ФІЗИКА. 7 КЛАС

Урок 60 Прості механізми. Важіль. Момент сили. Умови рівноваги важеля

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Продивіться відео

https://www.youtube.com/watch?v=RDoHKQ6w9QU

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Прості механізми

На будівництві, на виробництві, на відпочинку – скрізь ми потребуємо допомоги. Нас оточують пристрої, які працюють за рахунок електроенергії, за рахунок згоряння палива, але так було не завжди. Раніше всю роботу можна було виконати тільки руками, або за допомогою тварин. Наші сили обмежені і це проблема. Ми не можемо за один раз перенести тонну цегли. Не можемо руками вкрутити шуруп у дерево. Саме тому, з часом, людина винайшла прості механізми, які допомагають полегшити виконання роботи.

Прості механізми – це пристрої, призначені для перетворення сили, у яких робота здійснюється за допомогою механічної енергії.

Прості механізми переважно застосовують для того, щоб мати виграш у силі, тобто збільшити силу, яка діє на тіло, у кілька разів, або змінити напрямок прикладеної сили. До простих механізмів належать: важіль, блок, коловорот, похила площина, клин і гвинт. У побуті використовується величезна кількість більш складних пристроїв (викрутка, консервний ніж, пінцет, ножиці тощо), але вся їх різноманітність насправді є прототипами самих простих механізмів. Будь-які складні механізми, як, наприклад, крани, бульдозери, потяг, літак, пральна машина завжди складається з простих механізмів.

2. Важіль

Сьогодні на уроці ми познайомимось із таким простим механізмом як важіль.

Важіль – це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої точки опори.

Із застосуванням важелів ми зустрічаємось повсякчасно. Обценьки, плоскогубці та багато інших інструментів теж працюють за принципом важелів. Важелі – складова частина багатьох складних механізмів і машин: гойдалки на дитячих майданчиках, кермо і педалі велосипеда й автомобіля, стріла підіймального крана, штурвал літака – усе це важелі або їх різновиди.

Говорячи про важіль, застосовують такі поняття, як точка прикладання сили, вісь обертання, лінія дії сили та плече сили. 

Характеристики важеля:

Точки прикладання сили – це точки, у яких на важіль діють інші тіла, наприклад, людина, вантаж.

Вісь обертання – пряма, що проходить через точку опори важеля , навколо якої він може вільно обертатися.

Лінія дії сили – це лінія, уздовж якої напрямлена сила, прикладена до важеля.

Плече сили (  і ) – найкоротша відстань від осі обертання (точки опори ) до лінії дії сили. Щоб визначити плече сили, необхідно з точки опори провести перпендикуляр до лінії дії сили.

3. Умова рівноваги важеля

🤔 За якої умови важіль перебуватиме в рівновазі?

Визначимо, за якої умови важіль перебуває в рівновазі.

Підвісимо, наприклад, зліва від осі обертання на відстані  тягарець вагою . Справа від осі обертання підвісимо тягарці загальною вагою  і пересуватимемо гачок, доки важіль не буде зрівноважено. Це відбудеться, коли тягарці загальною вагою  займуть положення на відстані  від осі обертання.

Правило важеля встановив давньогрецький учений Архімед. За легендою, саме йому належать слова: «Дайте мені точку опори – і я переверну Землю». Звичайно, Архімед не зміг би здійснити свій намір, якби йому і дали точку опори та важіль потрібної довжини. Піднімаючи Землю всього на 1 см, довге плече важеля описало б дугу величезної довжини. Для переміщення довгого кінця важеля при цьому шляху, наприклад зі швидкістю 1 м/с, потрібно було б мільйони років.

Важіль дає виграш у силі в стільки разів, у скільки плече однієї сили довше, ніж плече другої сили (у скільки разів виграється в силі, у стільки разів програється у відстані).

4. Момент сили

З того часу як Архімед установив правило важеля, ним користувалися у первісному вигляді майже 1900 років. І лише в 1687 році французький вчений П'єр Варіньон надав йому більш загальної форми та для характеристики обертальної дії ввів фізичну величину момент сили. Ця величина потрібна, аби встановити умови, за яких тіло перебуватиме в рівновазі, коли на нього діє декілька сил (більше двох).

Момент сили – фізична величина, яка дорівнює добутку сили, що діє на тіло, на плече цієї сили.

Одиниця моменту сили в СІ – ньютон-метр:

Сила 1 H створює момент сили 1 H·м, якщо плече сили дорівнює 1 м.

5. Правило моментів

Умова рівноваги важеля під дією двох обертальних сил: важіль перебуває в рівновазі, якщо момент сили, яка обертає важіль проти ходу годинникової стрілки, дорівнює моменту сили, яка обертає важіль за ходом годинникової стрілки.

🤔 Що робити, якщо на плечі важеля діє декілька сил?

Підвісимо, наприклад, зліва від осі обертання на відстані  тягарці загальною вагою . Під дією сили  важіль почне обертатися проти годинникової стрілки. Щоб компенсувати обертальну дію сили , до другого кінця важеля підвісимо тягарець вагою  на відстані  від осі обертання. Сила  обертає важіль за годинниковою стрілкою. Побачимо, що рівноваги важеля (його горизонтального положення) ще не досягнуто. Щоб домогтися рівноваги важеля, необхідно підвісити ще один тягарець вагою  і пересуватимемо гачок, доки важіль не буде зрівноважено. Це відбудеться, коли тягарець вагою  займе положення на відстані  від осі обертання. Сила  обертає планку за годинниковою стрілкою.

Розглянутий приклад дозволяє сформулювати загальну умову рівноваги тіла, що має закріплену вісь обертання.

Умова рівноваги важеля (правило моментів):

Важіль перебуває в рівновазі, якщо сума моментів сил, які обертають важіль проти ходу годинникової стрілки, дорівнює сумі моментів сил, які обертають важіль за ходом годинникової стрілки.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Чому серединою ножиць легше різати міцний картон, ніж їх кінцями?

Це дає можливість зменшити силу, що прикладається до ручок ножиць.

2. В якому місці дверей розташовують ручку, щоб двері було легше відкривати?

Ручку розташовують ближче до краю дверей, щоб збільшити плече сили і цим полегшити відчинення дверей.

5. Пі час роботи із лабораторним важелем, одне плече важеля дорівнювало 25 см, при цьому на нього діяла сила 1 Н, а на друге – 4 Н. На якій відстані від точки обертання важеля знаходиться точка прикладання другої сили, щоб він знаходився у рівновазі?

6. На малюнку зображений важіль. Вага вантажу 2 дорівнює 80 Н. Якою є маса вантажу 1?

7. Двоє учнів, готуючись до уроку фізики з теми «Важіль» самотужки досліджували умови рівноваги. На кінці важеля поставили  стаканчики з кульками масами 300 г і 100 г. На якій відстані від середини важеля вони розмістили опору, щоб важіль був у рівновазі. Довжина важеля 48 см.

8. Мати з батьком вирішили погойдати сина на гойдалці. На якій відстані від центру О гойдалки треба посадити сина масою 25 кг, щоб вона була у рівновазі, при умові, що батько і мати сидять на краях гойдалки з рівними плечима? Маси батька і матері відповідно 75 і 65 кг. Довжина всієї гойдалки 5 м.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Що таке важіль? Наведіть приклади застосування важеля.

2. Дайте означення плеча сили.

3. Якою рівністю записують правило важеля?

4. Чи завжди важіль застосовують для отримання виграшу в силі? Наведіть приклади.

5. Дайте означення моменту сили. Якою є одиниця моменту сили в СІ?

6. Сформулюйте правило моментів.

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 39,  с. 230 Вправа № 39 (1, 5) +доповідь, важіль в організмі людини, тварини чи комахи.

Урок 59 Розв’язування задач

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Продивіться відео

https://www.youtube.com/watch?v=E883-jJHXAM

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

2. Визначте, як зміниться кінетична енергія тіла, якщо його швидкість руху зменшиться в 4 рази?

Кінетична енергія залежить від квадрату швидкості, відповідно до математичного запису цієї залежності . Отже, якщо швидкість руху зменшиться в 4 рази, то значення кінетичної енергії зменшиться в 42 раз, тобто у 16 раз.

3. Визначте, як зміниться потенціальна енергія тіла, якщо його висота над поверхнею збільшиться у 3 рази?

Потенціальна енергія тіла прямо пропорційна до висоти тіла відносно нульового рівня . Отже, якщо висота над поверхнею збільшиться у 3 рази, то значення потенціальної енергії тіла, піднятого над поверхнею збільшиться також у 3 рази.

4. Під час гри регбі Марічка підкинула вгору м’яч масою 0,3 кг зі швидкістю 10 м/с. Яка кінетична і потенціальна енергія м’яча на висоті 3 м?

5. Яблуко, маса якого 200 г, вільно падає з висоти 6 м. На якій висоті кінетична енергія дорівнює потенціальній?

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 40 ,  с. 237 Вправа № 40 №1

Урок 58 Закон збереження і перетворення механічної енергії

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Перетворення одного виду енергії в інший

Ви напевно знаєте, хто такі скейтбордисти, а можливо вони є і серед вас. В багатьох містах існують скейт-парки з відповідним покриттям і серією деяких перешкод, на яких скейтбордисти виконують свої трюки.

🤔 Чи відбувається зміна потенціальної та кінетичної енергій під час виконання трюків скейтбордистом?

Розглянемо рух скейтбордиста докладніше. Вважатимемо, що покриття якісне, гладеньке, тому під час руху на скейті, тертям можна знехтувати. За нульовий рівень оберемо найнижче положення скейтбордиста (рівень землі).

У нашому спостереженні в положенні 1 скейтбордист розпочинає свій рух і перебуває на найбільшій висоті, отже, в положенні 1 скейтбордист має найбільшу потенціальну енергію . В цьому ж положенні 1 скейтбордист  ще не рухається, тому його швидкість дорівнює нулю, тому і кінетична енергія дорівнює нулю .

Розглянемо положення 2 скейтбордиста. Під час руху з певної висоти швидкість скейтбордиста поступово збільшується, відповідно зростає його кінетична енергія . Потенціальна ж енергія  скейтбордиста зменшується, адже зменшується висота , на якій перебуває скейтбордист.

У положенні 3 скейтбордист перебуває у найнижчому положенні, тому його потенціальна енергія дорівнює нулю , а швидкість набуває максимального значення, як і значення  кінетичної енергії .

За рахунок запасу кінетичної енергії скейтбордист продовжує рух, піднімаючись усе вище, внаслідок чого зростає його потенціальна енергія. Натомість швидкість руху скейтбордиста зменшується, відповідно зменшується його кінетична енергія.

Нарешті скейтбордист на мить зупиниться в положенні 4 – на висоті . Кінетична енергія скейтбордиста перетвориться на нуль, а потенціальна енергія сягне найбільшого значення.

2. Закон збереження і перетворення механічної енергії

Таким чином, під час руху скейтбордиста по траєкторії його енергія весь час перетворюється з одного виду на інший на якісному рівні, тобто потенціальна в кінетичну і навпаки.

🤔 А що можна сказати про кількісне значення повної механічної енергії в усіх положеннях спортсмена?

Розрахунки значень повної механічної енергії в положеннях скейтбордиста 1, 2, 3, 4 мають однакові значення . На основі цього прикладу можемо сформулювати закон збереження і перетворення механічної енергії.

Закон збереження і перетворення механічної енергії:

В замкнутій системі тіл* механічна енергія нікуди не зникає і нізвідки не виникає, вона лише перетворюється з одного виду на інший і є величиною сталою.

3. Повна механічна енергія в незамкненій системі тіл

🤔 Чи буде справджуватися закон збереження і перетворення механічної енергії на прикладі руху скейтбордиста, якщо тертям знехтувати не можна?

Закон збереження і перетворення механічної енергії справджується лише у випадках, коли немає втрат механічної енергії, зокрема за умови відсутності тертя. Якщо в системі існує тертя, то механічна енергія (або її частина) перетворюється на внутрішню. Поверхня, по якій рухається спортсмен, може бути не ідеально гладенькою, тому під час руху скейтбордист буде втрачати енергію через тертя. Тертя, в свою чергу, буде впливати на зміну внутрішньої енергії тіл, що взаємодіють між собою. І, як наслідок,  скейтбордист не зможе піднятися на таку саму висоту, з якої почав рух.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Які перетворення енергії відбуваються під час стрільби з лука?

Потенціальна енергія деформованого лука перетворюється у кінетичну енергію руху стріли.

2. Навіщо спортсмен перед стрибком у висоту з жердини розбігається?

Щоб набути якнайбільшої кінетичної енергії, яка при стрибку у висоту перетворюється у потенціальну.

3. Під час максимального відхилення нитяного маятника, він має потенціальну енергію рівну 550 Дж. Маятник відпускають і він починає рухатися. Якою буде потенціальна енергія маятника під час наближення до положення рівноваги, якщо кінетична енергія складає 235 Дж?

4. З якої висоти відносно Землі впав з пальми кокос масою 1500 г, якщо його кінетична енергія в момент удару об Землю складала 450 Дж?

5. З якою швидкістю хлопчик підкинув м’яч масою 0,5 кг вгору, якщо при максимальному піднятті м’яч набув потенціальної енергії 100 Дж?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Наведіть приклади перетворення потенціальної енергії тіла на кінетичну і навпаки.

2. Сформулюйте закон збереження механічної енергії. За яких умов виконується закон збереження механічної енергії?

3. Наведіть приклади, коли повна механічна енергія не зберігається. Чи порушується при цьому закон збереження та перетворення енергії?

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 42, 43, 44 с. 247 вправа №43 №1-2

ВИКОНАТИ ТЕСТ : 

Завдання необхідно виконати до 27 квітня 10:00 год

Код доступу 9322203 використайте цей код,  відкривши посилання

join.naurok.ua

Або перейдіть за  посиланням:

https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=9322203

Урок 57 Механічна енергія. Потенціальна і кінетична енергії тіла

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Механічна енергія

Для того, щоб сани з’їхали з гори, їх потрібно туди затягнути. З гори вони будуть з’їжджати самостійно, збільшуючи швидкість. Це означає, що для того, щоб розігнати сани, потрібно їх підняти на висоту. Ніби висота переходить у швидкість. Для того щоб вивчати та описувати такі перетворення, ввели фізичну величину, яку назвали енергією. В рекламі ми можемо побачити, як у людини витрачається енергія і йому пропонують шоколадний батончик, або напій. Поняття «енергія» добре знайоме любителям комп’ютерних ігор. Виконуючи певну дію, персонаж втрачає енергію.

З курсу природознавства ви знаєте такі типи енергії: «електрична енергія», «атомна енергія», «механічна енергія». У механіці ми маємо справу з механічною енергією.

Механічна енергія – це фізична величина, яка характеризує здатність тіла (системи тіл) виконувати роботу.

Механічну енергію позначають символом  (або ). Одиниця механічної енергії в СІ – джоуль (Дж).

Розглянемо приклади:

1. Піднятий над землею камінь має механічну енергію, тобто може виконати механічну роботу, наприклад, може розколоти горіх.

2. Натягнута тятива лука має механічну енергію, якщо тятиву відпустити, то вона розпрямиться і надасть швидкості стрілі, тобто виконає механічну роботу.

3. Куля для боулінгу, яка рухається доріжкою, має механічну енергію, оскільки може виконати механічну роботу – збити кеглі.

Чим більшу енергію тіло має, тим більшу роботу воно може виконати. Під час виконання механічної роботи енергія тіла змінюється. Отже, механічна робота є мірою зміни енергії тіла.

Механічна енергія буває двох видів: потенціальна та кінетична.

2. Потенціальна енергія

Потенціальна енергія  – це енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин тіла.

Потенціальна енергія піднятого тіла

Тіло, підняте над поверхнею Землі, має потенціальну енергію, зумовлену притяганням тіла до Землі.

Потенціальна енергія піднятого на деяку висоту тіла дорівнює роботі, яку виконає сила тяжіння за час падіння тіла з цієї висоти

Потенціальна енергія пружно деформованого тіла

У пружно деформованому тілі частини тіла взаємодіють силами пружності. Якщо тіло «звільнити», то сили пружності повернуть його до недеформованого стану, виконавши механічну роботу. Отже, пружно деформоване тіло теж має потенціальну енергію.

Властивість деформованої пружини «запасати» потенціальну енергію, а потім за її рахунок виконувати механічну роботу використовують у багатьох механізмах: механічних годинниках, дверних замках, клапанах автомобільних двигунів, амортизаторах автомобілів тощо.

3. Кінетична енергія

Кінетична енергія – це енергія, яку має тіло внаслідок свого руху (від грец. «кінема» – рух). Куля для боулінгу, що котиться, автомобіль, що рухається – усі ці тіла мають кінетичну енергію.

Кінетична енергія  – це енергія, яка зумовлена рухом тіла.

Дослідами встановлено, що кінетична енергія залежить від маси і швидкості рухомого тіла. Чим з більшою швидкістю рухається тіло і чим більшу масу воно має, тим більшу роботу може виконати, а, отже, тим більша його кінетична енергія.

Кінетична енергія тіла для різних спостерігачів може бути різною, оскільки відносно них може бути різною швидкість руху цього тіла.

4. Повна механічна енергія

🤔 Чи може тіло одночасно мати потенціальну та кінетичну енергію?

Доволі часто тіло має і потенціальну, і кінетичну енергії. Наприклад, літак, що летить над землею на деякій висоті, має і потенціальну енергію (бо взаємодіє із землею), і кінетичну енергію (бо рухається).

Повна механічна енергія тіла – це сума кінетичної і потенціальної енергій тіла.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Чи можна вважати кінетичні енергії двох тіл однаковими, якщо швидкості їх руху однакові?

Не можна, бо кінетична енергія визначається не тільки швидкістю, а ще й масою.

2. Для чого, будуючи гідроелектростанцію, зводять греблю?

Щоб надати воді потенціальної енергії, а падаючи з висоти потенціальна енергія буде перетворюватися на кінетичну. Чим більше буде потенціальна енергія, тим більше буде кінетична.

3. Визначте кінетичну енергію кулі масою 8 г, що вилетіла з пістолета зі швидкістю 320 м/с.

4. Парашутист масою 70 кг відокремився від літака на висоті 3 км. Яку потенціальну енергію мав парашутист в момент стрибка?

5. Енергія пружно деформованого тіла  пружини годинника складає 490 мДж, видовження пружини дорівнює 3,5 см. Знайти жорсткість пружини.

6. Журавель масою 10 кг летить на висоті 15 м. Визначте повну механічну енергію журавля, якщо його кінетична енергія дорівнює 120 Дж.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Що таке механічна енергія? Назвіть одиницю енергії в СІ.

2. Наведіть приклади на підтвердження того, що під час виконання роботи енергія тіла змінюється.

3. Дайте означення потенціальної енергії.

4. За якою формулою визначають потенціальну енергію піднятого на висоту h тіла?

5. Чи залежить значення потенціальної енергії піднятого на висоту тіла від вибору початкового рівня відліку висоти?

6. Дайте означення кінетичної енергії тіла.

7. За якою формулою можна обчислити кінетичну енергію тіла?

8. Чому кінетична енергія того самого тіла може бути різною?

9. Дайте означення повної механічної енергії тіла.

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 42, 43, 44 с. 243 вправа №42 №1-3, виконати тест

Урок 56 Розв’язування задач

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. У скільки разів 1 МДж більший за 1 кДж?

2. Чи однакову роботу виконують і однакову потужність розвивають чоловіки однакової маси, які по сходах вибігають на одну і ту саму висоту: один за 2 хв, другий – за 1,5 хв?

Роботу хлопчики виконують однакову, а потужність у них різна, бо різний час виконання. Чим менший час виконання роботи, тим більше потужність. Тому потужність другого хлопчика більша.

3. Перше тіло, масою 3 кг, падає з висоти 2 м. З якої висоти повинно впасти друге тіло, масою 6 кг, щоб робота сили тяжіння в обох випадках була однаковою?

4. Визначте, у якому випадку сила тяжіння виконує додатну роботу:

а) автомобіль гальмує на горизонтальній дорозі;

б) скелелаз піднімається стінкою ущелини;

в) м’яч падає з гори;

г) хокейна шайба ковзає льодовим майданчиком.

5. Яку робу потрібно виконати, щоб підняти сумку вагою 45 Н на висоту 50 см?

6. Під дією сили 400 Н тіло перемістилося у напрямку дії сили на 10 м за 20 с. Якою буде потужність цієї сили?

7. При скручуванні корабельного троса довжиною 500 м, електричний двигун розвивав потужність 2 кВт. За скільки часу буде скручений трос при силі тяги 5 кН.

8. Екскаватор за 10 с піднімає ківш із ґрунтом на висоту 2,5 м. Маса ковша 50 кг. Об’єм ґрунту у ковша – 0,5 м3. Густина ґрунту – 1500 кг/м3. Яку потужність розвиває екскаватор?

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 37-38, с.226  Вправа № 38 ( № 1,2)

Урок 55 Механічна робота. Одиниці роботи. Потужність

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Механічна робота

🤔 Що ви розумієте під словом «робота»?

Слово «робота» ми часто використовуємо у побутовій мові, маючи на увазі виконання певних дій – фізичних або розумових. Наприклад, робота у школі, робота будівельника, робота тесляра, робота телевізора, робота двигуна, робота піднімального крана.

🤔 Що мають на увазі фізики, коли говорять про роботу?

У фізиці поняття роботи набуває наукового змісту – це фізична величина, яку можна якісно і кількісно оцінити, крім того, розглядається перш за все механічна робота.  Термін механічна робота (або робота сили) використовується лише тоді, коли тіло змінює своє положення в просторі під дією сили. Наприклад, людина, піднімаючи вантаж, виконує механічну роботу, трактор виконує механічну роботу, коли везе причеп. Робота виконується і тоді, коли сила, діючи на тіло (наприклад, сила тертя), зменшує швидкість його руху. А от у випадку, коли ми намагаємося зрушити з місця шафу, прикладаємо силу, але руху немає, то при цьому механічна робота нами не виконується.

🤔 Від чого залежить значення виконаної механічної роботи?

Чим більша сила діє на тіло, тим більшою є виконана цією силою механічна робота. Чим більший шлях пройде тіло під дією сили, тим більшу механічну роботу виконає ця сила.

Значення механічної роботи залежить від значення сили, що діє на тіло та шляху, який подолало тіло, рухаючись у напрямку цієї сили.

Механічна робота – це фізична величина, яка характеризує зміну положення тіла під дією сили і дорівнює добутку сили на шлях, подоланий тілом у напрямку цієї сили.

Одиниця роботи в СІ – джоуль (Дж); названа так на честь англійського вченого Джеймса Джоуля (1818-1889).

1 Дж дорівнює механічній роботі, яку виконує сила 1 Н, переміщуючи тіло на 1 м у напрямку дії цієї сили:

🤔 Яких значень може набувати механічна робота?

Як ви знаєте, сила має напрямок – це векторна величина. А от робота сили напрямку немає, тобто робота є величиною скалярною. Робота може бути додатною, від’ємною або дорівнювати нулю – залежно від того, куди напрямлена сила відносно напрямку руху тіла.

2. Потужність

🤔 Хто із чоловіків швидше підніме на третій поверх коробку?

