
4) Пам'ятайте барона Мюнхаузена? Значить пам'ятайте момент, як він летів на ядрі і в якийсь момент побачив летить зустрічне ядро. В оповіданні барон говорить, що він пересів на нього, щоб повернутися назад.
Поясніть, чому така пересадка неможлива.
Відповідь: Людський організм не може винести такі зміни швидкості за такий короткий часовий проміжок, і як наслідок таке перевантаження.
5) Полум'я свічки в закритому ліхтарі, який має прямолінійний рух з прискоренням, нахиляється в напрямок прискореного ходу.
Чому?
Відповідь: Щільність навколишнього повітря полум'я більше, ніж щільність його газів. Тому полум'я нахиляється вперед внаслідок того, що отримує більше прискорення, ніж вуличне повітря.
6) Два вагона з різними масами рухаються з однаковою швидкістю.
Якщо прикласти до обох однакову силу, що заважає руху, на скільки зміниться швидкість об'єкта?
Який з двох рушійних об'єктів зупиниться першим?
Відповідь: Поїзд з меншою масою отримає більше прискорення. Він і зупиниться першим.
7) Багато з вас знають, що танкери перевозять нафту розділені на спеціальні відсіки - танки.
Дайте відповідь для чого?
Відповідь: Для того, щоб нафта при збільшення або зменшення швидкості танкера не нагромаджується б на кормі або на носі.
8) Поясніть, чому навантажена машина, що їде по бруківці має більш плавний хід, ніж машина йде порожняком.
Відповідь: Маса вантажівки, збільшена за рахунок вантажу, зменшує прискорення, що повідомляються йому поштовхами дорожніх каменів.
9) На схемі ви бачите графіки залежності сили, що утримує точку на колі, від її радіуса.
Пряма лінія - в одному, і гіпербола в іншому випадку.
Спробуйте пояснити позірна суперечність?
10) У посудині знаходиться трохи ртуті. Посудина горизонтально переміщається з прискоренням. Внаслідок цього ртуть (її поверхню) під невеликим кутом лягає до горизонту.
Що станеться з кутом, якщо на ртуть зверху додати води?
Відповідь: Кут не залежить від щільності рідини, внаслідок цього товщина шару води над ртуттю буде скрізь однакова. Кут ртуті не зміниться.
1) На терезах знаходиться неповна ємність з водою в урівноваженому стані.
Питання: Якщо в воду сунути палець не торкаючись при цьому стін і дна ємності, порушиться від цього рівновагу на вагах?
Так. Вода "виштовхує" палець з силою вгору (архимедова сила). Третій закон Ньютона говорить, що палець "давить" на воду з подібною силою вниз. Рівновага на вагах неможливо.
2) Чому на ожеледі машині важко рушити з місця?
Сила тертя автомобільних покришок про ожеледь занадто мала, щоб подолати всі сили опору.
3) Дві однакові шлюпки причалюють до берега. Човнярі швартуються до пристані за допомогою фалів. У першій шлюпки протилежний кінець фала прикріплений до прістаньскому стовпчика. Другий допомагає матрос з берега. Всі троє при цьому тягнуть з однаковою силою.
Яка ж з шлюпок причалить перша?
4) Двоє хлопців розтягують динамометр. При цьому кожен з них використовує силу в 100 н.
Які показання будуть на динамометрі?
5) До штатива кріпляться два динамометра. Гирька чіпляється до того що зверху, а на платформу нижнього встановлюється стакан з водою.
Показання динамометрів виставляються на нуль, щоб не враховувати вантаж склянки з рідиною і вага гирьки. Потім гирька опускається в склянку таким чином, щоб не торкнутися дна і стін судини.
Що покажуть динамометри?
Вони покажуть відхилення на однаковий кут. Тільки у нижнього це станеться по ходу годин, а у того, що зверху проти ходу годинника.
6) Через закріплений блок перекинуто фал. З одного кінця його вантаж, з іншого звисає людина. Вага обох однаковий.
Що трапиться, якщо людина по фалу почне дертися нагору?
І вантаж теж почне підніматися вгору за тією ж швидкістю.
7) При зіткнення з шлюпкою, теплохід топить першу без видимих пошкоджень для свого корпусу.
А як же рівність дії і протидії?
Поясніть!
Третій закон Ньютона говорить нема про рівність результатів дії сил, а про рівність сил.
8) За допомогою нитки прив'яжіть до сірниковій коробці лезо бритви.
Потім підвісьте пов'язані предмети на ниточці і пережгіте нитку, яка зв'язує коробок з лезом.
Що станеться з цими предметами?
Вони отримають рівні імпульси, але напрямок їх буде протилежно.
9) Дві шлюпки в воді. Стан води спокійне.
Рибалки на шлюпках тягнуть фал, що з'єднує човна.
Як рухаються шлюпки?
Чи зміниться хід шлюпок, якщо один кінець фала прикріпити до однієї шлюпці, а протовоположний кінець фала буде тягнути рибалка з другої шлюпки?
а) Швидкість шлюпок буде однаковою, при умова, що маси шлюпок з рибалками дорівнюватимуть. Якщо ж маси різняться, то прискорення, одержувані шлюпками, будуть обернено пропорційні масам.
б) немає.
10) У дослідах з магдебурзькими півкулями Отто Геріке брало участь по вісім коней з кожного боку півкуль.
А, якщо впрягти шістнадцять конячок з одного боку, а друга півкуля закріпити до стіни.
Що сталося б з силою тяги?
Вона б збільшилася вдвічі.