НЬЮТОН ЗАҢДАРЫН ОҚЫП-ҮЙРЕНУ ӘДІСТЕМЕСІ

Опубликовано Опубликовано в рубрике Физиканы оқыту әдістемесі

(download/скачать/жүктеу) Google Drive

(download/скачать/жүктеу) Yandex disk

Үзінді: 

 

 

Мақсаты: Қозғалыс заңдарының тарихи ашылуы мен ғылыми әдістемелік талдау жасау арқылы оқушыларға түсіндіру әдістемесін, қозғалыс заңдары арасындағы байланыстарды ашып көрсету. Масса және куш ұғымын қалыптастыру, Ньютон заңдарын оқыту әдістемесін түсіндіру.

Жоспары:

1. Қозғалыс заңдарына тарихи, ғылыми әдістемелік талдау жасау.

2. “Масса” ұғымын енгізу.

3. “Күш” ұғымын қалыптастыру.

4. Ньютон зандарын оқыту әдістемесі.

Әдебиетгер:

1. Турышев И.К., Лукьянов Ю.И. 8 класта физиканы оқыту. Алматы: Мектеп, 1979. ІV-тарау. 65-91 бб.

2. Құдайқүлов М., Жаңабергенов Қ. Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі. Алматы: Рауан, 1998. ХV-тарау. 130-150 бб.

3. Теория и методика обучения физике в школе. ЧастІІые вопросы / Под ред. С.Е.Каменецкого. М,: Академия, 2000. Ч. 1. С.26-59.

4. Гладышева Н.К., Нурминский И.И. Методика преподавания физики. М.: Просвещение, 2001, С.49-65.

5. Методика преподавания курса “Физика и астрономия” / Под ред. А.А.ІІИНСКО, И.Г.Кирилловой. М.: Просвещение, 2001. С.80-86.

6. Хрестоматия по физике. 8-10 / Под ред. Б.И.Спасского. М.: Просвещение, 1987. С.6-38.

 

 

 

  • Қозғалыс заңдарына тарихи ғылыми әдістемелік талдау жасау

 

 

Өзара әсер ұғымы – ғылымдағы маңызды ұғымдардың бірі. Әр түрлі өзара әсерлер материялық әлемдегі барлық өзгерістердің

себепкері. Ал механикада денелердің өзара әсерлесуін қарастыратын барлық қозғалыс заңдарының бір-бірімен тұтас байланысын көреміз (3-сұлба).

3-сұлба

Денелердің өзара әсерлесуі

 

а)тыныштық                    Үдеудің пайда                            Күш

б) бірқалыпты                 болу себептері

қозғалыс

 

Ньютонның                             Күш-                       Екі

І-заңы                                                          физикалық            дененің

шама                 өзара әсері

 

Инертттілік               Ньютонның        Ньютонның

2-заңы                    3- заңы

Масса

Қозғалыс туралы грек ғалымы Аристотельдің еңбектерінде “Денеге басқа дене немесе күш әсер еткенде ғана қозғалады” деген тұжырым үстем болып келді. Механиканы жаңа оқып үйренуге кіріскен кез келген оқушы да осылай ойлайды. Бұл түсінікті де, себебі Аристотельдің көзқарасы күндегі көріп жүрген тәжірибеден алынған. Оқушыларға денелердің тек қана тыныштықта болады деген пікірдің дұрыс еместігін итальян ғалымы Галилео Галилей көрсетті. Галилей дененің тыныштық күйін немесе бірқалыпты қозғалысын қарастырып, дене сыртқы әсер болмағанда тыныштық күйде немесе түзу сызықты бірқалыпты қозғалыста болатынын. көлбеу жазықтағы шарлардың қозғалысын зерттеп қорытындылады.

1686 ж. ағылшын физигі және математигі Исаак Ньютон Галилейдің қорытындыларын жалпылап инерция заңын тұжырымдады.

Инерция заңына (немесе Ньютонның бірінші заңы) сәйкес денеге басқа денелердің әсері теңгерілген болса, онда ол үдеусіз қозғалады.

Ал, дене үдемелі қозғалыста болса, онда әсері сол үдеудің пайда болуына себепші басқа денені көрсетуге болады.