За допомогою ліфта цю роботу можна виконати за кілька секунд. Людина, згинаючись від такої ноші, зійде сходинками за кілька хвилин. Чоловіки здійснять одну і ту саму роботу, але за різний час.

Отже, різним виконавцям для здійснення тієї самої роботи потрібен різний час. Для характеристики швидкості виконання роботи використовують фізичну величину потужність.

Потужність – це фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи і дорівнює відношенню виконаної роботи до часу, за який цю роботу виконано.

Одиниця потужності в СІ – ват:

Ця одиниця дістала свою назву на честь британського інженера та винахідника-механіка Дж. Ватта (1736-1819).

1 Вт дорівнює потужності, за якої протягом 1 с виконується робота 1 Дж:

Як одиницю потужності Джеймс Ватт запровадив кінську силу. Цю одиницю й зараз використовують у техніці:

Наведемо значення потужностей двигунів деяких технічних засобів:

• Мотоцикли – 11-230 кВт (15-312 к.с.);

• Легкові автомобілі – 37-1000 кВт (50-1360 к.с.);

• Вантажні автомобілі – 35-2940 кВт (48-4000 к.с.);

• Трактори – 45-410 кВт (61-557 к.с.);

• Гелікоптери – 425-8380 кВт (578-11400 к.с.);

• Літак АН-225 «Мрія» (1 двигун) – 9190 кВт (12500 к.с.);

🤔 Як визначити потужність транспортного засобу?

Потужність транспортного засобу, наприклад, автомобіля, зручно виражати не через роботу й час, а через силу й швидкість. Припустимо, що треба визначити потужність транспортного засобу, який рухається з незмінною швидкістю , а його двигун створює силу тяги .

Отриманий результат має велике значення в різних виробничих процесах. Наприклад, можна розрахувати, якою має бути потужність автомобільного двигуна, щоб на певних ділянках дороги (з різною силою опору), він мав необхідну швидкість. Формула показує, що при одній і тій самій потужності, але при меншій швидкості, сила має бути більшою. Тому при проходженні важких ділянок шляху коробку передач автомобіля перемикають на меншу швидкість.

Ця формула також використовується при розрахунках миттєвої потужності транспортного засобу, навіть якщо швидкість змінюється.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Чи виконує механічну роботу людина, коли натискає на стіл, що не зрушує з місця?

Робота не виконується, бо стіл не рухається під дією прикладеної сили.

2. Хлопчик та дівчинка почергово возять на санях один одного по горизонтальній площадці. Хто з них виконує більшу роботу, якщо маса хлопчика 40 кг, а дівчинки 50 кг?

Більшу роботу виконує хлопчик, бо він прикладає більше зусилля.

3. При переміщенні бруска на відстань 50 см динамометр показував силу 4 Н. Яка величина виконаної при цьому роботи?

4. Яку роботу потрібно виконати, щоб пакунок з продуктами масою 7 кг підняти на стіл висотою 1,5 м?

5. Потужність двигуна газонокосарки 600 Вт. Яку роботу вона виконає за 15 хв?

6. Автомобіль рухається дорогою зі швидкістю 144 км/год. Визначте силу тяги двигуна, якщо він розвиває потужність 80 кВт.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Дайте означення механічної роботи.

2. Назвіть одиницю роботи в СІ і дайте її означення.

3. У яких випадках механічна робота є додатною? від’ємною? дорівнює нулю?

4. Дайте означення потужності.

5. Назвіть одиницю потужності в СІ і дайте її означення. Яку позасистемну одиницю потужності ви знаєте?

6. Як визначити потужність, яку розвиває тіло, якщо відомі сила, що діє на тіло, і швидкість руху тіла?

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 37-38,  с. 223 Вправа № 37 (  №1,2)

Урок 54 Захист навчальних проєктів з теми «Взаємодія тіл. Сила.»

Мета уроку:

Навчальна. Визначити рівень оволодіння знаннями за темою, обраною для навчального проєкту в межах теми «Тиск. Закон Архімеда. Плавання тіл».

Розвивальна. Розвивати уміння правильно розподіляти час; самостійність у навчанні; вміння самостійно застосовувати правила, закони.

Виховна. Виховання дисципліни, чесності, відповідальності.

Тип уроку: урок контролю та корекції навчальних досягнень.

Обладнання: презентації проєктів, моделі, установки.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Орієнтовні критерії оцінювання навчального проєкту

1.   Актуальність -1 бал.

2.   Оформлення роботи (паперові носії) - 2 бали.

3.   Достовірність - 1 бал.

4.   Науковість - 2 бали.

5.   Представлення - 2 бали.

6.   Презентація (малюнки) - 2 бали.

7.   Обговорення - 2 бали.

II. ЗАХИСТ ПРОЄКТІВ

Орієнтовні теми

1. Інертність як причина порушення правил дорожнього руху. Гальмівний шлях автомобіля.

2. Шкода і користь сили тертя.

3. Повітряна оболонка Землі. Атмосферний тиск і його застосування. Вплив атмосферного тиску на самопочуття людини.

4. Гідравлічні машини і механізми: гальма автомобіля, насоси, амортизатори тощо.

5. Фонтани природні та штучні.

6. Досягнення українських конструкторів у повітроплаванні та літакобудуванні.

Додаткові теми

1. Інертність у техніці та побуті.

2. Еволюція важільних терезів.

3. Ґ. Ґалілей, І. Ньютон. Відкриття законів механіки.

4. Що таке тверде мастило?

5. Чи заважатиме невагомість у повсякденному житті?

6. Без сили тертя немає життя.

7. Способи збільшення та зменшення тертя в живій природі.

8. Як зменшити опір повітря.

9. Життя і досягнення Блеза Паскаля.

10. Демонстрація сили тиску атмосферного повітря: дивовижний дослід бургомістра Маґдебурґа Отто фон Ґеріке.

11. Гідравлічні машини.

12. Гальма автомобіля як гідравлічна машина.

13. Глибини, підкорені аквалангістами. Заходи безпеки під час підкорення морських глибин.

14. Апарати для вивчення морських і океанських глибин.

15. Легенди й міфи про життя Архімеда.

16. Склад атмосфери й атмосферний тиск на планетах Сонячної системи.

17. Історія польотів на повітряних кулях.

18. Від повітряної кулі до сучасних літаків.

19. Від стародавніх вітрильників до сучасних океанських лайнерів.

20. Видатний конструктор українського походження І.І. Сікорський.

21. Інтернет-дирижаблі.

IІІ. ПІДСУМОК УРОКУ

Орієнтовне оформлення проєкту (паперові носії та презентація)

1.       Назва проєкту.

2.       Тип проєкту.

3.       Керівник проєкту (вчитель).

4.       Виконавці проєкту.

5.       Проблема.

6.       Мета.

7.       Очікуваний результат (для дослідження).

8.       Завдання проєкту.

9.       Хід роботи.

10.  Висновки.

11.  Використані джерела інформації.

ІV. Домашнє завдання

Оформити творчу роботу у вигляді презентації, доповіді, конспекту, малюнків тощо відправити на н.з. не пізніше 13.04

Орієнтовні теми

1. Інертність як причина порушення правил дорожнього руху. Гальмівний шлях автомобіля.

2. Шкода і користь сили тертя.

3. Повітряна оболонка Землі. Атмосферний тиск і його застосування. Вплив атмосферного тиску на самопочуття людини.

4. Гідравлічні машини і механізми: гальма автомобіля, насоси, амортизатори тощо.

5. Фонтани природні та штучні.

6. Досягнення українських конструкторів у повітроплаванні та літакобудуванні.

Додаткові теми

1. Інертність у техніці та побуті.

2. Еволюція важільних терезів.

3. Ґ. Ґалілей, І. Ньютон. Відкриття законів механіки.

4. Що таке тверде мастило?

5. Чи заважатиме невагомість у повсякденному житті?

6. Без сили тертя немає життя.

Урок 53 Контрольна робота № 4 з теми «Тиск. Закон Архімеда. Плавання тіл»

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ

1. Виберіть умову занурення тіла в рідину. (1 бал)

а) сила тяжіння менше сили Архімеда;

б) густина однорідного тіла менше за густину рідини;

в) сила тяжіння більша сили Архімеда;

г) густина однорідного тіла рівна густині рідини.           

2. Одиниця вимірювання в СІ густини: (1 бал)

а) г/м3;            б) кг/м3;          в) м3/кг;          г) г/см3.

3. Тиск твердого тіла на поверхню визначається за формулою: (1 бал)

4. Подайте в паскалях тиск 20 мм рт. ст. (1 бал)

5. (ЗАДАЧА) Визначте тиск меду на дно діжки, заповненої до країв, якщо висота діжки дорівнює 0,055 м. Густина меду 1420 кг/м3. (1 бали)

6. (ЗАДАЧА) На алюмінієвий брусок, повністю занурений у воду, діє сила Архімеда 27 Н. Обчисліть об’єм зануреного тіла.  Відповідь подати у см3.(2 бал)

7. (ЗАДАЧА) За допомогою гідравлічного пресу, площі циліндрів якого відрізняються в 100 раз, потрібно підняти вантаж вагою 250 кН. Яку силу потрібно прикласти до меншого поршня? (2 бали)

8. (ЗАДАЧА) Яку силу потрібно прикласти, щоб утримати під водою залізний сейф масою 156 кг? Густина заліза дорівнює 7800 кг/м3. (3 бали)

IІІ. ПІДСУМОК УРОКУ

ІV. Домашнє завдання

Повторити вивчений матеріал., виконати к.р. відправити на н.з. не пізніше 13.04

Урок 52 Узагальнення та систематизація знань з теми «Тиск. Закон Архімеда. Плавання тіл»

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Узагальнити та систематизувати знання учнів на основі аналізу відповідних таблиць і схем, поданих у рубриці «Підбиваємо підсумки розділу 3 “Взаємодія тіл. Сила”» підручника.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Чим менша густина тіла (при ) у порівнянні з густиною рідини, тим:

а) тіло глибше занурюється в воду;

б) менша виштовхувальна сила;

в) більша частина тіла розміщена над водою;

г) менша сила тяжіння тіла;

д) легше втопити тіло.

варіант (а) не підходить, бо, якщо густина тіла менша за густину тіла, то тіло не  буде глибше занурюватися, а навпаки – більше спливати;

варіант (б) також не правильний, бо виштовхувальна сила залежить від густини рідини та об’єму зануреної частини, при сталій масі -  зменшення густини призведе до збільшення об’єму, а, отже, до збільшення виштовхувальної сили;

варіант (д) не правильний, бо, чим менше густина тіла, тим буде важче втопити тіло, бо буде зростати виштовхувальна сила;

варіант (в) правильний, бо збільшується виштовхувальна сила при сталій силі тяжіння приведе до збільшення частини тіла, що буде розміщена над водою.

2. Виберіть найбільше значення тиску: 740 мм рт. ст.; 1 атм; 150 кПа.

Найбільше значення тиску 150 кПа

3. По болотистому ґрунту пройшов всюдихід, тиск якого на ґрунт дорівнював 30000 Па. Визначте, чи пройде по цій дорозі трактор масою 7 т, якщо площа однієї гусениці дорівнює 0,7 м2.

4. У ліве коліно сполучених посудин налито воду, а в праве – гас. Висота стовпа води 25 см. Визначте висоту стовпа гасу.

5. Площа великого поршня гідравлічного домкрата 750 см2. Яку площу повинен мати малий поршень, щоб, діючи на нього силою 80 Н, можна було підняти вантаж масою 1 т.

6. Скляна пластинка масою 150 г занурена у воду на одну третину свого об’єму. Визначте архімедову силу, що діє на пластинку.

7. Оболонку аеростата об’ємом 400 м3 заповнено воднем. Маса оболонки дорівнює 50 кг. Визначте підіймальну силу аеростата.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 36 с. 217 тести №7-9

Урок 51 Судноплавство та повітроплавання

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Судноплавство

🤔 Чому сталевий брусок тоне у воді, а сталеві судна плавають?

Густина сталі набагато більша від густини води, тому сталевий брусок тоне у воді відповідно умов плавання.

По воді плавають величезні, багатотонні судна. Розберемо, за якої причини? Для плавання на поверхні води, за умовою плавання тіл, потрібно, щоб сила тяжіння була зрівноважена виштовхувальною силою. Будь-яке судно (човен, корабель) занурюється у воду частково.  Тобто, у нього є надводна та підводна частини. Занурена частина судна витісняє води достатньо, щоб архімедова сила зрівноважила силу тяжіння, яка діє на судно. Іншими словами, середня густина судна за рахунок повітря всередині нього набагато менша від густини води. Тому судно плаває на поверхні води, лише трохи занурюючись.

Середня густина суден набагато менша за густину води, тому судна плавають на її поверхні, занурюючись на відносно невелику частину свого об’єму.

Характеристики суден:

Осадка – це глибина, на яку занурюється судно у воду.

Осадка судна змінюється залежно від навантаження судна та від того, в річковій чи морській воді воно перебуває. Зрозуміло, що судно не можна перевантажувати.

Ватерлінія – це лінія на корпусі судна, що позначає його максимально допустиму осадку, за якої судно може безпечно плавати.

Коли судно повністю навантажене, то воно занурене у воду врівень із ватерлінією.

Повна водотоннажність судна – це вага води, яку витісняє судно, занурене до ватерлінії, тобто архімедова сила, що діє на повністю навантажене судно.

Оскільки навантажене судно плаває на поверхні води, то архімедова сила, яка діє на нього, за значенням дорівнює силі тяжіння, що діє на судно з вантажем:

Танкери для нафти мають повну водотоннажність до 5 млн кН, тобто їхня маса з вантажем сягає 500 000 т.

Якщо з повної водотоннажності виключити вагу самого судна, то отримаємо максимальну вагу вантажу, який може взяти на борт це судно, тобто визначимо вантажність судна.

Вантажність судна – максимальна вага вантажу, який судно може взяти на борт, – це різниця між повною водотоннажністю судна та його вагою.

Україна – морська держава. В країні є морський і річковий флот, а також порти, що мають велике економічне значення: Одеський, Чорноморський, Південний, Миколаївський, Бердянський, Маріупольський.

2. Підводний човен

🤔 Як здійснюється рух підводних човнів?

Підводний човен може змінювати свою густину. Усередині човна є баластні цистерни; якщо туди набрати воду, то густина човна стає більшою за густину води, і він починає занурюватись. Для того щоб човен почав спливати, потрібно «продути баласт», тобто витіснити за допомогою стисненого повітря з цистерн воду за межі човна. Тоді густина човна знову стає меншою від густини води. Під водою човен, рухаючись, маневрує за допомогою керма глибини і керма поворотів, які діють подібно до крил літака.

3. Повітроплавання

🤔 Чому нейлонова тканина падає в повітрі, а повітряні кулі, виготовлені із цієї тканини, здіймаються вгору і піднімають гондоли з пасажирами?

Так як сила Архімеда діє на тіла, не тільки занурені у воду, а й у газ, то, використовуючи її дію, можна сконструювати, за аналогією з водними суднами, літальні апарати, наприклад повітряні кулі (аеростати). Для повітроплавання потрібно, щоб виштовхувальна сила була більше сили тяжіння. Повітряні шари виготовляють з міцної оболонки. Якщо взяти нейлон, а густина нейлону набагато більша від густини повітря, то нейлонова тканина буде падати в повітрі. Якщо нейлонову оболонку у формі кулі наповнити газом, густина якого менше густини повітря (гелієм, воднем), то повітряна куля здійметься в небо.

Середня густина повітряної кулі менша від густини повітря, тому виштовхувальна сила більша за силу тяжіння і куля піднімається.

Повітряна куля може піднімати у небо різні вантажі: людей, пристрої, продукти тощо.

Піднімальна сила повітряної кулі – це різниця між виштовхувальною (архімедовою) силою і силою тяжіння.

Сила тяжіння, що діє на кулю складається із сили тяжіння, що діє на газ, яким заповнена оболонка та саму оболонку.

Шарльєр – це повітряна куля, наповнена легким газом (гелієм, воднем або іншими газами).

Названий за іменем французького вченого та винахідника Жака Александра Сезара Шарля. Перший політ зробив 27 серпня 1783 року на Марсовому полі в Парижі.

Монгольф'єр – це повітряна куля, наповнена гарячим повітрям.

Монгольф'єр отримав свою назву від прізвища винахідників – братів Монгольф'є –  Жозеф-Мішеля і Жак-Етьєнна. Перший політ був здійснений у місті Анноне 5 червня 1783 року.

Оскільки густина повітря з висотою зменшується, повітряні кулі не можуть піднятися на яку завгодно висоту.

Повітряні кулі піднімаються тільки до тієї висоти, де густина повітря дорівнює середній густині кулі з вантажем.

Зараз повітряні кулі використовують для метеорологічних та інших досліджень, змагань, перевезень пасажирів, туристичних і пізнавальних подорожей.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Дирижаблі наповнюють легким газом. Чи не краще було з них викачати повітря?

Викачувати повітря з оболонки дирижабля не можна, бо величезна сила атмосферного тиску легко роздавить оболонку дирижабля.

2. У повітря запущено кулю, об’ємом 40 м3, наповнену гелієм. Визначте підіймальну силу кульки.

3. Чотири однакові повітряні кульки наповнені різними газами: воднем, азотом, вуглекислим газом і гелієм. Яка з них має найбільшу підіймальну силу?

Так як підіймальна сила – це різниця між виштовхувальною силою  і силою тяжіння, то відповідь буде визначатися тільки значенням сили тяжіння, бо виштовхувальна сила однакова на усі кульки. Значення сили тяжіння залежить від маси, а маса визначається густиною. Чим менше значення густини – тим менше значення сили тяжіння, тим більше підіймальна сила. Порівняємо густини водню, азоту, природного газу та гелію – найменше значення у водню. Отже, найбільшу підіймальну силу має кулька, наповнена воднем.

4. Водотоннажність судна, яке перевозить 4000 т вантажу при зануренні до ватерлінії, складає 60 МН. Яка маса самого судна?

5. Суховантажна баржа-майданчик зайшла в порт і була розвантажена на загальну масу 250 т. Як змінилася осадка баржі при цьому? Вважати площу перерізу баржі на рівні ватерлінії рівною 500 м2.

6. У Мюнхені досить популярними є екскурсії на плотах. Якщо пліт складається з 40 колод, а об’єм кожної з яких дорівнює 0,25 м3, то яку максимальну масу вантажу можна перевезти на плоту?  Густину дерева прийняти рівною 400 кг/м3.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Чому металеве судно плаває на поверхні води?

2. Що таке осадка судна?

3. Як максимально допустиму осадку позначають на корпусі судна?

4. Дайте означення повної водотоннажності судна, вантажності судна.

5. Як знайти піднімальну силу повітряної кулі?

6. Чим обмежена максимальна висота підняття повітряної кулі?

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 36,  с. 215 Вправа № 36 (1, 2), с.217 тести №1-6

Урок 50 Лабораторна робота № 10. З’ясування умов плавання тіла

Мета уроку:

Навчальна. Дослідним шляхом визначити умови плавання тіл.

Розвивальна. Сприяти: розвитку спостережливості, уваги, пам’яті, уяви, мислення; виробленню звички до планування своїх дій; формуванню вміння самостійно контролювати проміжні і кінцеві результати роботи; формуванню вміння організовувати своє робоче місце.

Виховна. Виховувати в учнів охайність під час проведення експерименту, дбайливе ставлення до лабораторного обладнання; виховувати учнів працювати в парах та групах.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник, набір приладів для виконання роботи.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Відео дослід  https://www.youtube.com/watch?v=s26e78soH64

https://www.youtube.com/watch?v=uMiWTVLBmYo

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 10

Тема. З'ясування умови плавання тіл.

Мета: дослідним шляхом визначити, за якої умови: тіло плаває на поверхні рідини; тіло плаває всередині рідини; тіло тоне в рідині.

Обладнання: пробірка (або невелика склянка з-під ліків) з корком; нитка (або дротинка) завдовжки 20-25 см; посудина із сухим піском; вимірювальний циліндр, до половини наповнений водою; терези з важками; паперові серветки.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, переконайтеся, що ви знаєте відповіді на такі запитання.

1) Назвіть сили, що діють на тіло, занурене в рідину.

2) За якою формулою можна визначити силу тяжіння?

3) За якою формулою можна визначити архімедову силу?

4) За якою формулою визначають середню густину тіла через масу та об’єм тіла?

2. Визначте ціну поділки шкали вимірювального циліндра.

3. Закріпіть пробірку на нитці так, щоб, тримаючи за нитку, можна було занурити пробірку у вимірювальний циліндр, а потім витягти її.

4. Згадайте правила роботи з терезами та підготуйте терези до роботи.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиць.

Дослід 1. З’ясування умови, за якої тіло тоне в рідині

1) Виміряйте об’єм води  у вимірювальному циліндрі.

2) Наповніть пробірку піском. Закрийте корок.

3) Опустіть пробірку у вимірювальний циліндр. У результаті ваших дій пробірка має опинитися на дні.

4) Виміряйте об’єм  води і пробірки; визначте об’єм пробірки:

5) Витягніть пробірку, протріть її серветкою.

6) Покладіть пробірку на терези та виміряйте її масу з точністю до 0,5 г.

Дослід 2. З’ясування умови, за якої тіло плаває всередині рідини

1) Відсипаючи пісок із пробірки, досягніть того, щоб пробірка вільно плавала всередині рідини.

2) Витягніть пробірку, протріть її серветкою.

3) Покладіть пробірку на терези та виміряйте її масу з точністю до 0,5 г.

Дослід 3. З’ясування умови, за яких тіло плаває на поверхні рідини

1) Відсипте з пробірки ще деяку кількість піску. Переконайтеся, що після повного занурення пробірки з піском у рідину вона спливає на поверхню рідини.

2) Витягніть пробірку, протріть її серветкою.

3) Покладіть пробірку на терези та виміряйте її масу з точністю до 0,5 г.

Опрацювання результатів експерименту

1. Для кожного досліду обчисліть середню густину пробірки з піском . Занесіть до таблиці результати обчислень, закінчіть її заповнення.

2. Для кожного досліду виконайте схематичне креслення, на якому зазначте сили що діють на пробірку (їх напрямок, точка прикладання, числове значення).

Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте, за якої умови: 1) тіло тоне в рідині; 2) тіло плаває всередині рідини; 3) тіло плаває на поверхні рідини.

Контрольні запитання

1. Під поверхню води занурили однакові кульки з льоду, сталі і корка. Як вони почнуть рухатись, якщо їх відпустити?

2. У посудині з водою плавають тіла, які мають однакові об’єми, але різну масу. Визначте, на яке тіло діє найменша архімедова сила?

3. Тіло масою 500 г під час повного занурення у воду витісняє 625 см3 води. Плаває це тіло у воді чи тоне? Як воно буде себе поводити у бензині?

Творче завдання (на вибір)

1. Запропонуйте два способи визначення середньої густини яйця. Запишіть план проведення кожного досліду.

