Раздел. Раздел I.Механика Текст. Природа это храм, где камни говорят

• Название: Природа это храм, где камни говорят
• Анкор: Раздел
• Дата: 28.12.2022
• Размер: 1.19 Mb.
• Имя файла: Раздел I.Механика Текст.docx
• Тип: Документы; #867348
• страница: 1 из 6

1. Физика – наук о природе. А человек – дитя природы. И он должен уметь с ней разговаривать. Но как? На каком языке? Французский поэт Шарль Бодлер писал:
Природа – это храм, где камни говорят,

Хоть часто их язык бывает непонятен.

Вокруг – лес символов, тревожен, необъятен

И символы на нас с усмешкою глядят.
Пытливый ум человека не делит мир на части непроницаемой перегородкой: это “лирика”, а это “физика”. В мозгу человека всё сплетено в живой и неделимый клубок мыслей и чувств.
- Зачем надевают кольцо золотое

На палец, когда обручаются двое? –

Меня любопытная леди спросила.

Не став пред вопросом в тупик,

Ответил я так собеседнице милой:

- Владеет любовь электрической силой,

А золото – проводник.

Роберт Бёрнс
2. Научный метод познания.
Пытаясь понять окружающий мир, человек ищет закономерности в различных и многообразных явлениях. На основании того, что ему уже известно из наблюдений и опытов, человек пытается угадать новую закономерность. Такая догадка называется гипотезой.
Научная гипотеза – это не любая догадка, а только такая, которая может быть проверена на опыте. После того, как догадка высказана, учёные ставят многочисленные опыты с целью подтвердить или опровергнуть эту догадку. Но, далеко не все гипотезы подтверждаются. И тогда начинают рождаться новые гипотезы. А для их проверки ставятся новые эксперименты.
Этот процесс – процесс научного познания мира – имел начало, но конца ему не видно.
Нам тайны нераскрытые раскрыть пора –

Лежат без пользы тайны, как в копилке –

Мы тайны эти с корнем вырвем у ядра –

На волю пустим джина из бутылки.

Владимир Высотский
3. Что и как изучает физика?
“Учёный изучает природу не потому, что это полезно; он исследует её потому, что это доставляет ему наслаждение, а это даёт ему наслаждение потому, что природа прекрасна. Если бы природа не была прекрасна, она не стоила бы того, чтобы быть познанной; жизнь не стоила бы того, чтобы быть прожитой.
“Наука полезна потому, что она научает нас создавать машины, я говорю машины полезны потому, что, работая для нас, они некогда оставят нам больше времени для научных занятий...” Арни Пуанкаре


О, сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог изобретатель.

А.С.Пушкин
Точно подметил великий поэт характер научной деятельности. Опыт – “сын ошибок трудных”, вы можете почувствовать, выполняя лабораторные работы, что гений – “парадоксов друг” - об этом вы узнаете, решая задачи (парадокс _ неожиданная, непривычная мысль, противоречащая опыту).
А случай? Есть и он. Настойчивым и внимательным всегда везёт. И это – хорошо.
Наука для всех. Много веков длится процесс познания окружающего мира. Огромный труд был затрачен учёными, и немалый труд предстоит затратить каждому молодому человеку для того, чтобы усвоить основы современной науки. Они нужны не только учёному и инженеру, но и рабочему и трактористу. Всё в большей и большей мере люди на работе, да и дома, управляют машинами и механизмами. Чтобы понять, как они работают, нужно знать законы природы.
Простые истины. Мы знаем, что камень всегда падает вниз на землю, что есть твёрдые предметы, о которые можно ушибиться, что огонь может обжечь и т.д.
Однако, как ни важны подобные знания, накапливаемые ребёнком и взрослым человеком, они ещё не образуют науку. Это частные правила, касающиеся отдельных явлений. Они говорят нам о том, что произойдёт в обычных условиях, но не отвечают на вопрос: почему те или иные события вообще происходят и не могут ли эти события не наступить? Они также не позволяют предсказать, что произойдёт при других условиях.
Людям необходимо понять окружающий мир, чтобы использовать его законы для облегчения труда, улучшения условий жизни.
Преобразование мира. Именно развитие наук о природе дало в руки человека современную технику, и это привело к преобразованию окружающего нас мира. Основную роль сыграла физика – важнейшая наука, изучающая самые глубокие законы природы.
Физика составляет фундамент главнейших направлений техники. Строительная техника, гидротехника, теплотехника, электротехника и энергетика, радиоэлектроника, светотехника, огромная часть военной техник выросли на основе физики. Благодаря сознательному использованию законов физики техника из области случайных находок вышла на широкую дорогу целенаправленного развития.
Физика и другие науки. Физика – это наука, занимающаяся изучением основополагающих и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира. Поэтому понятия физики и её законы лежат в основе любого раздела естествознания.
В настоящее время физика очень тесно связана с астрономией, геологией, химией, биологией и другими естественными науками. Она много объясняет в этих науках, предоставляет им мощные методы исследования.
Физические величины и их измерение. Исследование явлений начинается с их наблюдения. Но для того чтобы понять и описать происходящие события, учёные вводят целый ряд физических величин, таких как скорость, сила, давление, температура, электрический заряд и многие другие. Каждой величине надо дать точное определение, в котором указывается, как эту величину можно измерить, как провести необходимый для такого измерения опыт.
Чаще всего в определениях физических величин просто уточняют и придают количественную форму тому, что непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Так вводят понятия силы, температуры и т.д. Есть величины, которые не воспринимаются непосредственно нашими органами чувств (электрический заряд). Но они выражаются через другие величины, на которые органы чувств человека реагируют. Так, электрический заряд определяется по силам взаимодействия между заряженными телами.
Связь между физическими величинами. Чтобы из наблюдений за физическими явлениями сделать общие выводы, найти причины этих явлений, следует установить количественные зависимости между различными физическими величинами. Для этого необходимо специально изменять условия, в которых протекает данное явление. От непосредственного наблюдения надо перейти к физическому эксперименту.
Если меняются все условия сразу, то трудно уловить какие-либо закономерности. Поэтому, проводя физический эксперимент, стремятся проследить зависимость данной величины от характера изменения каждого из условий в отдельности. Например, давление газа зависит от его массы, объёма и температуры. Чтобы исследовать эту зависимость, надо сначала изучить, как влияет на давление изменение объёма, когда температура и масса остаются неизменными. Затем нужно проследить, как давление зависит от температуры при постоянном объёме, и т.д.
Законы природы и законы, определяющие жизнь общества. Любые изменения в природе подчиняются определённым законам. Движение тел описывается законами механики, распространение света законами оптики и т.д. Различие законов природы и законов, определяющих жизнь общества, состоит в том, что законы природы не изобретаются людьми, а открываются в процессе исследования окружающего мира. Если “общественные” законы могут быть нарушены или отменены, то нарушить или отменить законы природы не может никто!

1. Пословица гласит: “Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать”. А почему народ так решил?
2. Русский поэт И.Северянин в одном из своих стихотворений писал:
Мы живём, словно в сне неразгаданном,

На одной из удобных планет...

Много здесь, чего вовсе не надо нам,

А того, что нам хочется – нет...

Чего же нам хочется?

Попробуйте найти связь между темой урока и притчей.
Притча «Если стоять на месте»[4]
- Дети, завтра вы должны сделать по пять тренировочных полетов, - объявила утка своим утятам.
- Кря-кря, - согласно кивнули все утята своими головками, только самый толстый отказался:
- Я не полечу, я уже научился летать.
- Сын, скоро мы полетим в теплые края. Твои крылья должны стать сильными и крепкими, чтобы выдержать перелет, - объяснила мама-утка.
Значит, я должен беречь крылья, чтобы он не устали от тренировочных полетов и не ослабели, - заявил утенок.
- Сила не уменьшается от движения. Посмотри, наша река постоянно течет, но от течения вода не убывает. Движение - это жизнь, - строго сказал папа.
- Отдыхать тоже полезно, - упрямо возразил утенок.
На следующее утро утята во главе с папой отправились в тренировочный полет, а мама велела ленивому утенку лететь за ней.
Вскоре они прилетели на берег болота. Запыхавшийся утенок проговорил:
- Ух, устал. Я же говорил, мама, что мне вредно много летать.
- Хорошо, тогда живи здесь, - предложила мама.
- Где? В этом грязном стоячем болоте?- возмутился утенок.
- Когда-то это болото было чистым озером. В него втекала речка, а вытекало из него множество чистых и звонких ручейков. Но однажды озеро подумало: "Почему вода постоянно втекает в меня, а потом вытекает? Лучше поберегу свою воду и не дам ей течь".
Тот, кто стоит на месте - загнивает, и озеро постепенно превратилось в гнилое болото.
Утенок со страхом посмотрел на болото, замахал крылышками и полетел догонять свою стаю.
Движение - это жизнь!