Демек, денелердің үдемелі қозғалысқа түсуінің себебі, оған басқа дененің әсер ететіндігінен деп айтуға болады. Өзара әсерге екі дененің де қатысатынын оқушыларға ескерту қажет.

Денелердің өзара әсерлесуі кезіндегі үдеулерінің модульдерінің қатынасы әрқашанда тұрақты болады. Мысалға әр түрлі тәжірибелерді (алюминий және болаттан жасалған арбашалармен, өлшемдері бірдей алюминий және болат цилиндрлер кигізілген центрден тепкіш құралмен және т.б.) жасай отырып түсіндіріледі.

Бұл тәжірибелерден әсерлесу уақыты бірдей болсада, олардың алатын үдеулерінің модульдері әртүрлі болатынын көруге болады. Үдеуін аз мәнге өзгерткен дене инертті деп аталады. Яғни, кез келген дене өз жылдамдығын өзгерту үшін белгілі бір уақыт керек. Қандай да болмасын дене өзара әсерлесу кезінде жылдамдығын лезде өзгерте алмайды. Бұл дененің инерттілік қасиеті деп аталады. Дененің инерттілік қасиеті массамен сипатталады.

Әсерлескен денелердің массаларын және арқылы белгілесек, онда былай жазуға болады:

(1)

Өзара әсерлесетін екі дененің үдеулері модульдерінің қатынасы олардың массаларының кері қатынасына тең болады.

Бір дененің екіншісіне үдеу туғызатын әсері куш деп аталады.

Күш бір дененің екінші денеге әсері ғана емес, санмен өрнектеуге болатын физикалық шама. Күш бір денеге зор үдеу, екіншісіне аз үдеу беруі мүмкін.

Егерде бір денеге екі күш түсірілсе, ол дене үдеу алмаса, онда түсірілген күштер модулі бойынша тең, ал бағыттары жағынан қарама-қарсы.

Демек, күш тек сан мәнімен ғана емес, бағытымен де анықталады, яғни күш векторлық шама.

Күш – өзі қандай шама және өзі туғызатын үдеумен қалай байланысқан? – деген сұрақтарды оқушыларға қоя отырып, тәжірибелерге жүгінеміз. Арбашалар арқылы жасалған тәжірибелердің қорытындысынан И.Ньютонның екінші заңы тұжырымдалады.

Дененің алатын үдеуі әсер етуші күшке тура, ал массасына кері пропорционал болады.

(2)

Егерде денеге бірнеше күш әсер етсе, онда олардың геометриялық қосындысына тең күштің әсерінде үдеу алады. Бұл күш тең әсерлі немесе қорытқы күш деп аталады.

Енді Ньютонның бірінші заңын басқаша тұжырымдауға болады,

Егер денеге тусірілген барлық күштердің қорытқы күші нолге тең болса, онда инерциалы санақ жуйелерінде ілгерілемелі қозғалатын дене өзінің тұрақты жылдамдығын сақтайды.

Денелердің бір-бірімен әсерлесуі өзара сипатталады.

Біз өзара өсерлесуші денелер үдеулерінің модульдерінің қатынасы

олардың массаларының кері қатынасына тең: немесе болатьшын көрдік. Үдеулердің бағытгары қарама-қарсы болатыны тәжірибелерден көрініп түр. Математикалық түрде былай жазылады.

(3)

немесе Ныотонның екінші заңынан:

Бұл теңдік Ньютонның үшінші заңының өрнегі.

Денелер бір-біріне модулі бойынша тең және бағыты жағынан қарама-қарсы күшпен әсер етеді.

Оқушыларға Ньютонның үш заңы да инерциялы санақ жүйесінде қарастырылғанда дұрыс екенін түсіндіру керек.

Міне, 2-сұлбаға қарап қозғалыс зандары бір-бірінен бөліп алуға болмайтын тұтас, бір-бірінен туындайтын заңдылықтар екенін оқушыларға жеткізу керек.

 

 

  • Масса үғымын енгізу

 

 

Жоғарғы сыныптарда масса ұғымын қальштасшру негізгі мекгепте алынған білімдеріне сүйене отарып жүргізіледі. Масса ұғымы туралы базалық курста алған білімдерін физиканың басқа бөлімдерііще одан ары дамытылып қалыптастырылады.

Бағдарлы мектептің жоғарғы сыныптарында масса ұғымын қалыптастыру мынандай кезеңдерден тұрады.