2. Опустіть пробірку з піском спочатку в мензурку з водою за умови, що вона плаває всередині води, а потім у мензурку з розчином солі. Опишіть, чим відрізняються результати цих дослідів та як їх пояснити.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 28, виконати роботу оформити відправити на н.з. не пізніше 22.03

Урок 49 Умови плавання тіл

Навчальна. Дати учням знання про умови плавання тіл; установити співвідношення між густиною тіла й рідини (або газу), необхідне для забезпечення умови плавання тіл; формувати вміння розв’язувати задачі.

Розвивальна. Розвивати вміння формулювати гіпотези на основі спостережень; вчити ставити взаємопов’язані проблемні запитання до теми, показати учням практичну значущість набутих знань.

Виховна. Виховувати уважність, зібраність, спостережливість, підтримувати на високому рівні загальну працездатність учнів до навчання.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Відео урок https://www.youtube.com/watch?v=WKXrqN2JH1k

1. Умови плавання тіл

🤔 Ви неодноразово спостерігали, що кинутий у воду камінь відразу тоне, а човни, дерев’яні іграшки й повітряні кульки плавають, плавають риби, дельфіни, інші істоти. Чому одні тіла тонуть, а інші плавають?

Візьмемо невелику посудину з водою та декілька куль або брусків, виготовлених із різних матеріалів. Будемо по черзі опускати тіла у воду на певну глибину, а потім відпускати їх без початкової швидкості та спостерігатимемо за їх поведінкою.

Ви вже знаєте, що на занурене в рідину тіло діють дві сили: сила тяжіння напрямлена вертикально вниз, і архімедова сила напрямлена вертикально вгору.

Варіант 1. Занурення

Тіло занурюється, тому що сила тяжіння більша за архімедову силу.

Варіант 2. Плавання всередині рідини

Тіло плаває всередині рідини, тому що сила тяжіння дорівнює архімедовій силі.

Варіант 3. Спливання

Тіло спливає, тому що сила тяжіння менша від архімедової сили.

Варіант 4. Плавання на поверхні рідини

Тіло плаває на поверхні рідини, тому що сила тяжіння дорівнює архімедовій силі.

2. Плавання тіл у живій природі

Тіла мешканців морів і річок містять у своєму складі багато води тому їхня густина близька до густини води. Щоб керувати середньою густиною свого тіла, водні мешканці використовують різні «прийоми».

Змінюючи об'єм плавального міхура, риба може занурюватися, спливати або плавати всередині рідини.

Молюск наутилус плаває завдяки здатності змінювати об'єм внутрішніх порожнин у своєму організмі.

Повітряна оболонка на черевці дозволяє водяному павукові підніматися з глибини на поверхню.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

2. Хлопчик упустив іграшку у формі кулі у річку. Куля має масу 150 г та об’єм 300 см3.  Що станеться з кулею: потоне чи буде плавати?

3. Плоска крижина, що пливе річкою, має товщину 30 см. Яка висота надводної частини крижини?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. За якої умови тіло тонутиме в рідині або газі? Наведіть приклади.

2. Яку умову потрібно виконати, щоб тіло плавало в товщі рідини або газу? Наведіть приклади таких тіл.

3. Сформулюйте умову спливання тіла в рідині або газі. Наведіть приклади.

4. За якої умови тіло плаватиме на поверхні рідини?

5. Для чого і як мешканці морів і річок змінюють власну густину?

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 28, Вправа № 28 (2, 3, 5)

Урок 46 Сполучені посудини. Манометри

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Сполучені посудини

Сполучені посудини – це посудини, з'єднані між собою так, що між ними може перетікати рідина.

🤔 Ми з вами знаємо, як поводить себе рідина в одній посудині. А що буде з рідиною, якщо її помістити у дві сполучені посудини? У декілька сполучених посудин?

Найпростіші сполучені посудини – це дві з’єднані між собою трубки. Якщо в одну з трубок наливати воду, то вода перетікатиме в другу трубку. Після того як рух води припиниться, вода в обох трубках (обох колінах сполучених посудин) установиться на одному рівні. Якщо нахиляти або піднімати одне з колін, то вода перетікатиме з коліна, розташованого вище, доти, доки рівні води в обох колінах знову не зрівняються.

Вільні поверхні рідини встановлюються на одному рівні не лише у двох, але у й будь-якій кількості сполучених посудин, незалежно від того, яку форму вони мають і як розташовані в просторі.

У відкритих сполучених посудинах вільні поверхні однорідної нерухомої рідини встановлюються на одному рівні.

🤔 Як можна пояснити дану властивість?

Дану властивість можна пояснити так: рідина в спокої не переміщується з однієї посудини в іншу, отже, тиски її в обох посудинах на будь-якому одному горизонтальному рівні однакові (наприклад на рівні AB):

Оскільки рідина в обох посудинах одна й та сама, тобто має однакову густину, то має бути однаковою й висота стовпчика рідини:

🤔 Що відбуватиметься в сполучених посудинах якщо рідини в колінах будуть різними?

В праве і ліве коліна сполучених посудин наливаєм рідини з різними густинами, наприклад гас і воду, результат буде інакшим (рівень гасу – вищий, води – нижчий).

На рівні AB тиск рідин у посудинах однаковий:

У відкритих сполучених посудинах стовпчик нерухомої рідини з меншою густиною буде вищим, ніж стовпчик нерухомої рідини з більшою густиною. Для двох відкритих сполучених посудин співвідношення висот стовпчиків рідин і густин цих рідин має вигляд:

2. Використання сполучених посудин

🤔 Яке практичне застосування сполучених посудин у побуті і техніці?

Принцип сполучених посудин широко використовується при створенні різних технічних пристроїв.

В основі водопостачання житлових будинків лежить принцип сполучених посудин. Насосна станція закачує воду у водонапірну вежу, яка вище від найвищого будинку. З резервуара, який знаходиться у водонапірній вежі, підземними трубами вода потрапляє у водопроводи будинків, де прагне піднятися на таку ж висоту, на якій знаходиться резервуар водонапірної вежі.

Щоб не потрапляли неприємні запахи із каналізації до будинку використовують сифон.

Судноплавний шлюз – гідротехнічна споруда на судноплавних і водних шляхах для забезпечення переходу суден з одного водного басейну на другий з різними рівнями води в них. При підході судна перші ворота відкривають і судно заходить до шлюзу. Коли судно зайшло у шлюз, перші ворота закривають, та відкривають кран для потрапляння води. Вода з частини ріки, де високий рівень води, поступає у шлюз, поки рівні не вирівняються, тоді другі ворота відкривають і судно продовжує плавання.

У природі прикладом сполучених посудин є джерела і артезіанські колодязі (свердловини), в яких свердловина знаходиться нижче від рівня ґрунтових вод, і вода сама б'є зі свердловини. Такі місця, де вода сама б'є зі свердловини, порівняно рідкісні. Зазвичай артезіанський колодязь влаштовують, пробуривши дуже глибоку свердловину, обладнану насосом.

Принцип дії сполучених посудин лежить в основі роботи фонтанів і висота струменя у фонтані залежить від взаємного розташування цих посудин.

Кровоносна система людини – також приклад сполучених посудин.

3. Манометри

Манометр – це прилад для вимірювання тиску рідин і газів.

Використання рідинного манометра для вимірювання тиску рідин

Використання рідинного манометра для вимірювання тиску газів

Розглянемо принцип роботи рідинного манометра.

Відкритий рідинний манометр складається з лінійки, до якої приєднана U-подібна трубка. Трубка заповнена підфарбованою рідиною так, що рівень рідини розташований на позначці 0.

Розглянемо перший випадок. Коли обидві ці посудини відкриті зверху, рівень рідини в них однаковий і тиски в точках A і B однакові .

Розглянемо другий випадок. Коли трубка приєднана до балона, підфарбована рідина розташовується так, що тиски в обох трубках на одній горизонталі однакові. Запишемо цю умову для точок A і B . Тиск у точці A складається із гідростатичного тиску стовпчика рідини h та атмосферного. Тиск у точці B дорівнює тиску газу у балоні. , тобто   .  (відбулось накачування повітря в балон)

Розглянемо третій випадок.  Тиск у точці A дорівнює атмосферному. Тиск у точці B складається із гідростатичного тиску стовпчика рідини h та тиску газу у балоні. , або , тобто . (відбулося відкачування повітря з балону)

На практиці широко застосовують металеві деформаційні манометри.

Основний елемент металевого деформаційного манометра – гнучка дугоподібна трубка 1, один кінець якої (А) є запаяним. Другий кінець трубки (В) сполучають з резервуаром, де потрібно виміряти тиск. Принцип дії цих манометрів такий. Якщо тиск газу всередині трубки більший за атмосферний, то гнучка трубка розпрямляється і її рух передається через механізм 2 до стрілки 3, що рухається вздовж шкали 4 приладу. Після зменшення тиску газу до атмосферного трубка повертається в початкове (недеформоване) положення, а стрілка зупиняється на позначці 0. Шкала металевого манометра проградуйована в атмосферах або паскалях. Металевий деформаційний манометр показує, на скільки вимірюваний тиск більший або менший, ніж атмосферний.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Ви знаєте, що потрібно зробити з чайником, щоб з нього полилася вода? Його потрібно нахилити, але чому?

Чайник і носик – посудини, сполучені між собою отвором у нижній частині, тому рідина заповнює їх і перебуває на одному рівні, а верхній отвір носика розташований вище від рівня рідини в повному чайнику. Якщо чайник нахилити в бік носика, то його отвір опуститься нижче від рівня рідини, і вона витікатиме із чайника в чашку.

2. На якому рівні будуть поверхні однорідної рідини в посудинах, якщо наливати її в отвір лівої посудини?

На рівні 3, бо у відкритих сполучених посудинах вільні поверхні однорідної нерухомої рідини встановлюються на одному горизонтальному рівні. Так як висоти трубок різні, то при наповненні рідиною, вона не зможе піднятися вище за рівень 3, інакше буде виливатися.

3. На яких рівнях тиск рідини в сполучених посудинах однаковий?

Відповідь: тиск однаковий на рівні 2-4 як тиск в однорідній рідині на одному горизонтальному рівні.

4. У лівому коліні заповнених водою сполучених посудин над водою знаходиться шар гасу висотою 10 см. В якому з колін рівень рідини вище? На скільки?

5. У рідинному манометрі міститься ртуть. Ліве коліно манометра відкрите в атмосферу. Який тиск у балоні, якщо атмосферний тиск дорівнює 100 кПа?

6. У рідинному манометрі міститься вода. Ліве коліно манометра відкрите в атмосферу. Який тиск у балоні, якщо атмосферний тиск дорівнює 100 кПа?

7. На скільки підніметься рівень води в лівій посудині, якщо відкрити обидва крани К? Площі перерізу всіх посудин однакові. .

Коли відкриють крани, об’єм рідини у середньому коліні, відповідно до властивості сполучених посудин, розподілиться  на одному рівні в усіх трьох посудинах. При однаковій площі поперечного перерізу в них, за умовою задачі,  стовпчик рідини, висотою 12 см в середній посудині, лінійно розподілиться в усіх посудинах, тобто висота у кожній буде складати 4 см.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Наведіть приклади сполучених посудин.

2. Сформулюйте основну властивість сполучених посудин.

3. Як поводяться рідини різної густини, налиті в сполучені посудини?

4. Що таке манометр?

5. Як працює відкритий рідинний манометр?

6. Опишіть будову та принцип дії металевого деформаційного манометра.

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 31,  с. 193 Вправа № 31 (1, 2) + доповідь манометри

Урок 45 Атмосферний тиск і його вимірювання. Барометри

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Атмосфера

На уроках природознавства ви вивчали нашу Землю. І знайомі із поняттям «атмосфера».

🤔 Що таке атмосфера?

Атмосфера – зовнішня газова оболонка планети.

🤔 Із чого складається атмосфера Землі?

Атмосфера Землі складається із суміші газів: 78% – азот, 21% – кисень, а також присутні аргон, вуглекислий газ, гелій, неон, двоокис сірки, аміак, озон і водяна пара.

🤔 Чому утримується атмосфера біля Землі?

- З однієї сторони частинки (атоми, молекули, йони) атмосфери мають масу, тому вони притягуються до Землі завдяки гравітаційній взаємодії, але частинки водночас і не падають на Землю. Чому?

- З іншої сторони, величезна кількість частинок газів, що складають атмосферу, перебувають у неперервному хаотичному русі – весь час вони зіштовхуються, відскакують одна від одної, змінюють значення та напрямок швидкості свого руху, але і не відлітають у Космос. Для того, щоб молекула зовсім покинула Землю, вона повинна мати швидкість 11,2 км/год, а середня швидкість молекул атмосфери Землі значно менше. Отже, частинки лишаються біля поверхні Землі.

2. Атмосферний тиск

За підрахунками, атмосфера Землі має масу близько 5·1018 кг. Під дією сили тяжіння верхні шари атмосфери тиснуть на її нижні шари, тому повітряний шар навколо поверхні Землі стиснутий найбільше і, згідно із законом Паскаля, створює тиск на поверхню Землі й на всі тіла поблизу неї. Це і є атмосферний тиск.

Атмосферний тиск – це тиск, який створює атмосфера на всі тіла, що в ній перебувають, а також на земну поверхню.

🤔 Чому люди не відчувають дії атмосферного тиску?

Кровоносні судини та інші порожнини організму, що заповнені рідинами або газами, чинять на стінки судин і порожнин такий самий тиск. Тому тканини організму не деформуються, а атмосферний тиск не відчувається. Якщо ж зовнішній атмосферний тиск змінюється, то людина відчуває певний дискомфорт.

🤔 Чому рідина у шприці піднімається, коли піднімається поршень шприца?

Якщо піднімати поршень, то атмосферний тиск, діючи на вільну поверхню рідини в посудині, нагнітатиме рідину вгору, в порожнечу під поршнем.

🤔 Чому якщо повністю наповнити склянку водою, закрити аркушем паперу і перевернути догори дном, аркуш паперу тримається та вода не виливається?

Атмосферний тиск на папір більший, ніж тиск води на нього, тому аркуш паперу втримується атмосферним тиском, що діє в усіх напрямках відповідно до закону Паскаля.

3. Вимірювання атмосферного тиску

🤔 Як виміряти атмосферний тиск?

Розрахувати атмосферний тиск за формулою  не можна, так як атмосфера не має чіткої межі, а густина повітря на різній висоті різна.

Дослід Еванджеліста Торрічеллі (1608-1647)

Скляну трубку завдовжки близько метра, запаяну з одного кінця, Торрічеллі доверху наповнив ртуттю. Потім, щільно закривши отвір, перевернув трубку, опустив її в чашу із ртуттю і відкрив отвір – частина рідини з трубки вилилася в чашу. У трубці залишився стовп ртуті приблизно 760 мм заввишки, а над ртуттю утворилася порожнеча.

Торрічеллі встановив:

- Висота стовпа ртуті, що залишається в трубці, не залежить від довжини трубки та її діаметра.

- Висота трохи змінюється тільки залежно від погоди.

- Однорідна рідина в трубці та чаші не рухається, і це означає, що, згідно із законом Паскаля, тиск на поверхню ртуті з боку атмосфери і гідростатичний тиск стовпа ртуті в трубці є однаковими. Тобто тиск стовпа ртуті висотою 760 мм дорівнює атмосферному.

Нормальний атмосферний тиск – це тиск, який створюється стовпчиком ртуті висотою 760 мм.

За одиницю атмосферного тиску прийнято один міліметр ртутного стовпа (1 мм рт. ст.).

Знайдемо співвідношення між цією одиницею та відомою вам одиницею тиску – паскалем.

4. Прилади для вимірювання атмосферного тиску

Барометр – прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Для вимірювання атмосферного тиску використовують ртутний барометр, барометр-анероїд і барограф.

Ртутний барометр

При зміні атмосферного тиску ртуть у чашечці піднімається або опускається. Величина атмосферного тиску визначається за висотою ртутного стовпчика в трубці.

Барометр-анероїд

Прилад для вимірювання атмосферного тиску. Принцип дії ґрунтується на деформації пружної металевої коробки, яка не містить повітря. Деформація коробки через систему важелів передається на стрілку, що переміщується по шкалі.

Барограф

Прилад для безперервного запису зміни атмосферного тиску. Складається з приймальної частини, передавального механізму, з'єднаного з пером, та барабана з стрічкою, який обертається за допомогою годинникового механізму.

На практиці користуються барометрами-анероїдами завдяки їхній зручності, невеликим розмірам і безпечності.

5. Залежність атмосферного тиску від погоди та висоти

Покази барометра змінюються в разі зміни погоди. Зазвичай атмосферний тиск перед негодою падає, а перед сонячною погодою зростає.

Покази барометра залежать від висоти місця спостереження над рівнем моря. Чим вище, тим меншим є атмосферний тиск. Зміна висоти на кожні 11 метрів призводить до зміни тиску на 1 мм рт. ст. (або на 133,3 Па).

Завдяки тому, що атмосферний тиск залежить від висоти, барометр можна проградуювати так, щоб за тиском повітря визначати висоту. Так було винайдено альтиметр – прилад для вимірювання висоти.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Чому витягувати ноги з болотистого ґрунту важко?

При зануренні ноги у болотистий ґрунт з-під ноги видавлюється повітря, а тому при витягуванні ноги потрібно перемагати не тільки опір в’язкого ґрунту, але і силу атмосферного тиску.

2. Чому шланг насоса, що відсмоктує повітря, роблять товстостіннім?

Щоб шланг не сплющувався під дією атмосферного тиску.

3. Як ми дихаємо?

М’язовими зусиллями ми збільшуємо об’єм грудної клітини, при цьому тиск повітря всередині легень зменшується, і атмосферний тиск спрямовує порцію повітря. При видиханні відбувається зворотне явище.

4. Виразіть у кілопаскалях тиск 560 мм рт. ст., 830 мм рт. ст.

5. Виразіть у міліметрах ртутного стовпчика тиск 35 кПа, 90 кПа. Відповідь округлити до десятих.

6. У квартирі Іванки барометр показує атмосферний тиск 732 мм рт. ст. У квартирі Дениса той же барометр показує тиск 734 мм рт. ст. Вище чи нижче поверхом розміщується квартира Дениса порівняно з квартирою Іванки? На скільки метрів приблизно одна квартира розміщена вище другої?

7. Біля підніжжя Ейфелевої вежі тиск 745 мм рт. cт. Який тиск зверху вежі, якщо її висота 324 м?

8. При вході в метро барометр показує 101,3 кПа. Якими будуть показання барометра на найглибшій станції київського метро, яка розташована на глибині приблизно 110 м?

9. Визначте, яку силу потрібно прикласти до рибки-прилипалки, щоб на березі її відірвати від човна, якщо площа присоски 2 см2, а тиск складає 770 мм рт. ст.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Що таке атмосфера і чому вона існує?

2. Чому існує атмосферний тиск?

3. Які факти свідчать про існування атмосферного тиску?

4. Опишіть будову та принцип дії ртутного барометра.

5. У яких одиницях вимірюють атмосферний тиск?

6. Дайте означення нормального атмосферного тиску. Подайте нормальний атмосферний тиск у паскалях.

7. Опишіть конструкцію та принцип дії барометра-анероїда.

8. Які переваги барометрів-анероїдів зумовили їх широке використання?

9. Чому за допомогою барометрів можна прогнозувати погоду та вимірювати висоту?

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 32, 33 с. 197  Вправа № 32 (1, 2).

Додатково: знайти інформацію про природні барометри серед рослин та тварин.

 Гідростатичний тиск

Навчальна. Продовжити формування поняття «тиск»; продемонструвати сутність закону Паскаля на прикладі рідин; вивести формулу для гідростатичного тиску, проаналізувати залежність гідростатичного тиску від висоти її стовпа та ознайомити учнів із практичним застосуванням знань про тиск у рідинах (приклади з живої природи й техніки).

Розвивальна. Заохочувати до засвоєння нового матеріалу, пробуджувати пізнавальний інтерес, розвивати вміння формулювати гіпотези на основі спостережень, дослідів, аналізу  навчального матеріалу.

Виховна. Викликати здивування описами фізичних явищ, новизною наукових фактів і теорій, сприяти відповідальному ставленню до природи, виробляти звички до планування своїх дій .

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Гідростатичний тиск

Ви вже знаєте, що внаслідок притягання до Землі та завдяки власній плинності рідина створює тиск як на дно, так і на стінки посудини, в якій вона міститься. Рідина створює тиск і на будь-яке занурене в неї тіло.

Гідростатичний тиск – це тиск нерухомої рідини, обумовлений її вагою.

Визначимо гідростатичний тиск на дно посудини. Щоб спростити отримання формули, візьмемо циліндричну посудину з площею дна . Нехай у посудину налита рідина густиною , а висота стовпа рідини в посудині дорівнює .

Щоб визначити тиск, який створює рідина на дно посудини, слід силу , що діє на дно, поділити на площу  дна:

У даному випадку сила , яка створює тиск на дно посудини, – це вага  рідини. Оскільки рідина в посудині нерухома, то вага рідини дорівнює добутку маси  рідини на прискорення вільного падіння.

Масу рідини визначимо через об’єм і густину рідини: ; об’єм налитої в посудину рідини – через висоту  стовпа рідини та площу  дна посудини: .

Отже, маємо формулу для визначення гідростатичного тиску – тиску, який чинить нерухома рідина

2. Дослідження гідростатичного тиску

🤔 Яких висновків можна дійти щодо вагового тиску рідини на дно посудини?

З одержаної формули  випливає, що тиск рідини на дно посудини залежить від висоти стовпа рідини в посудині та густини рідини.

Перевіримо це на досліді. Візьмемо скляну трубку, один з її отворів затягнемо гумовою плівкою. Наливатимемо в неї воду. Чим вищий рівень рідини у трубці, тим більше прогинається гумова плівка.

Якщо в одну трубку із затягнутим плівкою дном налити воду, а в другу таку саму трубку налити до такого самого рівня розчин солі, густина якого більша за густину води, тиск на дно трубки із розчином виявиться більшим.

Зверніть увагу й на те, що у формулу не входить маса рідини. Отже, тиск рідини на дно посудини не залежить від маси рідини, налитої в посудину, її форми та об'єму. Цей висновок відомий під назвою «гідростатичний парадокс». Для його перевірки використовують посудини, в яких однакова площа нижнього отвору, але різні форма й об’єм. Якщо у ці посудини наливати воду до однакового рівня, то під дією ваги рідини у всіх посудинах плівки прогнуться однаково, хоч об’єми (а отже, і вага) налитої в них води різні.

Із закону Паскаля та формули гідростатичного тиску також випливає, що тиск усередині нерухомої однорідної рідини на одному рівні є однаковим.

З історії науки: Залежність гідростатичного тиску від висоти стовпа рідини вперше продемонстрував у 1648 році Блез Паскаль (1623-1662). Паскаль свого часу вразив своїх співгромадян наступним привселюдно проведеним дослідом. Учений заявив, що порушить герметичність найміцнішої бочки одним кухлем води. Бочка повинна була мати герметичну кришку з латунною вставкою, в якій зроблено отвір із нарізаною різьбою певного діаметру і наповненою вщерть водою перед початком досліду. Цех бондарів (так називають виробників бочок) прийняв виклик. У визначений день, найвищої якості бочка була наповнена водою, і в неї вкрутили трубу висотою декілька метрів. Внутрішній діаметр труби був такий, що туди міг вміститися якраз один кухоль води. На другому поверсі будівлі, поблизу якої проводився дослід, у трубку вставили лійку і влили всю воду, що була в кухлі. На подив присутніх, бочка тріснула по швах і з неї бризнула вода!

