«Физика пәнінен күрделі есептер шығару жолдары»
жүктеу/скачать 1,54 Mb.
|
«Физика пәнінен күрделі есептер шығару жолдары»
- Бұл бет үшін навигация:
- Сақталу заңдары Олимпиада тапсырмалары
| Ma0 = Mg + N0 + FД.
Ньютонның үшінші заңы FД=-N. Теңдеудің скаляр түріне көшу үшін ыңғайлысы (есептің шартына байанысты) осьті х көлденең бойымен, у осін тік жоғарыға. Теңдеу мынадай түрде болады: Ағаш үшін Х осімен
у осі бойынша
Сына үшін Х осі бойынша
у осі бойынша
Жүйені шешкен кезде
екенін ескеру қажет. (1) және (2) теңдеулерін бірге шешкенде, N = екенін ескере отырып ((3), (5) теңдеулерін қарау), алатынымыз: а0 = Кесектің х осін жағалай қозғалуы кезіндегі үдеуін табайық. а1 + а0 = а2 теңдеуін х осі үшін түрлендіріп, алатынымыз -а1cosα + a0 = a2x. (1) теңдеуін ескерсек, осдан a2x = - Бұнда жоғарыдағы а0 мәнін қойсақ, алатынымыз: a2x = - Сынадан ағаш кесекке әрекет ететін реакция күшін анықтайық, N = Сынаға ағаш кесектен кері қарай бағытталған және мәні бойынша N-ға тең қысым күші әсер етеді FД= Сандық мәндерді қойсақ, алатынымыз:а0 = 1,3 м/с2, а2х = - 3,9 м/с2, N = FД= 7,8 Н №56 есеп. Массасы m2= 10 кг платформаның үстінде массасы m1 = 40 кг жүк жатыр. Жүк пен платформа арасындағы үйкеліс коэффициенті k1=0,2, платформа мен жол арасындағы үйкеліс коэффициенті k2=0,15. Жүк платформа үстімен сырғанауы үшін, платформаға қандай горизонталь күшпен әрекет ету қажет? Шешуі.Платформа мен жүк арасында үйкеліс болмаған жағдайда платформа жүктің астынан сырғанап кетер еді.Бұл кезде жүк платформаға байланысты солға қозғалар еді. Егер үйкеліс бар болса, жүкке платформадан кері қарай, яғни оңға қарай бағытталған үйкеліс күші әрекет етеді.
Жүкке үйкеліс күші Fүйк1, ауырлық күші m1g және нормаль реакция күші N1 әрекет етеді. Платформаға F күші, жүк жағынан үйкеліс күші Fүйк1, жол жағынан үйкеліс күші Fүйк2, нормаль реакция күші N2, ауырлық күші m2g және жүк жағынан нормаль қысым күші FД әрекет етеді. Есепті Жерге байланысты санақ жүйесінде шешеміз. Егер платформаның Жерге байланысты санақ жүйесіндегі үдеуі a2 болса, онда бұл санақ жүйесіндегі жүктің үдеуі а1 = асал + а2, бұндағы асал – платформаға байланысты жүктің үдеуі. Ньютонның екінші заңының теңдеуін жазайық: жүк үшін m1(асал + а2) = m1g + N1+ Fүйк1; платформа үшін m2a2 = F + m2g + N2+ Fүйк2 + F´′үйк1 + FД және Ньютонның үшінші заңынан алынатын теңдік: F´′үйк1 = -Fүйк, FД = -N1. Скаляр теңдеуге ауысы береді: Жүк үшін х осі бойынша
у осі бойынша
платформа үшін х осі бойынша
у осі бойынша
Сонымен қатар F´′үйк1 = Fүйк1, FД =N1. Жүктің платформаға сәйкес жылжуы кезінде асал оң жақ бағытты таңдаған кезде нөлден бастаған өте жақсы, асал < 0 (жүк тек қана сол жаққа жылжиды). F, күшінің мәнін тапсақ, асал < 0. Бұл үшін (3) теңдеуді қоямыз Fүйк2 = k2N2. Қарапайым қайта құрамдардан кейін, теңдіктерді ескерген жағдайда (4), (6) и (2), теңдеу (3) мынадай болады: m2а2 = F - k2 (m2g + m1g) - Fүйк1. Бұл теңдеу мен (1) теңдеуді шеше отыра, алатынымыз: асал = Жылжыған кезде жүкке әсер етуші үйкеліс күші, қозғалыстың үйкеліс күші де болады. Сондықтан Fүйк1 = k1N1 = k1m1g. Жылжыған кезде асал =<0, онда k2m12g + k2m1m2g + k1m1g (m1+m2) - Fm1<0, немесе F>g (m1+m2) (k1+k2). Егер F тең сіздікті қанағаттандыратын болса, онда жүк платформа бойымен сырғанайды. Сандық берілгеннің тоқтағанынан кейін алатынымыз F> 172 Н. №57 есеп. Екі пружинаның қаттылығы k1 = 500 H/м и k2 = 700 Н/м өзара байланысқан. Алынған жүйенің қаттылығын анықтау керек. Пружина салмағын санамағанда. Шешуі. Бұл жүйеге F күшін келтіреміз (сурет 36)
F сыртқы күшітің әсерінен серіппе өзгереді. Δх1 – жоғары серіппенің абсолюттік өзгеруі, Δх2 – төменгі серіппенің өзгеруі болсын, серіппелер кезекпен орналасқандықтан 2 серіппеден тұратын барлық жүйенің абсолюттік өзгеруі Δх= Δх1 + Δх2тең болады. Гук заңына сәйкес F = kΔх= k (Δх1 + Δх2), мұндағы k - берілген жүйенің анықталатын қатаңдығы. Әрбір серіппенің жеке-жеке өзгеруін қарастырып, F1 = k1Δх1, F2 = k2Δх2 деп жазуға болады. Кез келген жағдайда пайда болған ауадағы серіппенің серпімділік күші сыртқы күшке тең болады. Сондықтан, F1 = F2 = F. Осыдан Δх1= Δх2 = Әрі қарай F = k (Δх1 + Δх2) = k немесе k = Берілген санды қойсақ k = 2,9·102 Н/м. №57 есеп. Әлдебір ғаламшардың тығыздығы 3·103 кг/м3. Ғаламшар шар тәріздес. Экватор дененің ауада қалықтауы үшін, ғаламшарды өз осінен айналу кезеңі неге тең?
Шешуі: Дененің салмағы-горизанталды тіреуге дененің түсіретін күші (немесе созылады). Экватордағы дене ғаламшарымен бірге өз осінен айналуға қатысады. Сондықтан ғаламшардан тыс қозғалыссыз бақылаушыға қатысты дене радиус бойымен бұрыштың жылдамдықпен қозғалады.Денеге әсер ететін күштер (ауырлау күші,тіреу жағынан әсер етуші күші) қатысты тездетуді қажет ететін күшке тең болу керек. Ньютон заңының екінші теңдігін жазайық
Ньютонның үшінші заңы бойынша N= - FД. Егер дене экваторда қалықтап жүрсе, ол FД = N= 0. Онда (1)теңдік мына түрде болады:
Бірақ M = бұл жазуларды (2) қойсақ, Т= сандарды қойғанан кейін Т=6856 с (≈2 сағ). Сақталу заңдары Олимпиада тапсырмалары Олимпиада тапсырмаларын таңдау өте маңызды ұйымдастыру кезеңі болып табылады. Тек күрделі есептер емес, керісінше әр түрлі шығармашылық сипаттағы, яғни бір уақытта және қызықты болуы керек, және үйренерлік, практикада қолдана алатындай болуы тиіс. Олимпиада ойындарын дайындау жөніндегі жұмыс, сондай-ақ шешімдер жүктелген міндеттерді бағалаудың ұтымды әдісін дамытуды қамтиды. Ұйымдастырушылар мектеп олимпиадасын өткізу үшін барлық талаптарға сәйкес жұмыстарды жүзеге асыруы тиіс. Мысалы, топтық жарыс кезінде тапсырманың дұрыстығы мен оны орындау жылдамдығы да бағалануы мүмкін (бұл таласты сәттерде бірнеше жұмыстың бірдей нәтиже көрсеткен кезінде маңызды), сонымен қатар оқушылардың жарысқа деген құмарлығын көтеру белгісі болып табылады. Тапсырманы тексеру алдын ала жобаланған және дәлелденген сынақ деректерді қолдана отырып жүзеге асырылуы мүмкін. Нәтижелерін есептеу орындар келесі ережелерге сәйкес бөлінуі мүмкін: нәтижелері тең болған жағдайда жоғары орын