1-кезең. VII-IX сыныптардағы масса ұғымдары туралы алған

білімдерін қайталау.

2-кезең. Масса дененің инерттік қасиетінің өлшемі ұғымын экспериментгік тәжірибе арқылы беру.

Экспериментгік тәжірибе: центрден тепкіш машинада массалары

1:3 болып келген екі дене бір-бірімен байланыстырылған. Осы тәжірибені көрсете отырып, денелердің таяқшадан сырғымай 3:1-не тең радиустардың қатынасындай шеңбер бойымен айналатыны көрсетіледі.

мұнда масса ұғымын белгілі бір мысалға сәйкес анықтау болып табылады.

3-кезең. Осы тәжірибелердің қорытындысын жинақтай отырып массаға анықтама беру.

Анықтама: Дененің массасы бұл оның инертттілігін сипаттайтын физикалык, шама. Ол әсерлесу кезіндегі масса эталоны үдеуі модулінің дене удеуінің модулінің қатынасымен анықталады.

4-кезең. Массаның өлшем бірлігін анықтау. Масса эталонына платина мен иридий қорытпасынан арнайы жасалған цилиндр қабылданған. Осы цилиндрдің массасы массаның халықаралық бірлігі килограмм (кг) 1889 жылы енгізілген.

Осы кезеңде массаның еселік және үлестік бөліктерімен оқушыларды таныстырып жаттығуға есептер шығартқан дұрыс.

5-кезең. Дененің массасын өлшеу жолдары: 1) денелердің өзара әсерлесуі арқылы олардың үдеуін салыстыра отырып анықтауға болады; 2) күйентелі таразы арқылы анықтау (ең көп тараған қарапайым түрі).

Жұлдыздардың аспан денелерінің немесе өте кішкене элементар бөлшектердщ массасын бірінші жолмен анықтайды.

6-кезең. Классикалық механикадағы масса ұғымының қолдану шекарасын талдау.

 

 

  • “Күш” ұғымын қалыптастыру

 

 

Физика курсында күш үғымын қалыптастыру келесі кезеңдерден

тұрады.

1-кезең. Күш ұғымы туралы негізгі мектептің 7-сынып физикасында бастапқы мағлұматтар алады. Бір дененің екінші денеге әсері күш деп аталады. Ауырлық күші, серпімділік күші, үйкеліс күші түрлерімен танысады, яғни негізгі мектепте алған білімдерін қайталайды.

2-кезең. Бір дененің екінші денеге әсерін сипаттауы күштің сандық анықтамасы ретінде қалыптастыру. Бұл кезең Ньютонның екінші заңын оқып үйренумен байланысты қалыптасады. Мұңда мына жағдайларға көңіл бөлу керек.

1) Күш ұғымының анықтамасын түсіндіру. Өзара әсерлесу салдарынан дене үдеу алады (жылдамдық векторы өзгереді). Үдеу туғызатын басқа дененің ықпалын қысқаша үдетілетін денеге әсер етуші күш деп атайды. Осыны тәжірибе жүзінде міндетті түрде көрсету керек. Демонстрациялық эксперимент: массалары әртүрлі арбашаларды серіппелер арқылы әсерлестіріп үдеулерін салыстыру. Тәжірибелерден шығатын қорытынды: өзара әсерлесетін денелердің алғы шарттары мен сипатгамаларына ғана байланысты, ал олардың үдеулерінің қатынасына байланысты емес.

2) Күшті анықтау үшін тәжірибе жасалынады (бір күш арқылы әр түрлі массалы арбашаларға әсер ету). Серіппенің серпімділік күші оның сығылуына немесе созылуына ғана байланысты, осы қасиетін пайдаланып массасы әр түрлі денелерге әсерін қарастыру. Денеге тұрақты күш әсер еткенде, та шамасы барлық денелер үшін бірдей болатындай тәжірибе жасап көрсетеміз. Центрге тартқыш машиналар арқылы тәжірибелер жасап, центрге тартқыш үдеуді табады .

Дененің белгілі массасы мен тәжірибеден алынған үдеу арқылы күшті анықтау, яғии күш дененің массасы мен үдеудің көбейтіндісіне тең болады (). Демек Ньютонның екінші заңын өткенде қалыптастырылады.

3-кезең. Ньютонның 3-ші заңын өткендегі әсер және қарсы әсерді қарастырған кезде қалыптастырылады. Заңды оқып-үйренгенде әсер өзара әсерлесу сипатында болатынын атап айту қажет. Ньютонның үшінші заңыңда, екінші заңына қарағанда айырмашылығы екі денеге әсері бірдей қарастырылады. Мұндағы “әсер” және “қарсы әсер” терминдері өзара ауыса алады және шартгы түрде алынған. Мысалы екі дене әсерлескендс бірінші дененің екінші денеге “әсері” (),ал екінші дененің бірінші денеге “әсері” () болады немесе керісінше.

Оқушыларға бұл күштерді қосуға және оларды тең әсерлі күшпен шатастыруға болмайтынын түсіндіру керек. Тең әсерлі күш бір денеге түсірілген күштердің қосындысы, ал “әсер” және “қарсы әсер” күштері әр түрлі денеге түсіріледі.

4-кезең. Әртүрлі күштердің өзара әсерін қарастыру ауырлық, серпінділік, үйкеліс күштерін қалыптастыру. Механикада мұнан басқа денелердің өзара әсері жоқ, олай болса басқа күштер де жоқ. Алдымен гравитациялық күш және бүкіл әлемдік тартылыс заңы қарастырылады. Гравитациялық күшті оқып үйренгенде: денелердің Жерге қүлауы, Күннің айналасында планеталардың қозғалысы, планеталардың айналасында серіктердің қозғалысы т.с.с. Оқушыларға гравитациялық күштер ара қашықтыққа байланысты денелердің өзара тартылу салдарынан пайда болатынын түсіндіру қажет.

Тартылыс күшінің бір көрінісі ауырлық күші (дененің Жерге тартылу күші) болып табылады. Ол Жер центріне бағытталған және ауырлық центрі деп аталатын нүктеге түсіріледі.

Серпінділік күші денелердің деформациялану салдары ретінде, ал деформациялану өзара әсерлескенде дененің бөлшектері әр түрлі үдеу алуы салдары ретінде қарастырылады. Серпінділік күшін және деформацияның пайда болуын көрсеткен пайдалы. Серпінділік күші ылғи да денелердің тікелей өзара әсерлесу кезінде пайда болады.

Серпінділік күші өзара әсерлесетін денелердің жанасу бетіне перпендикупяр бағытгалады, ал деформацияланған денелер шыбықтар, резеңке таспалар, жіптер, сығылған не созылған серіппелер болса, овда серпінділік күші олардың осі бойымен бағытталады. Серпінділік күшінің ұзаруға тәуелділігінің осы оське проекциясы Гук заңымен анықталады: Ғх =-kx

Дененің Жерге тартылу салдарынан оның тірекке немесе аспаға әсер ететін күші дененің салмағы ретінде қарастырылады. Салмақсыздық дененің салмағы нольге тең болған кездегі күйі арқылы анықталады.

Оқушыларға ауырлық күші денеге түсірілгеи гравитациялық күш, ал дененің салмағы дегеніміз аспаға немесе тіреуге түсірілген серпінділік күші екенін түсіндіру керек.

Механикада күштерді оқып үйрену үйкеліс күшімен аяқталады. Үйкеліс күшінің пайда болуын білеушенің горизонталь беіте бірқалыпты қозғалысын оқып-үйрену мысалында қарастырады (6,а-сурет). Мектепте Ньютон механикасын оқыту кезінде материялық нүктенің қозғалысын қарастырады, сондықтан да денеге түсірілетін барлық күштерді ауырлық центріне түсіріп көрсетеді (6,6-сурет)

Мұнда ауырлық күші mg тіреудің серпінділік күші серп теңгереді.

Тәжірибеде білеушеге ілгек іліп, оған динамометрді жалғап тартсақ, онда білеуше бірден қозғала қоймайды. Бұдан шығатын қорытынды: білеуше қозғалысына дененің бойымен кері қарай бағытталған күш әсер етеді. Бұл күш үйкеліс күші. Үйкеліс заңын оқып-үйренгенде

(үйк)оқушыларға серпінділік күші дененің қозғалыс жазықтығына перпендикуляр, ал үйкеліс күшімен тік бұрыш жасай бағытталатанын көрсету керек.

Сырғанау үйкеліс күшінің бағыты дене қозғалысының бағытына қарама-қарсы бағытталады (6-сурет). Дененің көлбеу жазықтықпен бірқалыпты сырғанаған кезде, үйкеліс коэффициенті көлбеу жазықтықтың горизонтпен жасайтан бұрышының тангенісіне тең екені қарастырылады. Сондай-ақ күнделікті өмірде, практикада қолданылуына мысалдар келтіріледі. Мысалы, көлбеу жазықтық арқылы жүкті автокөлікке тиеу (транспортир арқылы) және т.б.

5-кезең. Күш ұғымын физика есептерін шығару кезінде қалыптастыру. Мұнда мынандай: дененің жылдамдығы ауырлық

күшінің әсерінен өзгереді, бастапқы шарттарына байланысты (бастапқы жылдамдығы нольге тең болғанда немесе дененің бастапқы жылдамдьпғы нольге тең емес, жоғары-төмен горизонтқа бұрыш жасай бағытталған); дененің серпінділік күшінің әсерінен қозғалысы (бастапқы шарттарын ескере отарып (материялық нүктенің шеңбер бойымен вертикаль және горизонталь айнала қозғалысы, жүктің серіппедегі тербелісі); дененің үйкеліс күшінің әсерінен қозғалады; дсненің бірнеше күштің әсерінен қозғалысына есептер шығару.

 

 

  • Ньютон заңдарын оқыту әдістемесі

 

 

Ньютонның бірінші заңы

 

Денелер және олардың айнала қоршауын қарастыру кезінде «инерция» құбылысы мен инерттілік арасындағы байланыстың мәнін ашу қажет.

Басқа денелер әсерін тигізбегеңде дененің жылдамдығын сақтау қасиеттері инерция құбылысы деп аталады.

VІІ-сынып физикасьшда өткен осы үғымды ІХ-сыныпта тереңдетіп, инерция заңын, яғни Ньютонның бірінші заңы қаңдай жүйеде орындалатанын айқын көрсеткен дұрыс. Егер қандай жүйеде орындалатыны айтылмаса, онда инерция заңы өзінің мағынасын жояды.

Оқушыларға бірде-бір тәжірибеде инерция заңын нақты көрсетуге болмайтынын, себебі табиғатта басқа денелермен әсерлеспейтін дененің жоқ екенін түсіндіру керек. Бұл қиындықты әдістемелік тұрғыдан ойша эксперимент (қозғалысты үйкеліссіз қарастырып) немесе басқа денелердің әсерін ескермей идеялдау арқылы шешуге болады,

Ньютонның 1-ші заңын түсіндіруде эксперименттік тәжірибеден бастап дене: 1) тыныштық күйде (салыстырмалы); 2) бірқалыпты түзу сызықты қозғалыста болатын жағдайларды қорытып тұжырымдалады. Ньютонның 1-ші заңының анықтамасы: Егер қозғалыстагы денеге басқа денелер әсер етпесе (немесе басқа денелердің әсерлері компенсацияланса), онда белгілі бір санақ жүйесіне қатысты алғанда іргерлмелі қозғалыстағы дене өзінің тұрақты жылдамдығын немесе тыныштық күйін сақтайды.

Ныотонның 1-ші заңы қандай жағдайларда дұрыс болатынын түсіндіру керек. 1) Тек материялды нүкте немесе ілгерілмелі қозғалыстағы денелер үшін (айналмалы дененің қозғалысына қолдануға болмайды). 2) Қандай жағдайларда қолдануға болады, яғни инерциялы және инерциялы емес санақ жүйелерін айыра алулары керек.

Бекітуге инерциялы және инерциялы емес санақ жүйелеріне мысалдар кешіріп, оқушыларға “Санақ жүйесі” атты бейнефильмнің үшінші көрінісін көрсетуге болады.

 

Ньютонның екінші заңы

 

Күш және үдеудің қалай байланысатынын анықтау үшін тәжірибеге жүгіну керек. Тәжірибе тек бір күш әртүрлі денелерге әсер ететіндей, яғни массалары түрліше денелерге үдеу беруі қажет.