Раздел I. МЕХАНИКА

ОК-1

Механика



кинематика статика динамика
Основные Задачи Механики (ОЗМ) Где? Когда?
Механическое движение - изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
Движение



поступательное вращательное










все точки одинаково!

Материальная точка расстояние >> размеров

можно пренебречь размерами
Система отсчета:

1. 
   Тело отсчета
   
2. 
   Система координат (СК)
   

одномерная двухмерная трехмерная


x

трамвай x¸ y

лодка x¸ y, z

муха, клад

3. 
   Часы
   

Траектория - след

Пройденный путь -расстояние ℓ

Перемещение - вектор М₂

Модуль перемещения - скаляр s М₁ ℓ

Механика – раздел физики, в котором изучают механическое движение. Механику принято подразделять на кинематику, статику, динамику.

Кинематика - раздел механики, изучающий способы описания движений без рассмотрения причин этих движений.

Кинематика – это часть механики, которая изучает способы описания движений без учета сил, вызывающих эти движения.

Существуют два способа описания движения тела : 1. движение некоторой точки движущегося тела; 2. движение тела с помощью модели материальной точки.

Динамика - раздел механики, изучающий закономерности движения тел под действием приложенных к ним сил.

Статика - раздел механики, в котором изучаются условия равновесия тел под действием сил.

Основная задача механики – определение положения тела в любой момент времени (где? когда?).

Механическое движение - изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Механическое движение делят на поступательное и вращательное.

Поступательное движение – движение тела, при котором все его точки движутся одинаково. При этом прямая, соединяющая две его любые точки, перемещается, оставаясь, все время параллельной самой себе.

Вращательное движение – движение тела, при котором все его точки движутся по окружностям, центры которых лежат на оси вращения.

Во многих случаях движения тел размеры тела можно не учитывать. Тогда реальные тела можно заменить на абстрактные. Таким абстрактным телом является материальная точка.

Материальная точка – это тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь. Например, для наблюдателя на старте ракета представляет собой протяженное тело, поскольку ее размеры сравнимы с расстоянием до него. Но по мере удаления ракеты с места старта ее размеры становятся все меньше по сравнению с расстоянием до наблюдателя. Когда размеры ракеты станут намного меньше этого расстояния, ракету можно считать материальной точкой.

Прежде чем изучать движение, необходимо построить систему отсчета, то есть выбрать тело отсчета, связать с ним систему координат и часы, покоящиеся в этой системе отсчета.

Тело, относительно которого рассматривают движение других тел, называют телом отсчета. Когда тело отсчета выбрано, через какую-нибудь его точку проводят оси координат, и положение любой точки в пространстве описывают ее координатами. Рассматривают одномерную, двухмерную и трехмерную систему координат. Положение тела на прямой определяется одной координатой x (например, трамвай). Это одномерная система координат. В двухмерной системе координат положение тела на плоскости определяется двумя координатами x, y (например, лодка). В трехмерной системе координат положение тела в пространстве определяется тремя координатами x¸ y, z (например, муха). Положение тела меняется с течением времени, поэтому необходимы часы. У часов обязательно выбирают начало отсчета времени.

Траектория – это линия, которую описывает движущееся тело (то есть след, который оставляет тело). Если траектория - прямая линия, то движение называется прямолинейным, а если кривая, то - криволинейным.

Пройденный путь – длина траектории (расстояние). Пройденный путь обозначается буквой ℓ.

Перемещение – это вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. Обозначается следующим образом . Вектор – направленный отрезок прямой. Модуль перемещения- это численное значение перемещения (скаляр). Траектория движения тела может и не совпадать с перемещением. При криволинейном движении путь численно больше модуля перемещен
ОК – 2

Элементы векторной алгебры

Скалярные величины - … (t¸ m)

Векторные величины - … ( )

Сложение векторов. Вектора складываются по правилам:

1 ) параллелограмма; 2) треугольника.



Если вектора параллельны, то:






Математические действия с векторами производятся геометрически.

Проекция вектора на ось.



Проекция вектора на ось – скаляр, поэтому математические действия – алгебраически.

координаты
Модуль вектора перемещения:

a²= b² + c² – 2bс cos α (теорема косинусов)
Элементы векторной алгебры

Различают скалярные и векторные величины.