тапсырманы тезірек орындап, ең көп ұпай жинаған оқушыға беріледі. Бұл есептеу жүйесі жалпы қабылданған ережелерге сәйкес жарысты өткізуде абсолютті орынды анықтауға мүмкіндік береді Олимпиаданы өткізудегі ең қиын мәселе тапсырмалар мен сынақтарды таңдау болып табылады. Олимпиада тапсырмаларын құруға тиіс бірнеше негізгі принциптерін ұсынуға болады. Мектеп олимпиадасы күрделілігіне қарай әртүрлі деңгейде болуы тиіс, сондықтан берілген тапсырманың бөлігін оқушылардың көпшілігі шешуі мүмкін, ал олардың ішінен 1-2 мықты оқушылар ғана қиын тапсырмаларды шеше алады. Бұл бір жағынан, қалалық конкурсқа қатысуға оқушыларды іріктеуді жүзеге асыруға болады, екінші жағынан, оқытуды саралау принципін ұстауға мүмкіндік береді. Есептердің шешуі қиын болмау керек, ал оны жүзеге асыруға көп уақыт кетпеуі тиіс. Барлық қатысушылар өз менмендіктерін іске асыру үшін олимпиадалық нұсқада міндетті түрде әлсіз қатысушыларға жеңіл тапсырмалар, ал мықты қатысушыларға қиын тапсырма берілуі тиіс . 1.Тапсырмалар дұрыс ұйымдастырылған болуы керек. Сонымен қатар, олар ресми «қызықсыз» элементтен айырылып, мысалға, элементтің қызықтылығын алып жүруі тиіс. 2. Тапсырмалардың саны көбірек (7-10) және едәуір көп болуы мүмкін, тіпті мықты оқушы тапсырманы бөлінген сағатта шешуі мүмкін. Бұндай ұйымдастыру тапсырмалардың күрделілігін ескере отырып, есептерді шешуде оқушылардың тактикалық дағдыларын дамытуға болады . Олимпиада есептерінің бағалау критерийлері, әдетте, қазылар алқасы мүшелерінің міндеті. Физика бойынша есептердің шешуі қабілеттеріне қарай бағалаймыз. Әрбір дұрыс және толық шешілген есеп шартында көрсетілген ұпаймен бағаланады (тағы да айтып өтетін жайт, барлық есептерді олимпиада ұйымдастырушылары анықтайды, мұғалім дайындық кезінде оқушылардың дайындық деңгейін ескере отырып, сандық өнімділігін түзетеді). Физика бойынша есептерді толық шешудің құрамдас бөліктерінің тізбесі: есептің қысқаша шарты максималды формализммен көрсетілген деректер жиынтығы және SI жүйесіндегі өлшемдердің аударылып көрсетілген жазбасы; есептің шартын талдау және есептің шешуін алгоритмдік тұжырымдау; кейбір суреттер және міндетке белгісіз айнымалылар берілген қажетті суреттер; жаңа айнымалыларды ауызша енгізу; толық математикалық өрнектерді қайта құру; жауабы жалпы формула түрінде (қажет жағдайларда, есепті шешу үшін аралық квадраттық теңдеуді шешу қажет болып табылады); алынған жауаптарды талдау, оның дұрыстығы тұрғысынан тұжырымы; алынған жауаптың өлшемін тексеру; содан кейін қажетті өлшемдерін есептеу және нәтижелерін дөңгелектеу; алынған сандық жауапты талдау . Осы компоненттердің болуы, әдетте, пайыздық мөлшерде бағаланып, қазылар алқасымен анықталады. Егер шешім дұрыс емес болса, онда мүмкін нөлдік емес бағаны қазылар алқасының төрағасы және сараптамалық-кеңесшінің келісімімен ғана қоюға болады. Жекелеген тараулардың шешімінің тізбесінің болуы және олардың айқындылығы міндетті емес жүктеу/скачать 1,54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|