Изучение понятия импульса и закона сохранения импульса.
При изучении темы Законы сохранения в механике вводятся понятия, определяющие область применимости ЗС импульса и энергии. Замкнутая система. Физическая система считается замкнутой, если внешние силы не действуют на эту систему. Однако, поскольку действие, например, гравитационных сил простирается до бесконечности, то очевидно понятие замкнутая система является абстракцией. Это можно пояснить следующими примерами: система тел спутник, движется вокруг Земли, электрон движется вокруг протона в атоме. В ряде случаев, когда внешней силой можно пренебречь, систему можно считать замкнутой. В замкнутой системе действуют силы, которые называются внутренними. Консервативные силы – это силы работа которых не зависит от длины пути, а зависит только от положения начальной и конечной точек пути. К консервативным силам можно отнести силу тяжести, силу упругости. Система тел, в которой действует консервативная сила называется консервативной. Необходимо отметить, что если для применимости закона сохранения импульса достаточно, чтобы система тел была замкнутой, то доя применимости закона сохранения энергии, необходимо еще чтобы внутренние силы, действующие в замкнутой системе были консервативными. Импульс силы. Импульс тела. Согласно второму закону Ньютона Затем переходят к закону сохранения импульса Полученный теоретический вывод иллюстрируется на опытах упругого и неупругого столкновения тел. Интересен вывод ЗС импульса, основанный на серии опытов, подводящих учащихся к нему: а) при скатывании шара с наклонного желоба импульс приобретаемый в конечной точке прямо пропорционален скорости полета. При изучении закона сохранения импульса вводят ряд новых физических понятий. Усвоение некоторых из них очень важно для изучения всего раздела. К числу этих понятий следует отнести такие: механическая система, замкнутая механическая система, внешние силы, внутренние силы, консервативные силы. Понятие «замкнутая механическая система» является идеализацией. Очень важно поэтому при рассмотрении конкретных задач оговаривать, как движутся тела физической системы и действуют ли на них внешние силы. Если эти силы отсутствуют (т. е. ими можно пренебречь), то нужно применять закон сохранения импульса; если внешние силы действуют, то суммарный импульс силы, действующий на систему, равен суммарному изменению импульса системы. Для простоты рассуждений рассмотрение закона сохранения импульса целесообразно начинать для замкнутой системы, состоящей из двух сталкивающихся тел, массы которых одинаковы, а скорости различны. Выводят этот закон на основе второго и третьего законов динамики, что вполне логично. Доказывают, что изменение импульсов этих двух сталкивающихся тел одинаково по модулю, но противоположно по знаку. Далее формулируют закон; геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Проведенный анализ мысленного опыта позволяет сделать вывод: если закон сохранения импульса выполняется при движении относительно одной системы отсчета, то он выполняется и относительно любой другой системы отсчета, движущейся относительно первой равномерно и прямолинейно, т. е. закон сохранения импульса выполняется в любой инерциальной системе отсчета. Следует также указать, что при релятивистских скоростях сумма релятивистских импульсов, образующих замкнутую систему, также остается постоянной при любых взаимодействиях между телами. На факультативных и внеклассных занятиях по физике (в индивидуальной работе с учащимися) можно более детально и обоснованно обсудить указанные проблемы, рассмотрев при этом и такие вопросы, как движение с переменной массой, реактивная сила, более точный расчет максимальной скорости ракеты, о многоступенчатости ракет и др. Материал этой темы благодатен и для воспитательной работы. Здесь следует остановиться на значении работ К. Э. Циолковского, С. П. Королева и других советских ученых в развитии космонавтики, на достижениях нашей страны в области освоения космоса. Эту работу целесообразно проводить как на уроке, так и вне его (специальные стенды, журналы, рассказывающие о достижениях советской космонавтики; подбор литературы для чтения учащимися; тематические конференции с докладами и рефератами учащихся и т. д.).
Читайте также: Основные научные достижения Средневековья: Ситуация в средневековой науке стала меняться к лучшему с...
Средневековье: основные этапы и закономерности развития: Эпоху Античности в Европе сменяет Средневековье. С чем связано...
Этапы развития человечества: В последние годы определенную известность приобрели попытки...
Романтизм как литературное направление: В России романтизм, как литературное направление, впервые появился ...
Рекомендуемые страницы: Поиск по сайту©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |