Магистратура
ЖАЛПЫ ФИЗИКА КУРСЫНЫҢ БӨЛІМДЕРІН ОҚЫТУДЫҢ ЖАЛПЫ ӘДІСТЕМЕСІ
жүктеу/скачать 3,57 Mb.
|
УМКД ЖОО
| 2. ЖАЛПЫ ФИЗИКА КУРСЫНЫҢ БӨЛІМДЕРІН ОҚЫТУДЫҢ ЖАЛПЫ ӘДІСТЕМЕСІ
Дәріс№8-9. Жалпы физика курсының «Механика» курсын оқытудың жалпы әдістемесі Жоспар: 1.Жалпы физика курсының механика бөлімін оқытудағы баса назар аударуды қажет ететін мәселелер 2. Классикалық механиканы оқытудағы мәселелер 3. Тұтас орта механикасын оқытудағы мәселе 4. Қозғалысты сипаттайтын негізгі теориялар мен заңдар ЖОО-да механика бөлімін оқытуда мына мәселелер аса көңіл аударуды қажет етеді: егер нүктелер жүйесінің қасиеттері мен осы жүйе тұрған қалыптың (күйдің) болу шарттары белгілі болса онда нүктелер жүйесінің механикалық сипаттамасы туралы толық мағлұматтарды қозғалыс заңдылығы береді, яғни координата мен жылдамдықтың уақытқа тәуелділігі. Ал қалған барлық механикалық сипаттамалар –энергия, импульс, импульс моменті және т.б. қозғалыс заңының негізінде қарапайым математикалық операциялардың көмегімен алынады. Бұны Ньютонның ІІ-ші заңын қозғалыс теңдеуін ретінде негіздеу кезінде айту керек. Одан әрі қозғалыстың сипаттамасын беруде бастапқы шарттардың қандай екеніндігі өте маңызды екендігін нақты да жүйелі түрде түсіндіріп беру міндетті. Себебі ішкі және сыртқы күштердің бірдей әсер еткенде бастапқы шарттар әр түрлі болған жағдайда қозғалыстың сипаты да әрқалай болуы мүмкін. Сонымен бірге «бастапқы» терминнінің өзі қандай да бір дәрежеде шартты ғана екенін, яғни қозғалыстың басы дененің тепе-теңдік күйден шығуына сәйкес келуі міндетті емес. Дегенмен көп жағдайда t=0 алынады. Мысал ретінде бастапқы жылдамдықтың мәнері әр түрлі болғандағы тартылыс өрісіндегі материалдық нүктенің қозғалысын алуға болады. Ең маңызды мәселенің бірі- уақыттың бастапқы сәті мен координата және жылдамдықты бір-бірінен тәуелсіз бере беруге болатындығын түсіндіру. Әдетте студенттер жылдамдықты координатаға тәуелді деп түсінеді. Себебі жылдамдықты координатаның уақыт бойынша туындысы арқылы табады. Шынымен де егер қозғалыс заңы берілсе, жылдамдық белгілі болса, бірақ сонымен бірге бастапқы жылдамдық пен бастапқы координатаны таңдау қажет болмаса: олардың екеуінің де уақыттың кез келген сәтіндегі мәні белгілі болады. Бастапқы мәндерді тек қозғалыс заңы анықталмаған (немесе қозғалыс заңы жалпы түрде белгісіз еркінше алынған тұрақтылармен берілсе) не болмаса белгісіз болған жағдайда ғана еркімізше алуға болады. Классикалық механиканы оқытуда «нүктелер жиынтығының күйі» деген терминді координаталар мен жылдамдықтар жиынтығы ретінде ендірген дұрыс. Сол кезде динамикалық және статистикалық заңдылықтардың («Молекулалық физикада») арасындағы принциптік айырмашылықты түсіндіру мен кванттық механиканыдың («Атомдық физика» бөлімінде) негіздерін баяндау да оңайырақ болады. Нүктелер жүйесінің механикасы мен қатты дене механикасының арасында анау айтқандай айырмашылық та жоқ, себебі қатты дене бір-бірімен идел байланысқан нүктелер жиынтығы болып табылады. Қатты дененің қозғалыс заңы да нүктелер жиынтығы сияқты координата мен жылдамдықты уақыттың туындысы ретінде беру арқылы анықталады. Ал сұйықтың механикалық қозғалысы (тұтас орта) нүктелер жиынтығынан тұратын ортаның қозғалысынан басқаша сипатталады. Мұны ерекше түсіндіру қажет, себебі бұл өріске тән теория. Тұтас орта теориясы (сұйықтар мен газдар) заттардың макраскопиялық сипаттамасын оның молекулалық құрылымынсыз береді. Сұйық (тұтас орта) қандай да бір кеңістіктің әрбір бөлігін оның әрбір нүктесінде болатындай үздіксіз толтырып отырады. Сондықтан да координаталар бұл жерде сұйықтың күйін сипаттап бере алмайды. Себебі оның кез келген бөлшегі барлық жерден табылып отырады. Дегенмен сұйықтың әрбір жеріндегі жылдамдық пен тығыздық және де басқа параметрлер, яғни сұйықтың күйін сипаттайтын параметрлердің шамалары әр түрлі болуы мүмкін. Тәжірибелер көрсеткендей, көптеген жағдайларда сұйықтың қысымы мен тығыздығы, температурасы, сұйықтың әрбір нүктесінің кез келген уақыттағы молекулаларының қозғалыс жылдамдығы белгілі болса сұйықтың күйін толық сипаттауға болады. Осы айтылған параметрлердің ішіндегі температура механикалық өлшем бірлікке жатпайды. Сол себепті де мәселе тек таза механикалық сипатта болудан қалады да термодинаика заңдары арқылы зерттеуді қажет етеді. Мұнда координаталардың орнына нүктелер жүйесінің механикасына ұқсас жүйенің күйі мына функциялармен беріледі: Мұндағы х,у,z,-тәуелсіз шамалар. Еске сала кетсек мұндай жағдай электромагниттік өріс теориясында да кездесді. Осылайша нүктелер жүйесі мен сұйықтардың қозғалысын сипаттаудағы осы айырмашылыққа тоқтала кету керек. Кейбір мамандықтар үшін Эйлер теңдеулерін қарастыру міндетті болмайды, ондай жағдайларда әр түрлі сұйықтар үшін (идеал және тұтқыр) мұндай теңдеулердің табылғанын айту керек болады. Егер бағдарлама бойынша Бернулли теңдеуіне арнайы тоқталу керек болса, онда оның Эйлер теңдеуінен шығадығы айтылады. Себебі бұл теңдеу күрделі дифференциалдық теңдеулер жүйесінен дербес туындылар алудан шығатындықтан курста қарастыратырылмайды. жүктеу/скачать 3,57 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|