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. У трьох посудинах рідини. Порівняйте тиск рідин на дно цих посудин, якщо в першій посудині міститься вода, в другій – олія, в третій – гас.

Тиск визначається висотою стовпчика рідини і густиною, так як висоти однакові, то більший тиск буде відповідати рідині із більшою густиною, тобто воді.

2. Порівняйте тиск молока в посудинах 1 і 2.

У першій посудині тиск більший, тому що більша висота стовпа молока.

3. Якщо відкрити кран між двома посудинами, наповненими водою і гасом рівної висоти, то чи буде переливатися рідина з однієї посудину в іншу і в якому напрямку?

Тиск, створюваний водою за рівної висоти із гасом буде створювати більший тиск, тому після відкриття крану, вода потече вправо.

4. Чи вплине ваше занурення у воду басейну на тиск води на дно та силу тиску на дно?

Вплине, так як при зануренні у воду басейну рівень води у басейні зросте, а тиск залежить від висоти стовпчика рідини, значення тиску,  в свою чергу, вплине на значення сили тиску.

5.  Посередині України, в самому Житомирі, є гранітний кар’єр, як виявилось, – найглибша водойма України. Ехолот показав 101 метр глибини. Під яким тиском перебували пірнальники, підкорюючи найглибший прісноводний кар’єр?

6. Яка товщина шару меду, налитого в діжку, якщо він чинить на дно тиск 7,1 кПа?

7. Дно циліндричної вази має форму круга, радіусом 5 см. Маса порожньої вази дорівнює 1,5 кг. Який загальний тиск створює ваза з водою, якщо висота стовпчика води у вазі складає 12 см. Число π прийняти рівним 3.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Що спричиняє виникнення тиску рідини на дно посудини?

2. За якою формулою обчислюють гідростатичний тиск рідини?

3. Як змінюється тиск у рідині залежно від висоти стовпа рідини? від густини рідини?

4. Чому тиск усередині нерухомої однорідної рідини на одному рівні є однаковим?

5. Опишіть дослід Б. Паскаля, за допомогою якого він продемонстрував залежність гідростатичного тиску води від висоти її стовпа.

V. ДОМАШНЯ РОБОТА

Опрацювати § 29,  розібрати задачу с. 186 , записати у зошиті, с.187 ознайомитися.

Урок 43 Тиск рідин і газів. Закон Паскаля

Навчальна. Пояснити учням тиск у рідинах і газах на основі молекулярно-кінетичних уявлень, пояснити фізичну сутність закону Паскаля.

Розвивальна. Заохочувати до засвоєння нового матеріалу, пробуджувати пізнавальний інтерес, вчити досліджувати закономірності реального світу.

Виховна. Викликати здивування описами фізичних явищ, новизною наукових фактів і теорій, сприяти фізичному вихованню та попередженню втоми на уроках.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Тиск газу

Нам вже відомо, що зовнішній тиск на тверді тіла передається лише в одному напрямку, це пов’язано із тим, що частинки у твердому тілі зв’язані між собою. Відомо, що частинки рідин та газів можуть рухатися і змінювати своє положення, то чи створюють рідини і гази тиск і як він передається?

З’ясуємо, чим зумовлений тиск газів.

🤔 Чому збільшується об'єм гумової повітряної кульки в ході її надування?

Об'єм гумової повітряної кульки в ході її надування збільшується, тому що в кульку додають повітря.

🤔 Чи можна збільшити об'єм кульки без того, щоб її надувати?

Помістимо злегка надуту зав’язану повітряну кульку в посудину повітряного насоса. Якщо відкачувати повітря із посудини, то об’єм кульки почне збільшуватись.

🤔 Чому, коли з посудини відкачують повітря об’єм кульки збільшується?

І ззовні, і всередині кульки міститься повітря (газ). Газ складається з частинок (атомів, молекул, йонів), які весь час рухаються в усіх напрямках і «бомбардують» гумову плівку, створюючи на неї тиск. Повітря всередині й зовні кульки створює тиск відповідно на внутрішню і зовнішню поверхні гумової плівки. Якщо ці тиски є однаковими, гумова плівка не розтягується. При відкачуванні повітря кількість частинок у посудині зменшується, а всередині зав’язаної кульки їхня кількість не змінюється. За рахунок зменшення частинок в посудині тиск всередині кульки стає більшим від зовнішнього тиску, внаслідок чого під впливом численних ударів частинок кулька збільшує свій об’єм, адже за секунду їх кількість може сягати числа, яке має 23 нулі. Тому сумарна сила удару частинок о стінки кульки буде значною.

Тиск газу на поверхню створюється численними ударами частинок газу.

🤔 Від чого залежить тиск газів?

Так як тиск газу створюється ударами його частинок, тому збільшення як кількості, так і сили ударів на певну поверхню спричинить збільшення тиску газу.

Способи збільшення тиску газу:

1. Збільшити густину газу :

- Можна додати газу всередину посудини (збільшивши  масу газу).

- Можна зменшити об’єм  самої посудини.

2. Збільшити температуру газу.

Чим більша температура газу, тим більшою буде швидкість руху його частинок. Удари частинок об стінки посудини стануть частішими, сила їхніх ударів зросте, і внаслідок цього тиск газу в посудині збільшиться.

🤔 Як можна зменшити тиск газу?

Зменшення тиску газу буде відбуватися в разі зменшення густини або температури газу.

2. Тиск рідин

Відомо, що рідини зберігають об’єм, легко змінюють свою форму – вони набувають форми тієї посудини, в якій містяться, тобто рідини є плинними.

🤔 Яка особливість тиску рідин?

Рідина створює тиск як на дно, так і на бічні стінки посудини, в якій міститься. Якщо в бічній поверхні посудини, заповненої рідиною, зробити отвори, то рідина поллється через них.

Наслідком плинності рідин є також те, що на будь-яке занурене в рідину тіло рідина тисне з усіх боків.

3. Закон Паскаля

🤔 Як передається тиск рідинами і газами?

На рисунку зображено порожнисту кулю, що має в різних місцях отвори. До кулі приєднано трубку, в яку вставлено поршень. Якщо набрати води в кулю і вставляти в трубку поршень, то вода поллється з усіх отворів кулі. У цьому досліді поршень тисне на поверхню води в трубці. Частинки води під поршнем, ущільнюючись, передають його тиск іншим шарам, що лежать глибше. Таким чином, тиск поршня передається в кожну точку рідини, що заповнює кулю. Унаслідок цього частина води виштовхується з усіх отворів кулі у вигляді струменів.

Якщо кулю заповнити димом і вставляти поршень у трубку, то з усіх отворів кулі почне виходити дим. Це підтверджує, що гази передають тиск, який чиниться на них, в усіх напрямах однаково.

Закон Паскаля: Тиск, створюваний на нерухому рідину або газ, передається рідиною або газом однаково в усіх напрямках.

4. Застосування закону Паскаля

Властивість рідин і газів передавати тиск у всіх напрямках ми спостерігаємо в повсякденному житті, її широко використовують у техніці. Завдяки цій властивості ми можемо чути, адже повітря передає звук; працює наша серцево-судинна система, адже незважаючи на те, що кровоносні судини мають велику кількість вигинів, тиск, створюваний серцем, передається в усі частини тіла. На законі Паскаля ґрунтуються дія системи гальмування багатьох транспортних засобів, дія домкратів, насосів та інших гідравлічних машин.

Гідравлічні машини – це машини, дія яких ґрунтується на законах руху й рівноваги рідин.

Дію гідравлічних машин можна пояснити на основі закону Паскаля. Будь-яка гідравлічна машина складається з двох резервуарів (циліндрів) різного діаметру, що забезпечені поршнями і сполучаються один з одним. Простір під поршнями заповнюється рідиною. Бачимо, що на більшому правому поршні автомобіль має значно більшу вагу, ніж хлопчик, що знаходиться на лівому малому поршні. Тому сила тиску ,  на рідину, що створює правий поршень, значно більша за силу тиску , що створює лівий поршень.

🤔 За якої умови поршні залишатимуться в рівновазі, тобто будуть нерухомими?

Тиск під малим поршнем  дорівнюватиме відношенню сили тиску  до площі поршня

Тиск під великим поршнем  дорівнюватиме відношенню сили тиску  до площі поршня

в машині має перебувати в спокої, тобто не перетікати з одного циліндра в інший. Це можливо тільки тоді, коли тиск рідини зліва дорівнюватиме тиску рідини справа, тобто:

Сила, що діє з боку рідини на великий поршень, є більшою від сили, що діє на малий поршень, у стільки разів, у скільки разів площа великого поршня більша від площі малого

Гідравлічна машина дозволяє одержати значний виграш у силі: чим більше різнитимуться між собою площі поршнів, тим більший виграш у силі будемо мати.

Приклади гідравлічних машин:

Гідравлічний прес найпростіша гідравлічна машина, яку використовують для створення великих сил тиску.

Гідравлічний підйомник дозволяє, приклавши невелику силу, підняти важкий автомобіль.

Гідравлічний домкрат дозволяє водіям зусиллям своїх рук підняти багатотонний автомобіль.

Гідравлічне гальмо дозволяє зупинити автомобіль, приклавши незначну силу тиску ноги.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Чому балони з газом зберігають під навісом, а не на відкритій площадці, що освітлюється сонцем?

Тиск газу із збільшенням температури буде зростати за рахунок більших швидкостей руху і частіших ударів об стінки балона, що може привести до вибуху балону.

2. Два балони різного об’єму наповнені при однаковій температурі однаковими масами того самого газу. В якому з них тиск газу більший. Чому?

Чим більший об’єм посудини, тим менший тиск, бо менше ударів молекул припадає на одиницю площі за одиницю часу.

3. Група учнів приїхала на екскурсію до Клавдіївської фабрики ялинкових прикрас, де вони відвідали склодувний цех і побачили як майстер під час виготовлення виробів зі скла крізь трубку вдуває повітря. При цьому розплавлене скло набирає форму кулі, з якої формують красиві новорічні прикраси. Яку властивість газу тут використовують? Сформулюйте її.

Повітря, згідно з законом Паскаля, передає тиск в усіх напрямах однаково, тому скло набуває форми кулі  (властивість газу: передавати тиск в усіх напрямах однаково).

4. Їжу для космонавтів фасують у тюбики з еластичними стінками. Чому їжа легко видавлюється з тюбика і в умовах невагомості?

Їжа у тюбиках пастоподібна, а тому вона передає тиск як рідина, в усіх напрямах за законом Паскаля.

5. В якому циліндрі гідравлічної машини – малому чи великому – більший тиск?

Тиск однаковий в обох циліндрах за законом Паскаля.

6. Який виграш у силі дає гідравлічний підйомник, якщо площі поршнів рівні 70 см2 і 0,7 м2.

7. Більший поршень гідравлічного преса стискає іграшковий автомобіль із силою 3 МН. З якою силою тиснуть на менший поршень преса? Площі більшого і меншого поршнів становлять 60 дм2 і 20 см2.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Як можна довести на досліді, що гази створюють тиск на стінки посудини, в якій містяться?

2. У чому полягає причина існування тиску в газах?

3. Чому тиск газів зростає зі зростанням їхньої густини?

4. Як змінюється тиск газів у разі збільшення або зменшення їхньої температури? Відповідь поясніть.

5. Чому рідина створює тиск не тільки на дно посудини, але й на її бічні стінки?

6. Сформулюйте закон Паскаля.

7. Доведіть, що властивість рідин і газів передавати тиск у всіх напрямках має неабияке значення в нашому житті.

8. Що таке гідравлічні машини і де їх застосовують?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 27 28 чит , с. 181 Вправа № 27  (1,2)

Урок 42 Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Наслідки дії сили

Ви вже знаєте, що взаємодія тіл характеризується силою. Наслідками дії сили є зміна швидкості руху тіл або деформація тіл.

🤔 Як ви думаєте, що впливає на деформацію тіла?

Деформація тіла залежить від:

- величини сили (чим більша сила діє на тіло, тим більшою буде деформація);

- площі поверхні, по якій розподіляється сила (у більшості випадків чим більшою є площа поверхні, на яку діє певна сила, тим меншою буде деформація).

На лижах або без лиж людина діє на сніг з тією самою силою, що дорівнює її вазі. Проте дія цієї сили в обох випадках не однакова, бо різна площа поверхні, на яку тисне людина на лижах і без них.

2. Тиск

Для характеристики залежності результату дії сили від площі поверхні, на яку діє ця сила, використовують таке поняття, як тиск.

Тиск – це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

Одиниця густини в СІ – паскаль (названа на честь французького вченого Блеза Паскаля (1623-1662)

1 Па – це тиск, який створює сила в 1 Н, що діє перпендикулярно до поверхні площею 1 м2

На практиці ще використовують кратні одиниці тиску:

гектопаскаль: 1 гПа = 100 Па

кілопаскаль: 1 кПа = 1000 Па

мегапаскаль: 1 МПа = 1000 000 Па

🤔 За допомогою таблиці порівняйте тиски, що створюються різними тілами.

3. Збільшення і зменшення тиску

🤔 Як можна збільшити або зменшити тиск?

З визначення тиску  випливає, що змінити тиск можна двома способами:

1. Змінити силу, яка діє на поверхню певної площі. Зі збільшенням сили тиск збільшиться, а зі зменшенням сили тиск зменшиться.

2. Змінити площу поверхні, на яку діє певна сила тиску. Якщо діє одна й та сама сила, то зі збільшенням площі тиск зменшуватиметься. І навпаки, зі зменшенням площі тиск збільшується.

Для збільшення тиску площу поверхні зменшують (саме тому нагострюють інструменти – ножиці, шила, ножі).

Для зменшення тиску площу поверхні збільшують (будинки та інші споруди для зменшення їх тиску на поверхню Землі зводять на широких фундаментах; щоб зменшити дію важких сільськогосподарських машин на ґрунт, використовують спеціальні широкі шини, спарені колеса, гусениці, а залізничні рейки монтують на шпалах).

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Якщо важкий бутель з водою нести за ручку, то відчувається сильний біль (ріже пальці), а якщо під ручку підкласти складену в декілька разів тканину, то біль зменшиться. Чому?

Відчуття болю спричинюється тиском на тіло людини. Величина тиску залежить від площі опори. Коли під ручку зробити підкладку, то площа опори збільшується, тиск зменшується.

2. В якому випадку тиск на поверхню стола найбільший (маси циліндрів однакові)?

Найбільший тиск створюється тілом, яке діє з більшою силою та має меншу площу опори.

3. Що станеться з тиском, якщо силу тиску збільшити у 2 рази і в стільки ж разів зменшити площу опору?

4. Площа дна кавника становить 0,8 дм2. Який тиск створює кавник на поверхню столу, якщо сила тиску на стіл складає 12 Н?

5. Під час параду до Дня Незалежності 24 серпня 2021 року вперше брав участь новий танк «Оплот – 2М». Танк чинить тиск приблизно 102 кПа, а загальна площа гусениць становить 5 м2. З якою силою танк діяв на автостраду?

6. Знайдіть тиск, який чинить слон на ґрунт. Маса слона 4 т, площа підошви однієї ноги 800 см2.

7. Ковзани можуть створювати на лід тиск 875 кПа. На опору якої площі необхідно поставити новорічну ялинку масою 35 кг, щоб створити такий самий тиск, як ковзани на лід? Відповідь подайте в см2.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Від чого залежить результат дії сили?

2. Дайте означення тиску.

3. Назвіть одиницю тиску в СІ.

4. Дайте означення одиниці тиску.

5. Як можна збільшити тиск? Як можна зменшити тиск? Наведіть приклади.

VI. Домашнє завдання: продивіться відео 

https://www.youtube.com/watch?v=XcaRXCTsxV8

Опрацювати § 27, с. 181  Вправа № 27 (1, 2)

Урок 41 Контрольна робота № 3 з теми «Сила. Види сил»

Мета уроку:

Навчальна. Оцінити рівень сформованості в учнів ключових та предметних компетентностей з теми «Сила. Види сил».

Розвивальна. Розвивати уміння правильно розподіляти час; самостійність у навчанні; вміння самостійно застосовувати правила, закони.

Виховна. Виховання дисципліни, чесності, відповідальності.

Тип уроку: урок контролю та корекції навчальних досягнень.

Обладнання: картки із завданнями контрольної роботи № 3.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Продивіться завдання  різних типів завдань контрольної роботи № 3, згадайте правила їх оформлення, розподіляйте правильно  час на роботу.

II. ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ

IІІ. ПІДСУМОК УРОКУ

ІV. Домашнє завдання

Повторити вивчений матеріал. Для дист. виконати конт.роб. відправити на н.з. не пізніше 24.02

Урок 40 Узагальнення та систематизація знань з теми «Сила. Види сил»

Мета уроку:  Навчальна. Узагальнення та систематизація знань з теми «Сила. Види сил».

Розвивальна. Вчити самостійно контролювати проміжні і кінцеві результати своєї роботи, розвивати вміння перемагати труднощі навчанні.

Виховна. Формування відповідального ставлення до результатів свого навчання.

Тип уроку: урок узагальнення та систематизації знань.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Узагальнити та систематизувати знання учнів на основі аналізу відповідних таблиць і схем, поданих у рубриці «Підбиваємо підсумки розділу 3 “Взаємодія тіл. Сила”» підручника.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

3. У футболі відбирають захисників масивніших, а нападаючих легших, моторних. З яким явищем це пов’язано?

а) тертям;

б) пружністю;

в) інерцією;

г) невагомістю.

4. На планшет, що лежить на столі, діють сили 15 Н і 45 Н вздовж однієї прямої. Зобразіть ці сили графічно для випадків, коли їх рівнодійна дорівнює 60 Н і 30 Н.

5. Вінні Пух хоче налити у дволітрову пляшку 2 кг меду. Чи поміститься 2 кг меду у дволітрову пляшку?

6. На Землі на одну із найбільших писанок з музею писанкового розпису в Коломиї діє сила тяжіння, що приблизно дорівнює 350 Н. На Юпітері на неї діяла б сила тяжіння, що приблизно дорівнює 1,05 кН. Чому дорівнює коефіцієнт  на Юпітері?

7. Вертикально підвішена пружина під дією тягарця масою 250 г розтягнулася на 5 см. Визначте жорсткість пружини.

8. Старий комод масою 45 кг рівномірно тягнули по підлозі, використовуючи ремінь. На скільки видовжився ремінь, якщо його жорсткість складає 18 кН/м, а коефіцієнт тертя між комодом і підлогою складає 0,2. Яка початкова довжина ременя, якщо під час руху довжина складала 75,5 см.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 20-26

Виконати завдання рубрики Тестові завдання до розділу 5  №1-9

Урок 39 Лабораторна робота № 9. Визначення коефіцієнта тертя ковзання

Мета уроку:  Навчальна. Продовжити формування поняття «сила тертя»; сформувати в учнів вміння визначати коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву; удосконалювати вміння використовувати динамометр для вимірювання сил.

Розвивальна. Сприяти: розвитку спостережливості, уваги, пам’яті, уяви, мислення; виробленню звички до планування своїх дій; формуванню вміння самостійно контролювати проміжні і кінцеві результати роботи; формуванню вміння організовувати своє робоче місце.

Виховна. Виховувати в учнів охайність під час проведення експерименту, дбайливе ставлення до лабораторного обладнання; виховувати учнів працювати в парах та групах.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник, набір приладів для виконання роботи.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 9

Тема. Визначення коефіцієнта тертя ковзання.

Мета: визначити коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву.

Обладнання: дерев'яний брусок; дерев'яна дошка (трибометр); набір тягарців однакової маси; динамометр.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, згадайте відповіді на такі запитання:

1) Від яких чинників залежить сила тертя ковзання і куди вона напрямлена?

2) За якою формулою обчислюють силу тертя ковзання?

2. Визначте та запишіть ціну поділки шкали динамометра.

Експеримент. Опрацювання результатів експерименту

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиць.

Выдео експеримент https://www.youtube.com/watch?v=NHHrI5HStdA

1. Визначте динамометром вагу бруска  та одного тягарця . Обчисліть за формулами значення, які під час експерименту будуть дорівнювати силі нормальної реакції опори і запишіть їх у таблицю:

2. Прикріпивши брусок до гачка динамометра, покладіть його широким боком на горизонтально розташовану дошку. На брусок поставте тягарець. Рівномірно переміщуйте брусок уздовж дошки. За показом динамометра виміряйте силу тертя ковзання  і запишіть відповідне значення у таблицю.

3. Повторіть експеримент ще двічі, поклавши на брусок одночасно два, а потім одночасно три тягарці, вимірявши значення сили тертя і запишіть їх у таблицю.

4. Обчисліть коефіцієнт тертя ковзання за формулою для проведених трьох дослідів      та результати занесіть до таблиці.

Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) яку фізичну величину ви вимірювали; 2) чи залежить коефіцієнт тертя ковзання від ваги тіла; 3) чи збігаються одержані результати із табличним значенням коефіцієнта тертя ковзання дерева по дереву; 4) які чинники вплинули на точність експерименту.

Контрольні запитання

1. Чому у всіх дослідах необхідно пересувати брусок рівномірно? Чому при початку руху завжди відбувається ривок?

2. Чи може коефіцієнт тертя бути більший за одиницю?

3. Брусок масою 200 г лежить на столі. Коефіцієнт тертя між столом і бруском складає 0,3. Яка сила тертя діє на брусок, якщо до нього прикладали сили: 0,4 Н; 0,8 Н; 1,2 Н.

Творче завдання

Виміряйте силу тертя ковзання, яка діє на брусок, повернувши його на менший бік. Послідовно навантажуючи брусок, повторіть досліди і заповніть таблицю, аналогічну попередній. Зробіть висновок про залежність сили тертя ковзання від площі опори рухомого тіла та запишіть його.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити пройдений метеріал , для дистан. виконати лаб.роб. відправити на н.з

Урок 38 Тертя. Сила тертя

Навчальна. Пояснити учням природу виникнення сили тертя, надати уявлення про види сил тертя, ввести поняття коефіцієнта тертя, ввести розрахункові формули, показати практичне використання набутих знань (інформація про «шкідливе» та «корисне» тертя, про способи зменшення тертя); з'ясувати способи зменшення і збільшення сили тертя.

Розвивальна. Заохочувати до засвоєння нового матеріалу, пробуджувати пізнавальний інтерес, використовуючи проблемні запитання.

Виховна. Викликати здивування описами фізичних явищ, новизною наукових фактів і теорій.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, вимірювання сили тертя кочення, ковзання, спокою, способи зменшення і збільшення сили тертя, кулькові та роликові підшипники.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Сила тертя

🤔 Автомобіль, вимкнувши двигун, через певний час зупиняється.

Шайба, рухаючись по льоду згодом зупиниться.

Санчата, які з’їхали з льодяної гірки і далі продовжують рух по горизонтальній ділянці, через певний час зупиняється.

Що ж є причиною зменшення швидкості руху тіл?

Причиною зміни швидкості руху тіл є взаємодія між тілами, або дія одного тіла на інше. Отже, у випадках, які розглядали, відбувається взаємодія між колесами автомобіля та дорогою, між шайбою та льодом, між санчатами та снігом. Величина, яка характеризуєцю взаємодію за значенням та напрямком є силою. Отже, тіла зупинилися, тому що на них діяла сила, яка перешкоджала їх руху – сила тертя .

Сила тертя  – це сила, яка виникає при русі одного тіла по поверхні іншого і перешкоджає їх відносному переміщенню.

2. Причини виникнення сили тертя

🤔 Які причини виникнення сили тертя?

Причини виникнення сухого тертя:

- Нерівність дотичних поверхонь. Навіть гладенькі на вигляд поверхні тіл мають нерівності, горбики і подряпини. Коли одне тіло ковзає або намагається ковзати по поверхні іншого, нерівності чіпляються одна за одну й деформуються. Виникають сили пружності, напрямлені в бік, протилежний деформації.

- Взаємне притягання частинок (атомів, молекул, йонів) дотичних поверхонь. Якщо поверхні тіл дуже добре відполіровано, то їх частинки (атоми, молекули, йони) розміщуються так близько одна до одної, що помітно починає проявлятися притягання між ними.

3. Сила тертя спокою

Розрізняють декілька видів тертя: тертя спокою – виникає в разі спроби зрушити одне тіло відносно іншого; тертя ковзання – виникає, коли одне тіло ковзає по поверхні іншого; тертя кочення – виникає, коли одне тіло котиться по поверхні іншого.

Сила тертя спокою  – це сила, яка виникає між двома дотичними тілами в разі спроби зрушити одне тіло відносно іншого і напрямлена в бік, протилежний тому, в який би рухалось тіло, якби тертя не було.

Сила тертя спокою прикладена вздовж поверхні, якою тіло дотикається до іншого тіла, і за значенням дорівнює зовнішній силі , що намагається зрушити тіло

У разі збільшення зовнішньої сили , що намагається зрушити тіло, збільшується й  сила тертя спокою . Коли зовнішня сила набуде певного значення і тіло ось-ось почне рух, сила тертя спокою стане максимальною. Коли сила тертя спокою сягає максимального значення  тіло зрушує з місця (починає ковзання

🤔 Чи «корисна» сила тертя спокою?

Найчастіше дія сили тертя спокою є дуже «корисною»: завдяки їй ручки й олівці залишають слід на папері, речі не вислизають із рук, не розв’язуються вузли; ця сила утримує піщини в купі піску, коріння рослин у ґрунті.

Завдяки силі тертя спокою пересуваються люди, тварини. Ступні людини, лапи тварин у момент дотику з поверхнею дороги намагаються по суті здійснити рух назад. У результаті виникає сила тертя спокою, напрямлена вперед, – рушійна сила.

4. Сила тертя ковзання

Сила тертя ковзання  – це сила, яка виникає в разі ковзання одного тіла по поверхні іншого і напрямлена протилежно напрямку руху тіла.

Сила тертя ковзання діє вздовж поверхні дотику тіл і трохи менша за максимальну силу тертя спокою. Саме тому тіла починають рухатися з місця ривком і зрушити їх важче, ніж потім рухати. Це особливо помітно, коли тіла є масивними.

🤔 Від чого залежить сила тертя ковзання?

Будемо рівномірно тягти динамометром брусок по горизонтальній поверхні. На брусок у напрямку його руху діє сила пружності з боку пружини динамометра, а в протилежному напрямку – сила тертя ковзання. Брусок рухається рівномірно, тому сила пружності зрівноважує силу тертя ковзання. Отже, динамометр показує значення сили тертя ковзання. У ході ковзання того самого тіла по різних поверхнях виникає різна сила тертя ковзання: дерев'яний брусок ковзає по дерев'яній дошці; склу; наждаковому паперу.

Сила тертя залежить від матеріалу і якості обробки поверхні, по якій рухається тіло.

Якщо провести ті самі досліди, перевернувши брусок на меншу грань, покази динамометра будуть тими самими. Сила тертя ковзання не залежить від площі дотичних поверхонь.

Покладемо на брусок додатковий тягар, збільшивши в такий спосіб силу нормальної реакції опори. Дослід покаже, що сила тертя ковзання зросте.

Що більша сила притискає тіло до поверхні, то більша сила тертя виникає при цьому.

Закон Амонтона – Кулона: Сила тертя ковзання не залежить від площі дотику тіл і прямо пропорційна силі  нормальної реакції опор.

Коефіцієнт тертя ковзання µ залежить від матеріалів, з яких виготовлені дотичні тіла, якості обробки їхніх поверхонь і наявності між ними сторонніх речовин.

Коефіцієнт тертя ковзання є величиною без одиниць.

🤔 Як зменшити силу тертя ковзання?

Силу тертя ковзання можна зменшити, якщо змастити поверхні. Мастило, переважно рідке, потрапивши між дотичними поверхнями, віддалить їх одну від одної. Тобто ковзатимуть не поверхні тіл, а шари мастила, – тертя ковзання (так зване сухе тертя) заміниться на в’язке (рідке) тертя, за якого сила тертя є істотно меншою.

5. Сила тертя кочення

Сила тертя кочення  – це сила, яка виникає під час кочення одного тіла по поверхні іншого.

Сила тертя кочення зазвичай набагато менша, ніж сила тертя ковзання.

Якщо під дерев'яний брусок підкласти круглі олівці, то пересувати брусок по столу стане значно легше.

Заміна ковзання холодильника на кочення приводить до зменшення сили тертя.

Для зменшення сили тертя людство здавна використовує колесо, а в різноманітних машинах і механізмах – підшипники.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Навіщо футбольні воротарі користуються під час гри спеціальними рукавичками?

Рукавички виготовлені із спеціального матеріалу, який збільшує тертя між руками і м’ячем. (Сучасні рукавиці обробляють латексною піною, що робить їх більш липкими, також додають шар латексу всередині рукавиці воротаря, створюючи поверхню латексу між руками і рукавицями. Це допомагає запобігти ковзанню рукавиць на руках воротарів під час гри)

2. Як напрямлена сила тертя, що діє на коробку, при русі стрічки транспортера?

У напрямку руху транспортерної стрічки.

3. Поверхні всіх суглобів покриті синовіальною рідиною, яку виробляє організм. Яке це має значення для роботи суглобів?

Суглобова рідина по структурі нагадує мастило, за допомогою якої кістки суглобів рухаються безшумно і легко, захищаючи суглобову кісткову тканину від передчасного зношування

4. Щоб зрушити з місця пакунок, отриманий на Новій Пошті, масою 6 кг, який лежить на підлозі, потрібно прикласти горизонтальну силу 15 Н. Який коефіцієнт ковзання між пакунком і підлогою? Користуючись таблицею коефіцієнтів тертя ковзання, з’ясуйте, якій парі матеріалів відповідає отримане значення.

5. Запряжка собак із силою 500 Н рівномірно тягне горизонтальною дорогою санки невідомої маси. Знайти масу саней, якщо відомо, що коефіцієнт тертя дорівнює 0,1.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Які види тертя ви знаєте?

2. Яка сила заважає зрушити з місця великий холодильник? Куди напрямлена ця сила?

3. Чому силу тертя спокою називають рушійною силою?

4. Навіщо взимку тротуари посипають піском?

5. Коли спостерігається сила тертя ковзання і від яких чинників вона залежить?

6. Чому в таблиці коефіцієнтів тертя ковзання надано пари матеріалів, а не кожний матеріал окремо?

7. Чому виникає сила тертя ковзання?

8. Як можна зменшити силу тертя ковзання?

9. Чому кругле тіло котити легше, ніж тягти?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 26,  с. 172 Вправа № 26  (1,2, 4)

Урок 37 Розв’язування задач

Мета уроку:

Навчальна. Закріпити знання за темою «Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість», продовжити формувати навички та вміння розв’язувати фізичні задачі, застосовуючи отримані знання.

Розвивальна. Розвивати уміння аналізувати умови задач та раціонально підбирати методи розв’язання, вчитися встановлювати зв’язки нового із раніше вивченим.

Виховна. Виховувати культуру наукового мовлення та оформлення розрахункових задач, виробляти звички до планування своїх дій.

Тип уроку: урок застосування знань та формування умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. У чому проявляється дія сили тяжіння на тіло?

У падінні тіла на поверхню Землі, у тиску тіла на опору.

2. Меблі для учнів та вчителів привезли до Березанської школи із Києва, при цьому маса бензину у баку вантажівки зменшилася на 9 кг. На скільки зменшилася загальна сила тяжіння, що діє на автомобіль?

3. Якщо тіло рівномірно і прямолінійно рухається відносно Землі, то що більше: сила тяжіння чи вага тіла?

Так як рух рівномірний і прямолінійний, то сила тяжіння чисельно дорівнює вазі тіла.

4. Яка монета масивніша: номіналом в десять гривень, введена у червні 2020 року, вагою 0,064 Н, чи монета номіналом одна гривня «Володимир Великий», введена у 2004 році, вагою 68 мН?

5. Apple iPhone масою 189 г висить на шнурку. З якою силою пружності шнурок діє на Apple iPhone?

6. На підвісному кріслі-коконі на пружині відпочивала Ганнуся масою 35 кг. На скільки видовжилася пружина, якщо її жорсткість становить 5000 Н/м? Відповідь подати в сантиметрах.

7. Скласти текст задачі за поданою скороченою умовою, розв’язати її та оцінити реальність отриманого результату: .

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 25, с. 166  Вправа № 25 (1-3).

Урок 36 Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість

Мета уроку:

Навчальна. Увести поняття сили тяжіння та ваги тіла, ознайомити учнів з природою цих сил; надати уявлення про невагомість; показати, чим поняття «вага» відрізняється від поняття «маса тіла»; показати відмінність ваги та сили тяжіння.

Розвивальна. Формувати вміння працювати за зразком, вказівками вчителя, вчити коментувати свої дії при розв’язуванні задач.

Виховна. Формування почуття відповідальності, вимогливості до себе, охайності.

Тип уроку: комбінований урок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник.

Хід уроку    I. Організаційний момент    IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Переглянь відео https://www.youtube.com/watch?v=asGXbfL1RNs

https://www.youtube.com/watch?v=XP9IRFayD_Y

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Гравітаційна взаємодія

🤔 Чому будь-яке тіло: крапля дощу, яблуко з дерева – падає донизу? Чому горизонтально кинутий м’яч падає на землю? Чому Місяць рухається навколо Землі?

Причина всіх цих явищ полягає в тому, що Земля притягує до себе всі тіла.

🤔 Як ви думаєте, властивість притягувати притаманна тільки нашій планеті?

Усі тіла також притягують до себе Землю. Наприклад, притягання Місяця спричиняє на Землі припливи та відпливи. Завдяки притяганню Сонця наша планета й усі інші планети Сонячної системи рухаються навколо Сонця по певних орбітах.

У 1687 р. Ісаак Ньютон (1642-1727) сформулював закон, згідно з яким між усіма тілами Всесвіту існує взаємне притягання. Таке взаємне притягання об’єктів називають гравітаційною взаємодією або всесвітнім тяжінням.

Ньютон виявив, що інтенсивність гравітаційної взаємодії тим більша, чим більші маси тіл і менша відстань між ними.

2. Сила тяжіння

У фізиці силу гравітаційного притягання Землі, яка діє на тіла поблизу її поверхні, називають силою тяжіння.

Сила тяжіння  – це сила, з якою Земля притягує до себе тіла, що перебувають на її поверхні або поблизу неї.

Сила тяжіння прикладена до центра тіла, яке притягується Землею, і напрямлена вертикально вниз, до центра Землі.

Одиниця сили тяжіння в СІ – ньютон:

Поблизу поверхні Землі прискорення вільного падіння становить приблизно 9,8 ньютона на кілограм

3. Вага тіла

🤔 Що відбувається з тілами внаслідок притягання до Землі?

Усі тіла через притягання до Землі стискають чи прогинають опору або розтягують підвіс. Сила, яка характеризує таку дію тіл, називається вагою тіла.

Вага тіла  – це сила, з якою внаслідок притягання до Землі тіло тисне на горизонтальну опору або розтягує вертикальний підвіс.

Одиниця ваги в СІ – ньютон:

Якщо тіло перебуває в стані спокою або прямолінійного рівномірного руху, то його вага збігається за напрямком із силою тяжіння і дорівнює їй за значенням:

🤔 Яка різниця між силою тяжіння та вагою?

Потрібно розрізняти силу тяжіння і вагу тіла. Сила тяжіння діє на тіло, вага тіла діє на опору або підвіс.

4. Стан невагомості

🤔 Напевно, кожен із вас чув термін «невагомість». Як ви думаєте, яке значення має термін «невагомість»?

Дехто вважає, що невагомість – це стан, який спостерігається лише в космосі, де немає повітря, або там, де відсутня гравітація.

Але це не так! Відсутність повітря сама по собі не спричиняє невагомості, а від гравітації взагалі не сховаєшся – у Всесвіті немає жодного куточка, де б не діяли сили всесвітнього тяжіння. Насправді невагомість – це відсутність ваги. Приберіть у тіла опору або підвіс – і воно опиниться в стані невагомості.

Невагомість – це такий стан тіла, за якого тіло не діє на опору чи підвіс.

Коли тіло рухається під дією лише сили тяжіння, то воно перебуває в стані невагомості (його вага дорівнює нулю ).

Стан невагомості є зовсім не рідкісним для людини. У такому стані знаходиться стрибун із моменту відриву від землі і до моменту приземлення; плавець, який стрибає з вишки; людина, яка стрибає з мосту. У таких випадках, поки ви падаєте вниз, опір повітря є нехтовно малим і можна вважати, що на вас діє тільки сила тяжіння.

Найвідомішим прикладом невагомості є невагомість в умовах космічного корабля. Причина в тому, що космічні кораблі «постійно падають» на Землю через її притягання і водночас залишаються на орбіті завдяки своїй величезній швидкості.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Під дією якої сили рухається вода в річці?

Рух води у річці зумовлений дією сили тяжіння і спрямований у бік зниження рельєфу.

2. Деформацію тіла чи опори спричиняє вага тіла?

Опори.

3. Перший астронавт незалежної України Леонід Каденюк (1951 - 2018) мав масу 85 кг. Яка сила тяжіння діяла на нього при перебуванні на навколоземній орбіті? Якою була вага астронавта в цих умовах?

4. Яка маса тіла, якщо динамометр, до якого він прикріплений, показує 120 Н? Значення прискорення вільного падіння прийняти рівним 10 Н/кг. 

5. Сучасні технології дозволяють виготовляти каністри для палива із спеціальних антистатичних пластиків, які, зазвичай, повторюють металеві конструкції, але мають набагато меншу масу. Одна з таких каністр має місткість 30 л. Якою буде вага бензину, якщо ним заповнити каністру до самого верху?

6. У Києві на фестивалі крижаних скульптур були представлені дивовижні льодяні фігури. Наймолодший учасник виставки, десятирічний Павло разом із батьком, використали для виготовлення крижаного лева брилу розміром 50×50×50 см. Яка сила тяжіння діє на цю брилу?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Чи діє на вас сила притягання до Місяця?

2. Хто відкрив закон, згідно з яким між усіма тілами Всесвіту існує взаємне притягання?

3. Дайте означення сили тяжіння. За якою формулою її обчислюють?

4. До чого прикладена і куди напрямлена сила тяжіння?

5. Дайте означення ваги тіла. У яких випадках її обчислюють за формулою ?

6. Що таке невагомість? За яких умов тіло перебуватиме в невагомості?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 20, Вправа № 20 (1-4)

Урок 35 Лабораторна робота № 8. Дослідження пружних властивостей тіл

Мета уроку:  Навчальна. Експериментально перевірити виконання закону Гука.

Розвивальна. Сприяти: розвитку спостережливості, уваги, пам’яті, уяви, мислення; виробленню звички до планування своїх дій; формуванню вміння самостійно контролювати проміжні і кінцеві результати роботи; формуванню вміння організовувати своє робоче місце. Виховна. Виховувати в учнів охайність під час проведення експерименту, дбайливе ставлення до лабораторного обладнання; виховувати учнів працювати в парах та групах.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник, набір приладів для виконання роботи.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 8

Тема. Дослідження пружних властивостей тіл.

Мета: дослідити пружні властивості гумових шнурів (пружин) під час деформації розтягнення.

Обладнання: штатив із муфтою та лапкою; гумові шнури (пружини); набір тягарців масою 100 г кожен; учнівська лінійка.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, переконайтеся, що ви знаєте відповіді на такі запитання:

1) Що таке деформація? Які існують види деформації?

2) Які деформації називають пружними? пластичними?

3) За якою формулою розраховують силу пружності?

2. Визначте та запишіть ціну поділки шкали лінійки.

Експеримент. Опрацювання результатів експерименту

Відео експеримент

https://www.youtube.com/watch?v=Fcw3n002Ze0

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки. Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиць.

1. Дослідіть пружні властивості гумового шнура А (пружини А) під час деформації розтягнення. Для цього:

1) Складіть установку для дослідження видовження пружного тіла від прикладеної сили як показано на рисунку.

2) Виміряйте довжину недеформованого пружного тіла .

3) Підвісьте до пружного тіла тягарець масою 100 г. Виміряйте довжину деформованого пружного тіла .

Якщо підвішений до шнура тягарець масою 100 г перебуває в стані спокою, він розтягує шнур із силою, що дорівнює приблизно 1 Н.

4) До пружного тіла послідовно підвішуйте 2, 3, 4 тягарці. Для кожного випадку виміряйте довжину деформованого пружного тіла.

5) Визначте видовження шнурів: ; отримані результати подайте в метрах.

6) Знайдіть відношення: .

2. Дослідіть пружні властивості гумового шнура В (пружини В) під час деформації розтягнення. Для цього повторіть дії, описані в пунктах 1-6 попереднього досліду зі шнуром В (пружиною В) (див. алгоритм дій, описаних у досліді 1).

 Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) чи впливає навантаження на те, якою буде деформація (пружною або пластичною); 2) чи залежить у разі пружної деформації жорсткість  шнура від його видовження; 3) як змінилася жорсткість шнура зі збільшенням його товщини вдвічі.

Контрольні запитання

1. Чому пружину для динамометрів виготовляють зі сталі, а не з алюмінію?

2. Для шнура А або В (пружини А або В) побудуйте графік залежності сили пружності від видовження шнура .

3. Пружина динамометра під дією сили 1 Н видовжилася на 20 мм. Під дією якої сили ця пружина видовжується на 8 см?

Творче завдання

Чи зміниться відношення , отримане в роботі, якщо шнур (пружину) замінити на такий самий, але вдвічі довший? Перевірте результати своїх міркувань експериментально.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 19, Вправа № 19 (6, 7). Для дист. Оформити роботу відправити на н.з.

Урок 34 Деформація тіла. Сила пружності. Закон Гука

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Деформація. Види деформації

🤔 Що відбудеться якщо:

- на пружинний амортизатор подіяти з певною силою? (під дією сили пружина стиснеться (розтягнеться) – її довжина зменшиться (збільшиться))

- пом’яти в руці шматочок пластиліну? (зміниться його форма)

- натягти тятиву лука? (одночасно зміняться її розміри та форма)

Деформація – зміна форми та (або) розмірів тіла.

За тим, як саме частини тіла зміщуються одна відносно одної, розрізняють деформації розтягнення, стиснення, вигину, кручення, зсуву.

2. Пружні та пластичні деформації

Види деформації за здатністю тіла до відновлення форми та розмірів:

Пружні деформації – це деформації, які повністю зникають після припинення дії на тіло зовнішніх сил. (стиснутий еспандер, стиснута гумка, розтягнута пружина, гумова нитка, зігнута сталева чи дерев’яна лінійка після припинення дії на них зовнішніх сил відновлюють свої попередні розміри і форму)

Пластичні деформації – це деформації, які зберігаються після припинення дії на тіло зовнішніх сил. (подіявши на шматочок пластиліну, можна виліпити фігурки, які тривалий час зберігатимуть свою форму; глина зберігає форму, надану майстром, зігнута алюмінієва чи мідна дротина теж не відновлює свою попередню форму)

3. Сила пружності

🤔 Якщо ви натягуєте тятиву лука, натискаєте на м'яч або згинаєте гілку дерева, ви відчуваєте їхній опір: з боку цих тіл на руку починає діяти сила, яка чинить опір дії вашої руки. Яка це сила?

Під час деформації завжди виникає сила, що прагне відновити той стан тіла, в якому воно перебувало до деформації. Цю силу називають силою пружності.

Сила пружності – це сила, яка виникає під час деформації тіла і напрямлена протилежно напрямку зміщення частин цього тіла в ході деформації.

Силу пружності позначають символом .

Одиниця сили пружності в СІ – ньютон:

4. Закон Гука

Наукове дослідження процесів розтягування та стискання тіл розпочав у XVII ст. Роберт Гук (1635-1703). Результатом роботи вченого став закон, який згодом отримав назву закон Гука:

Закон Гука:

У разі малих пружних деформацій розтягнення або стиснення сила пружності прямо пропорційна видовженню тіла і завжди намагається повернути тіло в недеформований стан

Видовження  – це фізична величина, яка характеризує деформації розтягнення та стиснення і дорівнює зміні довжини тіла в результаті деформації.

Жорсткість тіла можна визначити, скориставшись законом Гука

Одиниця жорсткості в СІ – ньютон на метр:

Жорсткість – це характеристика тіла, тому вона не залежить ані від сили пружності, ані від видовження. Жорсткість залежить від форми та розмірів тіла, а також від матеріалу, з якого тіло виготовлене.

Сила пружності прямо пропорційна видовженню тіла, то графіком залежності  є пряма. Чим більшою є жорсткість тіла, тим вище розташований графік.

5. Природа сили пружності

🤔 Яка природа сили пружності?

Всі тіла складаються з частинок (атомів, молекул, йонів). У твердих тілах частинки коливаються біля положень рівноваги і взаємодіють міжмолекулярними силами притягання та відштовхування. У положеннях рівноваги ці сили зрівноважені.

У разі деформації тіла у взаємному розташуванні його частинок виникають певні зміни. Якщо відстань між частинками зростає, то міжмолекулярні сили притягання стають сильнішими за сили відштовхування. Якщо ж частинки зближуються, то сильнішими стають міжмолекулярні сили відштовхування. Іншими словами: у разі деформації частинки «прагнуть» відновити положення рівноваги.

Сили, що виникають у разі зміни положення однієї частинки, дуже малі. Однак коли ми деформуємо тіло, то змінюється взаємне розташування величезної кількості частинок. У результаті додавання сил дає помітну рівнодійну, яка протидіє деформації тіла. Це і є сила пружності. Отже, сила пружності – прояв дії міжмолекулярних сил.

6. Динамометр

На практиці часто доводиться вимірювати силу, з якою одне тіло діє на інше.

Динамометр – прилад для вимірювання сили.

Принцип роботи динамометра ґрунтується на порівнянні будь-якої сили із силою пружності пружини .

Основною деталлю динамометра є пружина. До вільного кінця пружини прикріплено стрілку, яка рухається вздовж шкали з поділками, проти яких зазначено величину сили. Динамометр має обмежувач, який не дозволяє пружині видовжуватися за межі прямої пропорційності.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Яка сила заважає ледачому учню провалитися крізь Землю після контрольної роботи з фізики?

Відповідь: сила пружності.

2. Виберіть процеси, під час яких відбуваються пружні деформації: лазіння по канату, вимірювання сили динамометром, ліплення з пластиліну, обробка матеріалів тиском, кручення пружини наручного механічного годинника.

Відповідь: лазіння по канату, вимірювання сили динамометром, кручення пружини наручного механічного годинника.

3. М’яч вдаряється об стіну. Покажіть на малюнку силу пружності, що діє на м’яч.

4. Під час заняття фітнесом Галинка виконала вправу зі стрічковим еспандером, довжиною 92 см. Виконуючи вправу, еспандер розтягнувся до 1,1 м. Чому дорівнює видовження стрічкового еспандера?

5. Один із тренажерів у спортивній залі складається з пружин різної жорсткості, підвішених до стелі. Перша пружина має жорсткість 600 Н/м. Яка сила пружності виникне в пружині, якщо займаючись на ній, юніор розтягнув її на 65 см?

6. Під час проведення експериментального дослідження на визначення жорсткості пружини, Уляна з Микитою записали, що під дією сили 2,5 Н пружина видовжилася на 5 см. Яку жорсткість має досліджувана пружина?

7. На рисунку наведено графік залежності довжини гумового шнура від значення сили, що його розтягує. Які сили пружності виникають в гумовому шнурі, якщо він видовжений на 4 см, 12 см?

8. Під дією сили 300 Н пружина амортизатора стиснулася на 2 мм. На скільки міліметрів стиснеться пружина, якщо на амортизатор подіє сила 1,2 кН?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Що таке деформація? У чому причина її виникнення?

2. Які види деформацій ви знаєте? Наведіть приклади.

3. Які деформації називають пружними? пластичними? Наведіть приклади.

4. Дайте означення сили пружності. Чому виникає сила пружності?

5. Сформулюйте закон Гука.

6. Який прилад слугує для вимірювання сили? Опишіть будову найпростішого лабораторного динамометра.

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 19, Вправа № 19 (2, 4 (а), 5 (в)

Урок 33 Сила – міра взаємодії. Графічне зображення сил. Додавання сил

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Українець Олексій Новіков виборов титул Найсильнішої людини планети у 2020 році вперше відтоді, як ним володів Василь Вірастюк. Він підняв 537,5 кг і встановив новий рекорд.

🤔 Олексій справжній силач, бо щодня тренується і піднімає величезні спортивні снаряди. Що у фізиці розуміють під поняттям «сила»?

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Сила – міра взаємодії

Ми знаємо, що причиною зміни швидкості руху тіла є його взаємодія з іншими тілами. Наприклад:

- Щоб тенісний м’яч повернувся на бік суперника, ви б’єте по м’ячу ракеткою, але і м’яч «б’є» по ракетці.

- Щоб зупинити велосипед, ви натискаєте на ручки гальма і водночас відчуваєте, як вони тиснуть на ваші долоні.

- Працюючи веслами, людина у човні взаємодіє з водою, відкидаючи її назад. При цьому швидкість човна змінюється і човен рухається вперед.

- Гвинти гелікоптера відкидають повітря вниз, внаслідок чого гелікоптер з вантажем піднімається вгору.

В будь-якому випадку результат залежить від того, наскільки «сильною» буде взаємодія. Отже, взаємодія може бути менш або більш сильною.

Сильніше вдарите по м’ячу – м’яч набере більшу швидкість; сильніше натиснете на гальма – скоріше зупиниться велосипед; швидкість човна залежить від того, наскільки інтенсивно людина працює веслами; швидкість гелікопетера залежить від того, наскільки інтенсивно гвинти відкидають повітря вниз.

🤔 Як вимірювати «ступінь взаємодії» тіл?

Сила – це фізична величина, яка є мірою дії одного тіла на інше (мірою взаємодії тіл).

Силу зазвичай позначають символом . Одиниця сили в СІ – ньютон (названа так на честь Ісаака Ньютона (1642-1727)):

1 Н дорівнює силі, яка, діючи на тіло масою 1 кг протягом 1 с, змінює швидкість його руху на 1 м/с.

Те, на скільки змінюється швидкість тіла впливає сила і час дії на тіло. Чим більша сила та чим довше сила діє на тіло, тим помітніше змінюється швидкість руху тіла.

2. Характеристики сили

Сила – векторна величина.

Сила характеризується:

- значенням (модулем);

- напрямком;

- точкою прикладання. 

Графічно силу зображають у вигляді відрізка прямої зі стрілкою на кінці. Початок відрізка суміщають з точкою прикладання сили. Довжина відрізка повинна відповідати модулю сили: чим довший відрізок, тим більше значення сили. Стрілка показує напрям сили.

Змінюючи точки прикладання сили до тіла, або напрямок дії, або значення – будемо отримувати різні результати зміни швидкості тіла.

І швидкість і сила є векторними величинами, тому їх напрямки можуть співпадати, можуть бути протилежно спрямованими, або бути напрямлені під певними кутами. Залежно від співвідношення між напрямком сили і напрямком швидкості руху тіла, сила може спричиняти збільшення, зменшення швидкості тіла, а також впливати на напрямок руху тіла.

3. Рівнодійна сил

🤔 Зазвичай тіла рухаються під дією не однієї сили, а відразу під дією кількох сил. Чи можна замінити усі сили, що діють на тіло однією, рівною по дії усім цим силам?

Рівнодійна сил  (або ) – це сила, яка здійснює на тіло таку саму дію, як декілька сил, що діють одночасно.

🤔 Як визначити цю силу?

Розглянемо найпростіші варіанти, коли на тіло діють дві сили вздовж однієї прямої.

Коли дві сили  і , що діють на тіло, напрямлені в один бік, то напрямок рівнодійної  збігається з напрямком дії сил, а значення рівнодійної обчислюють за формулою: .

Коли дві сили  і , що діють на тіло, напрямлені протилежно, то напрямок рівнодійної  збігається з напрямком більшої сили, а для знаходження значення рівнодійної слід від значення більшої сили відняти значення меншої

4. Умова зрівноваження сил

🤔 Як ви вважаєте, якою буде рівнодійна, якщо до столу прикласти сили, однакові за значенням, наприклад 50 Н, напрямлені як показано на малюнку? Чи зміниться в цьому випадку швидкість руху столу?

Якщо дві сили рівні за значенням, протилежні за напрямком і прикладені до одного тіла, то рівнодійна цих сил дорівнює нулю, оскільки сили зрівноважують одна одну і причини для зміни швидкості руху тіла не існує.

Так, політ в аеротрубі буде безпечним, якщо сила притягання Землі, яка діє на людину, компенсується дією сили повітряного потоку.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. За рисунком визначте як змінюється швидкість руху катера.

Так як напрямок рівнодійної сили, що діє на катер, протилежний напрямку руху катера, то значення швидкості руху з часом зменшується.

2. Автомобіль рухається горизонтальною ділянкою дороги, збільшуючи швидкість. Куди напрямлена рівнодійна сил, прикладених до автомобіля?

Якщо значення швидкості руху тіла збільшується, то напрямок рівнодійної сил збігається із напрямком руху тіла.

3. Зобразіть на кресленні в обраному масштабі силу удару по м’ячу, що дорівнює 25 Н, 35 Н, 40 Н.

4. Біля підніжжя Монблану дорогу перекрили декілька каменів. Двоє водіїв перетягували камінь, прикладаючи сили у 750 Н і 0,5 кН. Зобразіть ці сили на кресленні та знайдіть їх рівнодійну.

5. Двері кімнати намагаються відкрити, прикладаючи дві сили, спрямовані вздовж однієї прямої. Чому дорівнює рівнодійна сил, якщо , ? Скільки відповідей має задача? Зробіть рисунки.

6. На рисунку зображено тіло та сили, що діють на нього: . Перенесіть рисунок до зошита, знайдіть рівнодійну та зобразіть її.

7. На тіло діють три вертикальні сили ,  та ,  при чому  , . Чому дорівнює сила , якщо рівнодійна всіх трьох сил дорівнює 10 Н? Скільки розв’язків має ця задача? Зробіть у зошиті схематичні рисунки, що відповідають кожному з розв’язків.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Дайте означення сили. Якою є одиниця сили в СІ?

2. Чому сила характеризується не тільки значенням, але й напрямком.

3. Як показують силу на рисунках?

4. Дайте означення рівнодійної.

5. Як знайти рівнодійну двох сил, які діють уздовж однієї прямої в одному напрямку? в протилежних напрямках?

6. За яких умов дві сили зрівноважують одна одну?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 18, Вправа № 18 (2, 3, 4 б)

Урок 32 Розв’язування задач

Мета уроку: Закріпити знання за темою «Густина. Одиниці густини», продовжити формувати навички та вміння розв’язувати фізичні задачі, застосовуючи отримані знання.Розвивати уміння аналізувати умови задач, раціонально підбирати методи розв’язання, вчити перевіряти правильність розв’язання задач та оцінювати одержаний результат і його реальність. Виховувати культуру наукового мовлення та оформлення розрахункових задач.

Тип уроку: урок застосування знань та формування умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

1. бесіда за матеріалом § 17.

2. Перевірити виконання задач 1-3 на ст. 118-120 підручника.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Користуючись таблицею густин деяких речовин, визначте, яка речовина має найбільшу густину, а яка – найменшу:

а) найбільшу – золото, найменшу – повітря;

б) найбільшу – осмій, найменшу – водень;

в) найбільшу – іридій, найменшу – кисень;

г) найбільшу – ртуть, найменшу – водень.

2. Срібло у твердому стані має густину 10500 кг/м3, а в рідкому – 9320 кг/м3. Яка причина зміни густини срібла при переході з одного агрегатного стану в інший?

Відомо, що густина залежить від агрегатного стану речовин, і, якщо речовина змінює свій агрегатний стан, то змінюється її об’єм, бо змінюється середня відстань між частинками, а, отже, і густина. Відстань між молекулами срібла буде найменшою в твердому стані та найбільшою в рідкому стані, це означає, що кількість молекул в одиничному об’ємі речовини буде найбільшою в твердому стані та найменшою – в рідкому. Отже, густина срібла найбільша в твердому стані та найменша в рідкому стані, так як в твердому стані молекули знаходяться на менших відстанях, ніж в рідкому.

4. Мешканець Запоріжжя створює цікаві металеві статуетки історичних та фантастичних героїв. Три з них  мають об’єм 300 см3 кожна, а маси складають відповідно 2,67 кг, 2,1 кг та 2,34 кг. Яка з них має густину меншу за цинк?

5. Піноскло – легкий пористий теплоізоляційний матеріал на основі спіненого скла, – має густину 0,5 г/см3, а звичайне скло має густину 2500 кг/м3. У скільки разів густина піноскла менше за густину скла? Поясніть, у чому причина такої великої різниці густин?

6. Еванджеліста Торрічеллі в своїх дослідах по вивченню атмосферного тиску використовував ртуть. У скільки б разів відрізнялися об’єми речовин однакової маси, якщо б замість ртуті використовував Торрічеллі воду?

7. Яка маса посудини, якщо її маса разом з 1 л меду дорівнює 1,72 кг?

8. На скільки зменшиться об’єм води в заповненій доверху посудині, якщо в неї опустити порцелянову фігурку русалочки масою 161 г?

9. Маса мідної кулі об’ємом 135 см3 складає 890 г. З’ясуйте, куля є суцільною, чи має порожнини? Якщо куля має порожнину, то визначте об’єм порожнини.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Опрацювати § 17, Вправа № 17 (3, 4, 5).

Урок 31 Лабораторна робота № 7. Визначення густин твердого тіла та рідини

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 7

Тема. Визначення густин твердого тіла та рідини.

Мета: визначити густини пропонованих твердих тіл і рідини.

Обладнання: терези з важками; лінійка; досліджувані тверді тіла; мірна посудина з водою; посудина з досліджуваною рідиною; паперові серветки.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перш ніж розпочати вимірювання, згадайте:

1) формулу, за якою обчислюють густину;

2) прилади, за допомогою яких можна визначити об’єм твердого тіла;

3) як правильно знімати покази мірної посудини;

4) правила роботи з важільними терезами.

2. Визначте та запишіть ціну поділки шкали лінійки та ціну поділки шкали мірної посудини.

Відео експеримент https://www.youtube.com/watch?v=6q6yfVqzD-o

Експеримент. Опрацювання результатів експерименту

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиць.

1. Визначте густину твердого тіла правильної геометричної форми. Для цього:

1) Виміряйте масу бруска за допомогою терезів.

2) Виміряйте довжину, ширину та висоту досліджуваного бруска за допомогою лінійки. Обчисліть його об’єм (див. формула в таблиці).

3) Визначте густину речовини, з якої виготовлений брусок (див. формула в таблиці) та подайте відповідь у г/см3 та кг/м3.

4) Користуючись таблицями густин деяких речовин у твердому стані, визначте назву речовини, з якої виготовлений досліджуваний брусок. Таблиця дивись у підручнику.

2. Визначте густину твердого тіла неправильної геометричної форми. Для цього:

1) Виміряйте масу досліджуваного тіла за допомогою терезів.

2) Виміряйте об’єм досліджуваного тіла за допомогою мірної посудини, зафіксувавши в таблиці об’єм води в посудині до і після занурення тіла у воду та розрахувавши різницю цих значень (див. таблицю).

3) Визначте густину речовини, з якої виготовлене тіло (див. формула в таблиці) та подайте відповідь у г/см3 та кг/м3.

4) Користуючись таблицями густин деяких речовин у твердому стані, визначте назву речовини, з якої виготовлене досліджуване тіло.

3. Визначте густину рідини. Для цього:

1) Скориставшись порожньою мірною посудиною і терезами, визначте масу невідомої рідини. Зверніть увагу на те, що масу рідини можна визначити як різницю мас посудини з рідиною та порожньої посудини.

2) Виміряйте об’єм рідини у мірній посудині за її шкалою відповідно до ціни поділки.

3) Визначте густину досліджуваної рідини (див. формула в таблиці) та подайте відповідь у г/см3 та кг/м3.

4) Користуючись таблицями густин деяких речовин у рідкому стані, визначте назву досліджуваної рідини.

Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) яку фізичну величину і за допомогою яких приладів ви вимірювали; 2) які результати отримали; 3) які чинники могли вплинути на точність результатів.

Контрольні запитання

1. Прокоментуйте фізичний зміст густини речовини, з якої виготовлений брусок (див. перший дослід), отриманий в ході експерименту. Чому експериментально визначені значення густин речовин, з яких виготовлені досліджувані тіла не співпадають з табличними?

2. Густину яких тіл (твердих, рідких, газоподібних) визначати найважче? Чому?

3. Уважно розгляньте пляшку з-під олії. Знайдіть за вказаними на пляшці даними значення об’єму та маси олії (нетто – це маса товару без упакування). Розрахуйте густину олії.

Творче завдання

Визначте об’єм власного тіла, знаючи, що густина тіла людини приблизно дорівнює густині води.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Опрацювати § 17, ст. 118-120 законспектувати задачі 1-3, для дист. Оформити роботу відправити на н.з.

Урок 30 Густина. Одиниці густини

Мета уроку:  Формування поняття густини речовини; формування навичок розрахунку густини, маси й об’єму тіла.Формування системи фізичного знання на основі наукових фактів, понять, теоретичних моделей.Виховувати розуміння ролі фізичних знань в житті, розуміння важливості отримання знань.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник.

Хід уроку

I.               Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ( перевір себе)

1. Закінчіть речення: «Інерцією називається…» (1,5 бали)

а) властивість тіла, яка полягає в тому, що для зміни швидкості руху тіла внаслідок взаємодії потрібен час;

б) явище збереження швидкості тіла за відсутності або скомпенсованості дії на нього інших тіл;

в) зміна положення тіла відносно інших тіл;

г) рівномірний прямолінійний рух.

2. Виберіть, у якому випадку спостерігається явище інерції? (1,5 бали)

а) пил вибивають з ковдри;                  б) камінь падає на дно колодязя;

в) м’яч відскакує від сітки;                       г) автомобіль набирає швидкість.

3. Закінчіть речення: «Катер, що рухається по озеру з вимкненим двигуном…» (1,5 бали)

а) зупиняється сам по собі;          б) зупиняється в результаті дії опору води;

в) взагалі не зупиняється;             г) зупиняється в результаті дії опору повітря.

4. Закінчіть речення: «Коли ногою вдаряють по м'ячу, то …» (1,5 бали)

а) нога діє на м'яч, а м'яч на ногу не діє;

б) нога діє на м'яч, а м'яч діє на ногу (вони взаємодіють);

в) м'яч діє на ногу, а нога не діє на м'яч;

г) взаємодії між м'ячем і ногою не відбувається.

5. Коли електровоз різко починає свій рух, може статися розрив зчеплення між локомотивом і вагонами. Оберіть правильне твердження. (1,5 бали)

а) імовірніше, що це станеться, коли вагони навантажені;

б) імовірніше, що це станеться, коли вагони порожні;

в) результат не залежить від навантаження вагонів;

г) результат залежить тільки від швидкості електровозу.

6. Яка фізична величина є мірою інертності тіла? (1,5 бали)

а) час руху;     б) швидкість руху; в) маса тіла; г) пройдений тілом шлях після взаємодії.

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Відео урок https://www.youtube.com/watch?v=PJuNnb0fWOA

1. Густина речовини

Всі тіла, що нас оточують складаються з різних речовин.

На спеціальне замовлення для дитячого свята було виготовлено дві залізні фігурки супергероя різного об’єму. Маса цих фігурок теж є різною. Відомо, що маленький  супергерой має масу 936 г при об’ємі 120 см3, а великий має масу 2,34 кг при об’ємі, що складає 300 см3.

Густина речовини –  це фізична величина, яка характеризує речовину і дорівнює відношенню маси суцільного тіла, виготовленого з цієї речовини, до об'єму цього тіла.

Одиниця густини в СІ – кілограм на метр кубічний:

Застосовують також одиницю густини грам на сантиметр кубічний:

Одиниці густини кілограм на метр кубічний і грам на сантиметр кубічний пов’язані співвідношенням:

🤔 Чому дві кульки (див. рис.) однакової маси мають різний об’єм?

Тому що густина дуба сухого менша за густину алюмінію, з яких виготовлені кульки.

🤔 Чому дві однакові склянки наповнені водою та медом рівного об’єму (див. рис.) мають різні маси?

Тому що густина меду більша за густину води.

2. Густини різних речовин

Густини речовин можуть суттєво відрізнятися одна від одної. Саме тому суцільні тіла, однакові за розміром, але виготовлені з різних речовин, будуть мати різну масу.

Об’єм кожного кубика дорівнює 1 см3, маси кубиків зазначені на рисунку.

🤔 Що означає: густина льоду ?

Це означає, що маса льоду об’ємом 1 см3 дорівнює 0,9 г.

🤔 Що означає: густина крейди ?

Це означає, що маса крейди об’ємом 1 см3 дорівнює 2,4 г.

🤔 Що означає: густина міді ?

Це означає, що маса суцільного мідного тіла об’ємом 1 см3 дорівнює 8,9 г.

🤔 Скориставшись таблицею густин дізнайтесь густину платини?

Маса суцільного злитка платини об’ємом 1 см3 дорівнює 21,5 г – це означає, що його густина становить 21,5

🤔 За таблицями густин деяких речовин визначте речовини з найменшою та найбільшою густиною.

Найбільшу густину має осмі. Найменшу густину має водень.

ТАБЛИЦІ ГУСТИМ ДЕЯКИХ РЕЧОВИН

(за температури 0 °С і тиску 760 мм рт. ст.) розглянь таблиці у підручнику

3. Чинники від яких залежить густина речовини

🤔 Чому густина води у склянках різна? Чому густина води у рідкому стані відрізняється від густини води у газоподібному?

Густина суттєво залежить від температури і агрегатного стану речовини.

Якщо речовина змінює свою температуру або агрегатний стан, її маса залишається незмінною, оскільки кількість частинок (молекул, атомів) і маса кожної з них не змінюються. А от об'єм речовини змінюється, оскільки змінюється середня відстань між частинками.

Зі збільшенням температури або при переході речовини з рідкого стану в газоподібний, зростають відстані між частинками. Як наслідок, збільшується об’єм  речовини і зменшується густина

І навпаки, зі зниженням температури або при переході речовини з газоподібного стану в рідкий, зменшуються відстані між частинками. Як наслідок, зменшується об’єм речовини і збільшується густина

4. Розрахунок маси та об’єму тіла за його густиною

У практичних цілях, щоб визначити густину речовини, користуються наведеною вище формулою

Знаючи густину речовини, з якої виготовлене тіло, та його об’єм, можна визначити масу тіла, не зважуючи його. Це ще один із методів визначення маси тіла.

Відповідно, знаючи густину й масу тіла, можна визначити його об’єм

У наведених вище прикладах розглядались однорідні тіла, тобто тіла, що складаються з однієї речовини й не мають порожнин. У таких випадках густина тіла дорівнює густині речовини, з якої його виготовлено.

Якщо в тілі є порожнини або воно складається з різних речовин (наприклад, корабель, футбольний м’яч, людина), то говорять про середню густину тіла. При цьому користуються тими самими формулами.

Наприклад, середня густина тіла людини ; середня густина крові  .

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. На одній шальці терезів стоїть брусок із свинцю, на інший – з олова. На якій чаші знаходиться свинцевий брусок? лівий брусок має менший об’єм, ніж правий, а зрівноважені терези показують, що їх маси однакові. Із таблиці густин деяких речовин у твердому стані, бачмо, що густина свинцю дорівнює 11,3 г/см3, а густина олова – 7,3 г/см3. Густина того бруска буде  більшою, об’єм якого менший за рівних мас тіл. Отже, свинцевий брусок має менший об’єм, тому знаходиться зліва (так як ).

2. На шальках терезів перебувають однакові за об'ємом бруски із заліза та чавуну. На якій шальці знаходиться залізний брусок?  лівий брусок має більшу масу, ніж правий, так як терези не зрівноважені. Крім того, бруски мають однаковий об'єм. Із таблиці густин деяких речовин у твердому стані знаходимо, що густина заліза дорівнює 7,8 г/см3, а густина чавуну 7 г/см3. Так як об'єми тіл однакові, а маси різні, то тіло, що має більшу масу, зроблено з речовини, що має більшу густину за рівних об’ємів. Отже, залізний брусок має більшу масу, а тому знаходиться зліва (так як ).

3. Кисень (як і будь-який з газів) в залежності від умов може перебувати в газоподібному, рідкому або твердому стані. В якому з станів густина кисню найбільша; найменша? Чому?

Відомо, що густина залежить від агрегатного стану речовин, і, якщо речовина змінює свій агрегатний стан, то змінюється її об’єм, бо змінюється середня відстань між частинками, а, отже, і густина. Відстань між молекулами кисню буде найменшою в твердому стані та найбільшою в газоподібному стані, це означає, що кількість молекул в одиничному об’ємі речовини буде найбільшою в твердому стані та найменшою – в газоподібному. Отже, густина кисню найбільша в твердому стані та найменша в газоподібному стані, так як в твердому стані молекули знаходяться на менших відстанях, ніж в рідкому і газоподібному.

4. Газ в закритому циліндрі стискають. Чи змінюється при цьому маса молекул газу? маса газу в циліндрі? Чи змінюється густина газу в циліндрі?

Маса молекул – це стала величина, що залежить від складу молекул, значить вона не зміниться при будь-якому русі поршня. Газ знаходиться в замкнутому просторі, отже кількість його молекул не зміниться, а значить його маса залишиться незмінною, бо маса газу – це сума мас молекул газу. При стисненні, об'єм, займаний газом зменшиться, отже зменшиться  відстань між частинками, а тому його густина збільшиться (так як ).

5. Визначте густину бензину марки А-95, що міститься в цистерні, якщо відомо, що його маса 36 т, а об’єм 50 м3. Густину подайте в кг/м3 і г/см3.

6. Яка маса повітря у кімнаті об’ємом 75 м3?

7. Знайдіть об’єм шматочка крейди, якщо його маса складає 6 г.

8. Що більше 3 г/см3 чи 3 кг/м3?

9. Дві фігурки Гаррі Поттера і Герміони Грейнджер, виготовлені з різних речовин, мають однаковий об’єм. У якої фігури і у скільки разів більше густина, якщо фігурка Гаррі має масу в 3 рази більше.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Дайте означення густини речовини.

2. Які вимірювання необхідно здійснити, щоб визначити густину речовини?

3. Які одиниці густини ви знаєте?

4. Як подати густину в грамах на сантиметр кубічний (г/см3), якщо відоме її значення в кілограмах на метр кубічний (кг/м3)?

5. Чи залежить густина речовини від температури та агрегатного стану речовини? Якщо залежить, то як? Відповідь поясніть.

6. Як обчислити масу тіла за його середньою густиною та об’ємом?

7. Як визначити об’єм тіла, знаючи його середню густину та масу?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 16, Вправа № 16 (2), № 17 (1, 2)

Урок 29 Лабораторна робота № 6. Вимірювання мас тіл способом зважування

Мета уроку: Навчитися користуватися важільними терезами й визначати за їх допомогою масу тіл. Сприяти: розвитку спостережливості, уваги, пам’яті, уяви, мислення; виробленню звички до планування своїх дій; формуванню вміння самостійно контролювати проміжні і кінцеві результати роботи;    формуванню вміння організовувати своє робоче місце. Виховувати охайність під час проведення експерименту, дбайливе ставлення до лабораторного обладнання; виховувати працювати в парах та групах.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник, набір приладів для виконання роботи.

Хід уроку

I.               Організаційний момент

відео дослід : https://www.youtube.com/watch?v=uNTCts4caQU

Лабораторна робота № 6. Вимірювання мас тіл способом зважування

https://youtu.be/uNTCts4caQU

PHYSICSEASY Механіка Експеримент 6

https://youtu.be/OzBBwdqy3bw

Вимірювання маси тіла на важільних терезах

https://youtu.be/b6ZIQgQqmA0

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 6

Тема. Вимірювання мас тіл способом зважування.

Мета: навчитися працювати з важільними терезами та визначати за їхньою допомогою маси тіл.

Обладнання: важільні терези; набір важків; тіла для зважування.

Хід роботи

Правила зважування

1. Терези ставлять перед собою, праворуч від них розташовують футляр із важками. (Учні, в яких провідна рука ліва, футляр розташовують ліворуч. Відповідно слід чинити й далі.)

2. До початку зважування необхідно зрівноважити терези.

Нагадуємо! Для зрівноваження терезів на легшу шальку слід покласти смужки паперу.

3. Зважуване тіло акуратно кладуть на ліву шальку терезів.

4. Важки виймають із футляра спеціальним пінцетом і кладуть на праву шальку терезів.

5. Починають зважування з важка, маса якого близька до маси зважуваного тіла.

Якщо виявиться, що маса цього важка є більшою, ніж маса тіла, важок ставлять на його місце у футлярі, а на праву шальку терезів кладуть важок меншої маси. Якщо маса важка недостатня для зрівноважування терезів, додають важки меншої маси доти, доки буде досягнуто рівноваги.

6. Зрівноваживши терези, визначають загальну масу важків на шальці і за допомогою пінцета кладуть їх у футляр.

7. Закінчивши зважування, перевіряють, чи всі важки покладено у футляр і чи кожен із них є на призначеному для нього місці.

Нагадуємо! На шальки терезів не можна класти вологі, брудні, гарячі тіла, наливати рідини; порошки слід насипати на аркуш, зрівноваживши перед цим терези разом з аркушем.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиці.

1. Чітко дотримуючись правил зважування, виміряйте масу запропонованих тіл.

2. Результати всіх зважувань занесіть до таблиці. Дивись підручник (У таблиці наведено приклад вимірювання маси болта).

Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) яку фізичну величину і за допомогою якого приладу ви вимірювали; 2) які чинники вплинули на точність вимірювань; 3) масу якого тіла виміряно з найбільшою точністю.

Контрольні запитання

1. Під час зважування на лабораторній роботі Олесь зрівноважив свій годинник, при цьому на шальці терезів опинилися такі важки: два по 10 г, один по 1 г, два по 500 мг і один по 10 мг. Якою виявилась маса годинника?

2. Відомо, що у мішечку знаходиться 16 напівдорогоцінних камінців. Використовуючи дані малюнка, знайдіть масу одного камінчика.

3. Подайте в кг такі маси: 4 кг 35 г; 875 г 543 мг; 30 г 80 мг.

Творче завдання

1. Виміряйте масу монетки. Що слід зробити, щоб отримати найточніший результат? Опишіть алгоритм своїх дій. 

2. Виміряйте масу води, яку містить невелика пляшечка (від парфумів, ліків тощо). Опишіть алгоритм своїх дій.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 15, Вправа № 15 (2, 5), для дистанц. написати роботу у зошиті,  оформити звіт про виконання роботи надіслати на н.з.

Урок 28 Явище інерції. Інертність тіла. Маса як міра інертності

Хід уроку

I. Організаційний момент

с. 105 тест підручник

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

переглянь відео урок : https://www.youtube.com/watch?v=S6LuN2nrcGE

1. Взаємодія тіл

С. 108 підручник

🤔 Подивіться на зображення і спробуйте дати відповіді на такі запитання:

- Завдяки чому вхідні двері відчиняються?

- Завдяки чому футбольний м’яч влітає у ворота?

- Завдяки чому дівчина не падає на підлогу?

В усіх прикладах відбувається дія одного тіла на інше, а саме:

- Руки людини і ручки дверей.

- Ноги гравця і футбольного м’яча.

- Дівчини і стільця.

🤔 Дія одного тіла на інше чинить односторонній вплив?

Ні, дія завжди є взаємодією: якщо одне тіло діє на друге, то й друге тіло діє на перше.

2. Умови за яких тіло перебуває в стані спокою

Чашка, яка лежить на столі та люстра, підвішена на стелі, перебувають у стані спокою.

🤔 За яких умов чашка та люстра перебуватимуть в стані спокою відносно Землі?

Всі тіла, які перебувають поблизу поверхні Землі, взаємодіють із нею. Якщо прибрати стіл, відчепити підвіс люстри, чашка і люстра відразу ж почнуть рухатися під дією притягання Землі. А перебувають вони в стані спокою тому, що дія Землі скомпенсована (зрівноважена) дією інших тіл: чашка перебуває в стані спокою, оскільки дія Землі скомпенсована дією столу; люстра перебуває в стані спокою, оскільки дія Землі скомпенсована дією підвісу.

Тіло перебуває у стані спокою, якщо дії на нього інших тіл скомпенсовані.

3. Умови за яких тіло рухається рівномірно прямолінійно

Два великі вчені, давньогрецький учений Аристотель (384 до н. е.- 322 до н. е.) та італієць Ґалілео Ґалілей (1564-1642), на питання: «Що необхідно для того, щоб швидкість тіла була незмінною?» – дали абсолютно різні відповіді. Аристотель: «Тіло потрібно штовхати». Ґалілей: «Тілу не потрібно заважати».

🤔 Хто із вчених виявився правим?

С. 110 рис. 80 розглянь

З точки зору здорового глузду Аристотель дійшов розумного висновку. Для того, щоб тіло рухалось потрібно його штовхати. Але наприкінці XVI ст. видатний італійський учений Ґалілео Ґалілей, провівши досліди зі скочуванням кульок похилим жолобом та здійснивши уявний експеримент, спростував твердження Аристотеля.

Дослід Ґалілея. По посипаній піском поверхні куля котиться зовсім недовго, по тканині – прокотиться набагато довше, а по гладкому склу –  котитиметься дуже довго, але, зрештою, вона зупиниться.

🤔 Яка причина зменшення швидкості кулі в кожному із дослідів?

На підставі своїх дослідів Ґалілео з’ясував, що причиною зменшення швидкості кулі є зовнішня дія – взаємодія із поверхнею. Під час руху по тканині взаємодія між кулькою і поверхнею менше, ніж по піску, а під час руху по склу – ще менше.

🤔 Як буде рухатися кулька горизонтальним гладеньким жолобом, коли руху нічого не заважатиме? (тобто відсутня взаємодія, або дія з боку поверхні буде скомпенсована)

В ідеальному випадку, за відсутності дії на кульку, вона рухатиметься з незмінною швидкістю як завгодно довго.

Умова руху тіла з незмінною швидкістю відома в механіці як закон інерції.

Закон інерції: Тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває в стані спокою лише тоді, коли на нього не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані.

4. Інерція

Фізичне явище зберігання тілом стану спокою або рівномірного прямолінійного руху називають інерцією (від лат. inertia – нерухомість, бездіяльність).

Інерція – це явище зберігання швидкості руху тіла за відсутності або скомпенсованості дії на нього інших тіл.

У фізиці рух тіла за ідеальних умов (коли на тіло зовсім не діють інші тіла) називають рухом за інерцією.

Проблемне питання

🤔 Чи можна вважати рухом за інерцією рух космічного корабля вдалині від зір? рух шайби по льоду після удару ключкою? рух кулі на доріжці під час гри в боулінг?

Відповідно до означення інерції тіла дані рухи можна вважати рухами за інерцією. Насправді у реальності неможливо створити умови, за яких дія інших тіл відсутня. Тому в повсякденні рухом за інерцією вважають випадки, коли дія на тіло інших тіл є доволі слабкою і до помітної зміни швидкості свого руху тіло проходить значний шлях.

5. Результат дії одного тіла на інше

🤔 Як буде рухатися тіло, на яке діють інші тіла, і ця дія не є скомпенсованою?

🤔 Як рухатиметься більярдна куля, на яку налітає інша куля, і її удар нічим не компенсується?

Більярдні кулі полетять у різні боки з різними швидкостями (тіла змінюють швидкість свого руху за напрямком і значенням).

🤔 Як буде рухатися новорічна іграшка, що висить на нитці, якщо нитку перерізати і дія Землі не буде зрівноважена дією нитки?

Новорічна іграшка при перерізанні нитки почне падати з дедалі більшою швидкістю (тіло змінює значення швидкості свого руху).

🤔 Що буде, якщо, рухаючись на велосипеді, ви припините обертати педалі і ваша дія не скомпенсує опір руху велосипеда з боку дороги та інших тіл?

Ви на велосипеді станете рухатися повільніше і врешті-решт зупинеться (тіло змінює значення швидкості свого руху).

Якщо дії на тіло інших тіл не скомпенсовані, то тіло змінює швидкість свого руху за значенням чи напрямком або одночасно за значенням і напрямком.

6. Інертність

Ми з повсякденного життя знаємо:

- М’яч, що прийняла тенісистка ракеткою не миттєво відбивається від сітки, а поступово. Сам удар о сітку триває деякий час.

- Воротар зупиняє футбольний м’яч не миттєво, а витрачає на це час.

У фізиці таку властивість тіл «чинити опір» зміні швидкості називають інертністю. Дану властивість мають усі тіла.

Інертність – властивість тіла, яка полягає в тому, що для зміни швидкості руху тіла внаслідок взаємодії потрібен час.

Чим цей час більший, тим інертніше тіло. Швидкість руху одних тіл змінити легко, інших – набагато складніше.

🤔 Вантажівка чи легковий автомобіль є більш інертними?

Вантажівка інертніша (для зміни швидкості її руху потрібен більший час) за легковий автомобіль.

7. Маса тіла

Інертність тіл характеризується фізичною величиною – масою. Чим більшою є маса тіла, тим більше часу потрібно для зміни швидкості його руху внаслідок тієї самої дії.

Маса тіла – це фізична величина, яка є мірою інертності тіла.

Масу тіла позначають символом . Одиниця маси в СІ – кілограм: кг

Крім кілограма використовують також кратні та частинні одиниці маси, наприклад:

Підручник с.116 внизу сторінки

До травня 2019 р. існував міжнародний еталон кілограма, створений у 1880 р.. Він являє собою циліндр, виготовлений зі сплаву платини й іридію. Маса циліндра – рівно 1 кілограм. Цей еталон зберігається у Франції, у Міжнародному бюро мір і ваг, розташованому в м. Севр (передмістя Парижа). Зараз одиницю маси визначають через одну із фундаментальних фізичних констант (сталу Планка).

Найпоширеніший спосіб вимірювання маси тіл, яким користуються в побуті, – це зважування.

Зважування базується на гравітаційних властивостях тіл: чим більшою є маса тіла, тим сильніше воно притягується до Землі, тому сильніше тисне на шальки терезів.

Для визначення маси тіла використовують терези та ваги.

8. Зв’язок між масами і швидкостями тіл, яких набувають тіла внаслідок взаємодії

Поставимо на гладеньку горизонтальну поверхню два візки зі стиснутими пружинами. Розпрямляючись, пружини нададуть візкам певної швидкості.

Якщо візки набудуть однакових швидкостей і, відповідно, проїдуть до зупинки однакову відстань, це означитиме, що вони однакові за масою.

С.115 підручник рис. 85

Однакові за масою візки через дію пружин набудуть однакових за значенням швидкостей.

Якщо один із візків, набуде меншої швидкості і, відповідно, проїде меншу відстань, то він має більшу масу. С115 рис. 86.

Різні за масою візки через дію пружин набудуть різних за значенням швидкостей.

Численні досліди переконливо свідчать:

У разі будь-якої взаємодії двох тіл відношення мас тіл дорівнює оберненому відношенню змін швидкостей їхніх рухів

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. З якими тілами взаємодіє мобільний телефон, що лежить на столі?

Мобільний телефон, що лежить на столі взаємодіє із Землею та із столом. Мобільний телефон знаходиться в стані спокою, оскільки ці взаємодії зрівноважені.

2. Залізна бляшанка притягується до магніту. Чи притягується магніт до бляшанки?

Дія завжди є взаємодією: якщо одне тіло діє на друге, то й друге тіло діє на перше. Магніт буде притягатися до цвяха.

3. Яблуко знаходилось в стані спокою на столі вагона при рівномірному русі потяга, а потім покотилося вперед у напрямку руху потяга. Що відбулося з потягом: він щойно відійшов від станції і набирає швидкість, чи наближається до станції перед зупинкою?

Яблуко знаходилося в стані спокою на столі вагона при рівномірному русі потяга, а потім за інерцією покотилося вперед. Це означає, що швидкість потяга зменшилася, адже яблуко продовжило свій рух за інерцією. Отже, потяг почав гальмувати, а тому він наближається до станції перед зупинкою.

4. Що буде з вершником, що скаче на коні, якщо кінь раптово зупиниться?

Вершник за інерцією буде продовжувати рухатися вперед, і може перелетіти через голову коня.

5. Чому, для того, щоб посадити молоток на ручку, вдаряють кінцем ручки молотка об нерухомий предмет?

Щоб посадити молоток на ручку слід різко вдарити ручкою об твердий предмет. Цим ручка зупиняється, а молоток, який в міру жорстко закріплений на ручці внаслідок інертності не зупиняється миттєво, а продовжує рух в напрямку удару. Внаслідок цього молоток насаджується на ручку.

6. З літака скидають вантаж. Чи впаде він на землю під місцем кидання? Якщо ні, то куди зміститься відносно цього місця та чому?

Вантаж впаде трохи далі від місця кидання по руху літака. Це пов’язане з тим, що вантаж має швидкість під час скидання з літака таку саму, як і літак, а тому за інерцією продовжить рухатися вперед.

7. Покладіть на склянку поштову листівку, а на листівку покладіть монету. Вибийте  листівку клацанням пальця. Чому листівка відлітає, а монета падає в склянку?

При різкому вибиванні швидкість листівки збільшується занадто швидко, а час їх взаємодії з монетою дуже малий, тому листівка не встигає внаслідок інертності монети надати їй достатню швидкість, щоб вона почала рухатися разом із нею.

8. Який візок в супермаркеті легше зупинити при його русі по інерції: порожній або навантажений? Чому?

Порожній візок зупинити легше, так як він має меншу масу, тобто менш інертний. Чим більше маса, тим інертніше тіло і тим більше зусилля потрібно прикласти, щоб зупинити візок.

9. Чому при пострілі з гармати снаряд набуває більшої швидкості, ніж сама гармата?

Тому що у гармати більша маса, значить вона більш інертна і зміна її швидкості буде у свою чергу значно менша, ніж у снаряда. Отже, при пострілі з гармати швидкості снаряда і гармати будуть відрізнятися значно, при чому снаряд отримає більшу швидкість, ніж гармата.

10. У скільки разів швидкість снаряду більша за швидкість відкочування гармати при віддачі?

У стільки ж разів, у скільки маса гармати більша за масу снаряду на основі співвідношення між масами тіл  і швидкостями, яких вони набувають після взаємодії.

11. Зіштовхнули дві нерухомі кульки, і вони відкотилися в різні боки з однаковими швидкостями. Що можна сказати про маси цих кульок?

Маси у кульок однакові, адже при взаємодії тіл відношення мас обернено пропорційне до швидкостей, отриманих внаслідок взаємодії, а за умовою задачі швидкості однакові.

12. Хлопчик масою 40 кг стрибнув із нерухомого човна на берег. Швидкість хлопчика 3 м/с. Якою є маса човна, якщо він набрав швидкість, що дорівнює 2 м/с.

13. З гармати масою 3 т вистрілили в горизонтальному напрямку ядром масою 20 кг. При цьому ядро набуло швидкості 300 м/с. Якої швидкості набула гармата при віддачі?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Наведіть приклади взаємодії тіл.

2. За яких умов тіло перебуває у стані спокою? рухається рівномірно прямолінійно?

3. Як рухається тіло, якщо на нього не діють інші тіла?

4. Дайте означення інерції.

5. Що відбувається з тілом, коли дії на нього інших тіл не скомпенсовані?

6. Наведіть приклади, які свідчать про те, що для зміни швидкості руху тіла потрібен час.

7. Дайте означення інертності.

8. Які властивості тіла характеризуються його масою?

9. Назвіть одиницю маси в СІ.

10. Опишіть тіло, яке є міжнародним еталоном кілограма.

11. Назвіть способи вимірювання маси тіла. На якій властивості тіла ґрунтується кожен з них?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати §15, Вправа № 15(1-3) с. 119 усно

Урок 27  Повторення . Розв’язування задач

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

1.бесіда за матеріалом § 11

Бесіда за питаннями

1. Який рух називають нерівномірним? Наведіть приклади.

2. Дайте визначення середньої швидкості руху тіла.

3. Як обчислити середню швидкість руху тіла?

4. Назвіть види механічного руху. Наведіть приклади.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Спортсмен біжить стадіоном. Перший круг він пробіг зі швидкістю 11 км/год, а другий – зі швидкістю 9 км/год. Обчисліть середню швидкість бігуна протягом двох кругів.

2. Моторний човен, рухаючись між двома населеними пунктами першу половину часу їхав зі швидкістю 120 км/год, а другу – зі швидкістю 100 км/год. Обчисліть середню швидкість моторного човна на всьому шляху.

3. Під час екскурсії на гору Лева група піднімалася зі швидкістю 2,6 км/год, а спускалася з іншого боку гори зі швидкістю 4,4 км/год. Якою була середня швидкість групи на всьому шляху, якщо на підйом було витрачено 3/4 всього часу?

4. Щоб потрапити з Житомира у національний дендрологічний парк «Софіївка», група туристів проїхала 3/5 шляху автобусом по дорозі, а решту шляху – на квадроциклах. Обчисліть середню швидкість групи, якщо швидкість автобуса дорівнювала 90 км/год, швидкість квадроциклів – 20 км/год.

5. При перевезенні вугілля до пункту призначення локомотив проїхав першу половину часу зі швидкістю 85 км/год. З якою швидкістю поїзд їхав другу половину часу, якщо його середня швидкість на всьому шляху становила 75 км/год?

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 9-13, тестові завдання , самоперевірка с. 105-106

Урок 26 Захист навчальних проєктів з теми «Механічний рух»

Мета уроку: Визначити рівень оволодіння знаннями за темою, обраною для навчального проєкту в межах теми «Механічний рух». Розвивати уміння правильно розподіляти час; самостійність у навчанні; вміння самостійно застосовувати правила, закони.  Виховання дисципліни, чесності, відповідальності.

Тип уроку: урок контролю та корекції навчальних досягнень.

Обладнання:  презентації проєктів, моделі, установки.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Орієнтовні  критерії оцінювання навчального проєкту

1. Актуальність -1 бал.

2. Оформлення роботи (паперові носії) - 2 бали.

3. Достовірність - 1 бал.

4. Науковість - 2 бали.

5. Представлення - 2 бали.

6. Презентація (малюнки) - 2 бали.

7. Обговорення - 2 бали.

Орієнтовне  оформлення проєкту (паперові носії та презентація)

1. Назва проєкту.

2.Тип проєкту.

3.  Керівник проєкту (вчитель).

4. Виконавці проєкту.

5.  Проблема.

6.  Мета.

7.Очікуваний результат (для дослідження).

8.  Завдання проєкту.

9.  Хід роботи.

10.  Висновки.

11. Використані джерела інформації

Типи  проектів

Ø Дослідницький.

Ø Інформаційно-пошуковий.

Ø Творчий.

Ø Рольовий.

Проект - це «п'ять П»

ü Проблема.

ü Проєктування (планування).

ü Пошук інформації.

ü Продукт.

ü Презентація (представлення результату).

II. ЗАХИСТ ПРОЄКТІВ

Орієнтовні теми

1. Рух – це життя. Розвиток транспорту: пліт – човен – судно; повітряна куля – дельтаплан – літак; автомобіль.

2. Транспортна логістика. Розробка оптимального (за часом, відстанню) маршруту подорожі від вашого міста (села) до Північного (Південного) полюса або до будь-якого іншого місця нашої планети.

3. Хто найшвидший? Порівняння швидкостей руху тварин і транспортних засобів.

4. Визначення середньої швидкості руху тіл різними способами.

5. Обертальний рух в природі – основа відліку часу.

6. Коливальні процеси в техніці та в живій і неживій природі.

Теми експериментальних досліджень

1. Вимірювання часу реакції людини на візуальний сигнал.

2. Визначення середньої швидкості руху людини під час прогулянки.

3. Визначення середньої швидкості польоту м’яча.