Тәжірибені жасау үшін басқа денелердің бәріне бірдей күшпен әсер ететін денені тавдап алу қажет. Мұндай дене серпімді серіппе болып табылады. Мүнда серпімділік күшінің тамаша қасиеті сол, ол күш тек серіппенің қаншалықты созылғанына немесе сығылғанына ғана тәуелді.

Әсер етуші күш біреу ғана болғандықтан ол күшпен барлық денелерге әсер еткенде, оның әсерін сипаттайтын қандайда бір шама болуы керек. Енді соны анықтайық:

 

1-тәжірибе. Массасы кішкеие арбашаларға серіппенің бір үшын бекітіп, екіиші үшын блок арқылы асылған жүгі бар жіпке бекітеміз. Жерге тартылу салдарынан жүк төмен қарай қозғалады да серіппені Д/ үзындыққа созады (7,а-сурет). Д/ үзындыққа созылған серіппе енді арбаға әсер етеді де, оған үдеу береді. Бүл ‘а үдеуді стробоскопиялық әдіспен өлшеп алуға болады.

Тәжірибені енді одан ары  күрделеңдіріп, массасы тағы да сондай арбаша алып, екеуімен осы тәжірибені қайта жасаймыз. Серіппе ұзындыққа созылу үшін ілінетін жүкті басқаша аламыз да, үдеуді стробоскопиялық әдіспен өлшейміз

Өлшеудің қорытындысы еңці үдеу а/2-ге тең екенін көрсетеді (7,ә-сурет). Осылайша 3,4,5 арбаша алсақ та үдеудің шамасы а/ 3; а / 4; а / 5 –ке тең екенін көруге болады.

Осыдан шығатын қорытынды: арбашаның массасын қанша арттырсақ, масса мен үдеудің көбейтіндісі тұрақты шама болып калады.

Біз қарастырған тәжірибеден, денелерге тұрақты күшпен әсер еткенде алатын үдеуі осы денелердің массасына кері пропорционал болады.

2-тәжірибе. Енді массалары әр түрлі денелерге серіппе арқылы центрге тартқыш үдеу береміз, ол үшін центрден тепкіш машинаны пайдалануға болады (8,а-сурет).

Ол үшін алюминийден жасалған массасы М денені центрден тепкіш машинаның шыбығына орнатып, серіппенің бір ұшын машинаның А нүктесіне, екінші ұшын денеге бекітіп айналдырамыз (8,6-сурет). Онда массасы М дене серіппені соза отырып, А нүктесіне қашықтап серіппе бойымен сырғып айналдыру нүктесінеи қашықтыққа орын ауыстырады. Массасы М денеге әсер ететін центрге тартқыш үдеу шеңбердің радиусы бойымен центрге бағытталады.

Центрге тартқыш үдеудің модулі мынаған тең (ол кинематика бөліміңде, дененің айналу периоды мен жиілігі тақырыбын өткенде қорытылған);, мүндағы – айналу жиілігі, – дене қозғалып жүрген шеңбердің радиусы. Біз мен -ді өлшеп, үдеудің мәнін табамыз.

Енді алюминий денені көлемі сондай болат денемен алмастарып, тура сондай қашықтыққа созылатындай етіп айналу жиілігін таңдап алсақ, онда үдеудің шамасы үш есе аз екендігін көруге болады.

Ескерту: Болаттан жасалған дененің массасы, алюминийдікінен үш есе көп. Болат денеге әсер ететін күш те сондай болады.

Тәжірибе болат цилиндрдің үдеуі, алюминийге қарағанда, үш есе аз болатынын көрсетеді. Демек, екі дене үшін де та көбейтіндісі тұрақты болады. Баяндалған тәжірибелер Ньютонның екінші заңын тұжырымдауға мүмкіндік береді.

Ньютонның екінші заңы: Денеге осер етуші куші деиенің массасы мен оған сол куш беретін үдеудің көбейтіндісіне тең. Ньютонның екінші заңы математикада формуласымен өрнектеледі, мүндағы Ғ– күш модулі.

Күш және – векторлық шамалар болғандықтан, Ньютонның екінші заңын өрнектейтін формуланы векторлық түрде жазуға болады:

.

Күштің денеге беретін үдеуі мына формуламен анықталады:

.

Ныотонның екінші заңын өткеннен кейін бекітуге мынандай қорытындыларды қарастыра отырып, мысалдар келтіріп және есептер шығару керек.

1) өрнегі барлық күш үшін дүрыс.

2) Үдеудің бағыты әрдайым күш бағытымен бірдей, ал жылдамдықтың бағыты мен күштің бағыты әртүрлі болады.

а) және бағыттас болғанда, қозғалыс түзу сызықты және жылдамдықтың модулі артады.

ә) және бағыттары қарама-қарсы болса, онда қозғалыс түзу сызықты, ал жылдамдықтың модулі кемиді.

б) және бағытгары перпендикуляр, мұндайда дене шеңбер бойымен қозғалады.

3) Денеге түсірілген барлық күштердің геометриялық қосындысына тең болатын күш тең әсерлі күш деп аталады.

 

Ньютонның үшінші заңы

 

Әдістемелік құралдарда Ньютонның үшінші заңын баяндаудың бірнеше әдістері қарастырылған. Соның ішінде негізгі екі әдісі бар: дедуктивтік және индуктивтік. Бірінші жағдайда теориялық жолмен негізделеді, ал содан кейін оны тәжірибеде илюстрациялап көрсетеді. Екіншісінде тәжірибе арқылы оқушылар заңның тұжырымдамасына келеді, содан кейін оны теориялық жолмен негіздейді.

Оқушылар арбалардың өзара әсерлесуін көрсететін тәжірибесінен массаларды өлшеу тәсілін қарастырғанда қатысының қалай алынатынын біледі. Осыдан . Өзара әсерлесу кезінде екі дененің де алған үдеулері қарама-қарсы жаққа кіғытталғандықтанбылайжазуғаболады: т}а} –тгаг.

Ньютонның екінші заңы бойынша тең.

Осыны ескере отырып, теңдігін аламыз. Бұл теңдік Ньютонның ІІІ-заңын өрнектейді. Бұл заң былай айтылады: әсерлесу кезінде денелер бір-біріне бір түзудің бойымен бағытталган, модулі жағынан өзара тең және бағыттары қарама-қарсы болатын күштермен әсерлеседі.

және күштері әртүрлі денелерге түсірілгенін атап айту керек және сондықтан да олар тең әсерлі күш бола алмайды,

Осы арада тәжірибелер көрсетуге болады. Қазіргі кезде Ньютонның үшінші заңының дұрыстығын дәлелдейтін көптеген сенімді және көрнекі демонстрациялық тәжірибелер бар. Олар әдістемелік оқу құралдарында сипатталған.

Олардың ішінен неғүрлым тиімдісін және көрнекі, дәл орындалатынын таңдап алу керек. Мысалы: мектептер үшін жеңіл қозғалатын арбалармен не қолдан жасалған арбалармен тәжірибе. Оқулықта серіппемен жалғастырылған, өзара әсерлесетін арбашалармен жүргізілетін ең көрнекі және тиімді тәжірибелердің бірі сипатталған.

1) Екі табақша динамометрді жалғастырып, қолмен екі жағынан тартып, олардың бірдей күш көрсететіндігін-демонстрациялауға болады, тақтаға екі оқушы шақырып та тәжірибені жалғастырамыз, екі жаққа екеуі тартқанда да немесе біреуі тартса да динамометрдің көрсетуі бірдей болатындығын түсіндіреміз.

Ньютонның үшінші заңын түсінуге арқан тарту, арба немесе шанаға жегілген ат қозғалысы сияқты дәстүрлі мысалдарды талдау үлкен көмегін тигізеді. Талдау кезінде басшылыққа алатын негізгі әдістемелік идея мынада: күрделі жүйені Ныотонның ІІІ-ші заңы бойынша өзара әсерлесіп тұрған денелер жұптарына жіктей білу, күштердің түсу нүктелерін анықтай алу.

Динамика бөлімін оқып-үйренуді аяқтаған кезде шығатын қорытынды: масса инерциялы санақ жүйелерінде инвариантты; күш инерциялы санақ жүйелеріне байланысты емес, себебі ол әсерлесетін денелердің арақашықтығына немесе салыстырмалы жылдамдыққа байланысты; Ньютон заңдары барлық инерциялы санақ жүйелерінде бірдей орындалады. Бұл Галилейдің салыстырмалы принципін тұжырымдауына мүмкіндік береді.