4. Побудова графіків механічного руху паперового літачка та визначення середньої швидкості його руху.

5. Коливальні процеси в живій природі.

6. Коливальні процеси в техніці.

7. Коливальні процеси в неживій природі.

Додаткові теми

1. Еволюція приладів для вимірювання часу.

2. Способи відліку часу. Календарі.

3. Надшвидкі потяги світу.

4. Рекорди швидкості серед живих істот і серед технічних пристроїв. Порівняння.

5. Історія рекордів швидкості на суднах.

6. Історія рекордів швидкості на автомобілях.

7. Яким буде транспорт майбутнього.

8. Україна – космічна держава.

9. Марсіанська наукова лабораторія: марсохід «К’юріосіті».

10. Комета Чурюмова – Герасименко.

11. Обертальний рух у природі й техніці.

12. Роль маятника у вивченні фізичних властивостей Землі.

IІІ. ПІДСУМОК УРОКУ

ІV. Домашнє завдання Повторити § 6-13. Проект, творче завдання, дослідження  можна презентувати у вигляді презентації, розповіді, реферата, конспекту відправити на н.з не пізніше 16.12

Урок 25 Контрольна робота №2 "Механічний рух»

Мета уроку: Оцінити рівень сформованості ключових та предметних компетентностей з теми «Механічний рух».Розвивати уміння правильно розподіляти час; самостійність у навчанні; вміння самостійно застосовувати правила, закони. Виховання дисципліни, чесності, відповідальності.

Тип уроку: урок контролю та корекції навчальних досягнень.

Обладнання: картки із завданнями контрольної роботи № 2. 

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Перегляньте завдання  різних типів контрольної роботи № 2,  згадайте правила їх оформлення, розподіляйте правильно час на роботу.

II. ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ

 Контрольна робота № 2 з теми «Механічний рух»

перейди до завдань відкривши посилання

https://docs.google.com/document/d/1Jvtx0salBZM0JBbGvdO2ZGg35bqhUTu_/edit?usp=sharing&ouid=107975613876616500371&rtpof=true&sd=true

IІІ. ПІДСУМОК УРОКУ

ІV. Домашнє завдання

Повторити § 6-13

Урок 24 Узагальнення та систематизація знань з теми «Механічний рух»

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Узагальнити та систематизувати знання на основі аналізу відповідних таблиць і схем, поданих у рубриці «Підбиваємо підсумки розділу 2 “Механічний рух”» підручника.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Швидкість рівномірного руху – це фізична величина, яка дорівнює:

а) добутку шляху, який подолало тіло, і часу руху;

б) відношенню часу руху до шляху, який подолало тіло;

в) половині суми початкової та кінцевої швидкостей руху;

г) відношенню шляху, який подолало тіло, до часу руху.

2. Космонавт, перебуваючи на МКС (Міжнародна космічна станція), успішно прямує до Марса. Він перебуває в стані спокою відносно

а) зірок;       б) Землі;   в) приладів, з якими працює;    г) Сонця.

4. Період малих коливань математичного маятника:

а) залежить від маси тягарця;                       б) залежить від довжини нитки;

в) залежить від амплітуди коливань;           г) не залежить від земного тяжіння.

5. Космічний корабель протягом 20 с рухався зі швидкістю 10000 м/с. Яку відстань подолав корабель за цей час?

6. За графіком залежності шляху від часу для рівномірного руху потягу визначте швидкість руху потягу. Відповідь подайте в м/с і км/год.

7. Скільки кроків зробить студент, поспішаючи на лекцію, якщо відомо, що довжина кроку становить 85 см, а рухається він зі швидкістю 2 м/с. Відомо, що до університету від дійшов за 8,5 хв. 

8. Гвинт гелікоптера за 0,5 хвилини здійснює 600 обертів. Чому дорівнює період обертання гвинта? Відповідь подати у мілісекундах.

9. У скільки разів швидкість кінця секундної стрілки баштового годинника більша за швидкість кінця секундної стрілки наручного годинника, якщо довжина стрілки баштового годинника – 1,5 м, а довжина стрілки наручного годинника – 1,5 см.

10. Частота коливань нитяного маятника дорівнює 2 Гц. Скільки коливань здійснює цей маятник за 1 хв?

11. Під час лабораторної роботи учні вивчали властивості математичного маятника. Перший учень зафіксував, що протягом 15 с маятник здійснив 45 коливань. Другий – протягом 10 с маятник здійснив 30 коливань. Порівняйте періоди коливань за результатами двох експериментів.

12. Пів години хлопчик їхав на велосипеді зі швидкістю 24 км/год, а потім ішов пішки 6 км зі швидкістю 4 км/год. Визначте середню швидкість руху хлопчика.

13. У кают-компанії судна, яке здійснює морську подорож у 250 км, розташований годинник. Скільки коливань здійснить маятник годинника за час подорожі, якщо період його коливань дорівнює 0,5 с, а середня швидкість руху судна – 10 м/с?

14. Нитяний маятник коливається із періодом 0,5 секунди. Протягом 4 секунд маятник подолав шлях 8 м. Якою є амплітуда коливань маятника?

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 6-13

Виконати завдання рубрики «Завдання для самоперевірки до розділу “Механічний рух”»

Урок 23 Розв’язування задач

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

бесіда за матеріалом § 13.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Серце – одна з найбільш досконалих коливальних систем. У різних тварин воно скорочується по-різному. У кита, наприклад, 6 скорочень за 1 хвилину, а у синички – 1200 скорочень за той же час. У скільки разів частота скорочень серця синички більша за частоту скорочень серця кита?

2. Частота коливань крил бджоли під час руху становить 250 Гц. Який шлях подолає бджола, здійснивши 20000 коливань при швидкості руху 9 км/год?

3. Скільки коливань здійснить маятник годинника, встановленого в кают-компанії судна, за час подорожі Одеси до Залізного Порту? Період коливань маятника дорівнює 2 с. Відстань від Одеси до Залізного Порту становить 216 км, судно рухається зі швидкістю 54 км/год.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 13, Вправа № 13 (6).

Додаткова задача

1. Частота коливань крилець комара 600 Гц, а період коливань джмеля – 5 мс. Яка комаха і на скільки більше здійснить помахів крильцями за 1 хв польоту?

Урок 22 Лабораторна робота № 5. Дослідження коливань нитяного маятника

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 5

Тема. Дослідження коливань нитяного маятника

Мета: переконатися на досліді, що період коливань нитяного маятника не залежить від амплітуди його коливань і маси тягарця, проте залежить від довжини нитки.

Обладнання: невеличкі важкі кульки відомих мас; дві міцні нерозтяжні нитки завдовжки 1,05-1,1 м; лінійка (мірна стрічка); штатив із муфтою та кільцем; секундомір.

Хід роботи

Відео експеримент https://www.youtube.com/watch?v=ZyoTf507itg

Інструкція до роботи с 103 підручник

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, переконайтеся, що ви знаєте відповіді на такі запитання:

1) Що називають амплітудою коливань?

2) За якою формулою обчислюють період коливань? Яка одиниця вимірювання періоду коливань?

2. Визначте ціну поділки лінійки.

3. Закріпіть кульки на нитках, довжина яких є трохи більшою від 1 м.

4. Установіть на краю стола штатив. Біля верхнього кінця штатива закріпіть за допомогою муфти лапку й підвісьте до неї одну з кульок на нитці так, щоб довжина одержаного маятника становила 1 м.

5. Пересуваючи муфту вздовж штатива, установіть її на такій висоті, щоб кулька опинилась на відстані 3-5 см від розташованої на підлозі лінійки.

Експеримент. Опрацювання результатів експерименту

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиць.

1. Дослідіть залежність періоду коливань маятника від його амплітуди. Для цього:

1) відхиливши маятник на відстань 2-3 см від положення рівноваги і відпустивши, виміряйте час, за який маятник виконає 20 коливань; визначте період коливань;

2) повторіть дослід, збільшивши амплітуду коливань до 5-6 см; визначте період коливань;

3) результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці 1 с. 104 підручник ;

4) зробіть висновок щодо залежності періоду коливань маятника від його амплітуди.

2. Дослідіть залежність періоду коливань маятника від його довжини. Для цього:

1) повторіть дослід, зменшивши довжину нитки маятника до 50 см; амплітуда коливань має становити 2-3 см; визначте період коливань;

2) повторіть дослід, зменшивши довжину нитки маятника до 25 см; амплітуда коливань має становити 2-3 см; визначте період коливань;

3) результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці 2. С 104

4) зробіть висновок щодо залежності періоду коливань маятника від його довжини.

Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) які величини ви навчилися вимірювати; 2) які чинники вплинули на точність одержаних результатів; 3) чи залежить період коливань маятника від амплітуди коливань, маси тягарця, довжини маятника.

Контрольні запитання

1. Чому для визначення періоду коливань визначають час, за який маятник здійснює 20 коливань, а не безпосередньо визначають час одного коливання?

2. Поясніть, чи зміниться період коливань гойдалки, якщо замість двох хлопців на неї сядуть четверо?

3. Не виконуючи вимірювань, визначте період коливань маятника завдовжки 4 м, амплітуда коливань якого 10 см, а маса – 300 г. Вважайте, що маятник розташований у тому самому кабінеті, де ви виконували лабораторну роботу. Свою відповідь обґрунтуйте.

1. Чому коливальний рух є періодичним?

2. Наведіть приклади коливань.

3. Наведіть приклади маятників.

4. Дайте означення амплітуди, періоду, частоти коливань. У яких одиницях вимірюють ці фізичні величини?

5. Яка залежність пов’язує між собою частоту і період коливань?

6. Які коливання називають затухаючими? незатухаючими?

Творче завдання

1. Закріпіть пружину у штативі, підвісьте до неї тягарець. Визначте період коливань тягарця на пружині.

2. Дослідіть, чи залежить період коливань пружинного маятника від маси тягарця.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 13, Вправа № 13 (1, 7), доробити лаб.роб. і творче завдання

Урок 21 Коливальний рух. Амплітуда, період і частота коливань

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

1. Як напрямлена швидкість під час руху матеріальної точки по колу? Як у цьому можна переконатися?

2. Як визначити швидкість рівномірного

руху по колу?

3. Як визначити період обертання, обертову

частоту та радіус траєкторії під час рівномірного руху по колу?

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Відео урок https://www.youtube.com/watch?v=VH5ZxgPx1PU

Цікаве відео https://www.youtube.com/watch?v=7P5chBDkrUM

1. Коливальний рух

Коливальний рух або просто коливання – одна з поширених форм руху тіл в навколишньому світі й техніці. Коливаються:

-         гойдалка;

-         гілки й листя дерев на вітру;

-         під дією вітру коливаються висотні будинки;

-         автомобіль на ресорах під час руху;

-         струни музичних інструментів;

-         маятник заведеного годинника.

🤔 Що вирізняє коливальний рух серед інших відомих вам рухів?

Коливальний рух – це рух, що точно або приблизно повторюється через однакові інтервали часу. Коливальний рух є періодичним.

2. Маятники

Найпростіше досліджувати коливальні рухи за допомогою маятників.

Маятник – це тверде тіло, яке здійснює коливання внаслідок дії пружини або внаслідок притягання до Землі.

Пружинний маятник – це тіло, яке коливається завдяки дії пружини. Коливання пружинного маятника залежать від властивостей пружини і маси тіла.

Фізичний маятник – це тіло, яке завдяки притяганню до Землі здійснює коливання навколо нерухомої горизонтальної осі. Коливання таких маятників залежать від їх маси, геометричних розмірів, форми.

Щоб розміри і форма тіла не впливали на його коливання, слід узяти нитку, довжина якої є досить великою порівняно з розмірами тіла, – у такому випадку тіло можна вважати матеріальною точкою. При цьому нитка має бути легкою і досить тонкою, а щоб під час коливань тіло було на незмінній відстані від точки підвісу, – нерозтяжною. У такий спосіб буде створено фізичну модель – математичний маятник.

Математичний маятник – це тіло, розмірами якого в умовах даної задачі можна знехтувати, яке коливається на довгій, тонкій, невагомій і нерозтяжній нитці (підвісі) завдяки притяганню до Землі.

Невелика металева кулька діаметром 1-2 см, підвішена на тонкій нерозтяжній нитці завдовжки 1-2 м, цілком може слугувати за маятник, на коливання якого не впливатимуть розміри, маса тіла та властивості нитки.

3. Характеристики коливального руху

🤔 Які фізичні величини характеризують коливальний рух?

Амплітуда коливань – це фізична величина, що дорівнює максимальній відстані, на яку відхиляється тіло від положення рівноваги під час коливань.

Амплітуду коливань позначають символом .

Одиниця амплітуди коливань в СІ – метр:

За одне повне коливання тіло проходить шлях , який приблизно дорівнює чотирьом амплітудам:

Період коливань – це фізична величина, що дорівнює часу, за який відбувається одне повне коливання (коливання, за яке система повертається у вихідний стан).

Частота коливань – це фізична величина, яка дорівнює кількості коливань за одиницю часу.

Одиниця частоти коливань в СІ – герц (Гц):

Названа на честь Генріха Рудольфа Герца (1857-1894) – німецький фізик, один із засновників теорії електричних коливань.

Якщо тіло за одну секунду робить одне коливання, то частота його коливань дорівнює одному герцу:

🤔 Чи можемо ми, знаючи період коливань, знайти частоту коливань і навпаки?

Так, виявляється ці величини пов’язані між собою.

Маятники мають дуже важливу властивість: якщо амплітуда коливань маятника набагато менша від його довжини, то частота і період коливань маятника не залежать від амплітуди. Цю властивість малих коливань відкрив Ґалілео Ґалілей, і саме вона покладена в основу роботи механічних годинників.

4. Затухаючі та незатухаючі коливання

🤔 Як примусити гойдалку коливатися?

Її потрібно вивести зі стану рівноваги і відпустити. І вона сама по собі без сторонніх впливів коливається. Такі коливання гойдалки називають вільними (коливання відбуватимуться самі по собі без сторонніх впливів).

🤔 Що буде з амплітудою коливань гойдалки з часом?

Через певний час амплітуда коливань гойдалки помітно зменшиться, а ще через якийсь час коливання припиняться зовсім. Про такі коливання кажуть, шо вони затухаючі (коливання, амплітуда яких із часом зменшується).

Вільні коливання завжди є затухаючими. Затухають із плином часу вільні коливання била дзвона, струни гітари, гілки дерева.

🤔 Як підтримати коливання гойдалки постійними із сталою амплітудою?

Потрібно підштовхувати гойдалку і робити це періодично. Такі коливання називають вимушеними (коливання, які відбуваються під дією зовнішніх впливів).

Вимушені коливання зазвичай є незатухаючими (коливання, амплітуда яких не змінюється з часом).

Незатухаючі коливання здійснює, наприклад, голка швацької машинки, доки працює її механізм, це рух поршня в двигуні автомобіля, рух пилочки під час випилювання ручним або електричним лобзиком, вібрації мобільних телефонів, коли увімкнено відповідний режим.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Які коливання із запропонованих прикладів будуть вільними?

а) коливання маятника годинника;

б) коливання тролейбусних дротів після контакту зі штангами;

в) коливання струни гітари;

г) коливання крил колібрі;

д) коливання голосових зв'язок при мовленні та співі;

е) коливання била дзвону після поштовху.

Відповіді:

Вільні коливання – це коливання, які відбуватимуться самі по собі без сторонніх впливів.

а) не є вільними, тому що коливання відбувається під дією механізмів;

б) так, це вільні коливання;

в) так, це вільні коливання;

г) не є вільними, тому що птах здійснює рух крилами;

д) не є вільними, коливання відбувається при мовленні та співі;

е) так, це вільні коливання.

2. Гойдалка за 1,2 хвилини здійснила 18 повних коливань. Знайдіть період та частоту коливань гойдалки.

3. Голка швацької машини коливається з періодом 0,25 с. Знайдіть частоту коливань голки. Скільки коливань здійснить голка за 2 хвилини?

4. Деяка точка струни коливається з частотою 1 кГц і амплітудою 2 мм. Який шлях (у м) пройде ця точка за 5 секунд?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Чому коливальний рух є періодичним?

2. Наведіть приклади коливань.

3. Наведіть приклади маятників.

4. Дайте означення амплітуди, періоду, частоти коливань. У яких одиницях вимірюють ці фізичні величини?

5. Яка залежність пов’язує між собою частоту і період коливань?

6. Які коливання називають затухаючими? незатухаючими?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 13, Вправа № 13 (2-4)

Урок 20 (7-А) Урок 19 (7-Б) Лабораторна робота № 4. Вимірювання періоду обертання та обертової частоти

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник, набір приладів для виконання роботи.

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Відео експеримент https://www.youtube.com/watch?v=vvfrASDCnOY

Інструкція підручник с. 90

IІІ. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 4

Тема. Вимірювання періоду обертання та обертової частоти.

Мета: виміряти період обертання та обертову частоту тіла під час його рівномірного руху по колу.

Обладнання: пластикова кулька або інше невелике тіло (ґудзик, ключ, тягарець тощо), яке можна легко закріпити на нитці; аркуш паперу із зображенням кола радіуса 15 см; міцна нерозтяжна нитка завдовжки 50-60 см; секундомір; лінійка.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, дайте відповіді на такі запитання.

1) Який рух називають рівномірним рухом по колу?

2) За якими формулами обчислюють період рівномірного руху тіла по колу, обертову частоту? Якими є одиниці періоду обертання, обертової частоти?

2. Прикріпіть кульку (або інше невелике тіло) до нитки. На вільному кінці нитки зробіть петлю, за яку ви будете тримати нитку, обертаючи тіло в горизонтальній площині.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати всіх вимірювань відразу заносьте до таблиці.

Відео експеримент https://www.youtube.com/watch?v=vvfrASDCnOY

Інструкція підручник с. 90

1. Візьміть за петлю нитку з тілом. Розташуйте руку над центром зображеного кола. Не змінюючи положення руки, примусьте тіло рухатися так, щоб траєкторія його руху збігалася з колом. Старайтесь не змінювати швидкість руху тіла в усіх дослідах.

2. Виміряйте час , за який здійснюється, наприклад, 10-15 обертів тіла. Дослід повторіть три рази. Таб с. 91 підручник

Опрацювання результатів експерименту

Для кожного досліду визначте період обертання та обертову частоту тіла під час його рівномірного руху по колу. Результати занесіть до таблиці.

Аналіз експерименту та його результатів

Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) який рух ви вивчали; 2) значення яких величин визначали; 3) які результати отримали; 4) порівняйте одержані вами значення періоду обертання і обертової частоти за результатами трьох дослідів; зазначте причини можливої розбіжності результатів. Напишіть висновок до роботи.

Контрольні запитання

1. Чи зміниться період обертання кульки, якщо рахувати не 15, а 30 обертів?

2. Подайте обертову частоту в СІ: 150 об/хв, 5400 об/год.

3. Комаха повзе по шпиці велосипедного колеса, яке повільно обертається. Намалюйте ймовірну траєкторію руху комахи.

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 12, Вправа № 12 (3, 4) для дистанц. виконати лаб.роб у зошиті фото відправити на н.з до суботи до 25.11

Урок 19(7-А) Урок 20 (7-Б). Швидкість рівномірного руху по колу

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

1. Провести бесіду за матеріалом § 12

Бесіда за питаннями

1. Який рух називають рівномірним рухом по колу?

2. Який рух вважають періодичним? Чому рівномірний рух по колу є періодичним?

3. Які фізичні величини характеризують періодичний рух?

4. Дайте означення періоду обертання. Як визначити період обертання?

5. Дайте означення обертової частоти. Як визначити обертову частоту?

6. Як визначити обертову частоту, якщо відомий період обертання?

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Відео урок до теми : https://www.youtube.com/watch?v=qoTPXR4qhtQ

1. Швидкість рівномірного руху по колу

Ми вже знаємо, що швидкість руху має напрямок і значення. Якщо тіло рухається рівномірно прямолінійно, то значення і напрямок швидкості руху залишаються незмінними. Якщо тіло рухається рівномірно криволінійною траєкторією, значення швидкості руху залишається незмінним, а напрямок увесь час змінюється (під час рівномірного руху по колу значення швидкості руху залишається незмінним, а напрямок швидкості весь час змінюється).

🤔 Як буде напрямлена швидкість руху тіла при рівномірному русі по колу, адже її напрямок весь час змінюється?

Для відповіді на це запитання пригадаймо, куди летить сніг з під коліс автомобіля на засніженій дорозі або куди летять іскри при гострінні інструмента на точилі. Із цих прикладів можна зробити висновок, що під час руху матеріальної точки по колу її швидкість напрямлена по дотичній до кола.

🤔 Яким буде значення швидкості руху тіла при рівномірному русі по колу?

Швидкість будь-якого рівномірного руху тіла розраховується за формулою:

Якщо тіло рівномірно рухається по колу, то за час, що дорівнює періоду , тіло робить один повний оберт, тобто долає шлях, який дорівнює довжині кола . Знаючи шлях і час, за який цей шлях пройдено, отримуємо формулу для розрахунку швидкості рівномірного руху тіла по колу

Рівномірний рух по колу характеризується не тільки періодом обертання тіла, але і його обертовою частотою . Урахувавши обернено пропорційну залежність між періодом і частотою , із формули  дістанемо ще одну формулу для визначення швидкості рівномірного руху тіла по колу

Саме цю швидкість мають на увазі, коли, наприклад, говорять про швидкість польоту штучних супутників Землі, визначають швидкість руху людини, яка кружляє на каруселі, характеризують рух автомобіля на повороті, описують рух частинки у великому адронному колайдері при умові, що вони рухаються рівномірно по колу. 

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Коли перегони на мотоциклах проходять кільцевою трасою, водії намагаються пройти повороти по внутрішньому краю полотна дороги. Для чого вони це роблять?

Шлях за рахунок меншого радіусу, отже, і час руху буде меншим.

2. Для чого поверх коліс велосипеда надівають щитки?

При обертанні колеса у кожній точці колової траєкторії швидкість руху напрямлена вздовж дотичної до кола. В мокру погоду вода з частинками бруду буде відриватися в різних точках колеса і забруднювати все на своєму шляху. Саме для захисту велосипедиста від бруду і застосовують щитки.

3. Час оберту Землі навколо своєї осі дорівнює 24 год. Обчисліть швидкість обертання точок поверхні Землі на екваторі, якщо радіус Землі дорівнює 6400 км.

4. Автомобіль рухається по колу радіусом 500 м зі швидкістю 90 км/год. За який час він проходить одне коло?

5. Швидкість руху диска мотокоси в точці дотику з травою яку скошують, дорівнює 120 м/с. З якою частотою обертається диск мотокоси, якщо його радіус дорівнює 127,5 мм?

6. Хвилинна стрілка годинника у три рази довша від секундної. У скільки разів швидкість руху кінця секундної стрілки більша, ніж хвилинної?

7. Як і у скільки разів потрібно змінити швидкість штучного супутника Землі, який збільшив радіус своєї колової орбіти в 4 рази, а період його обертання при цьому збільшився у 8 разів?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Як напрямлена швидкість під час руху матеріальної точки по колу? Як у цьому можна переконатися?

2. Як визначити швидкість рівномірного руху по колу?

3. Як визначити період обертання, обертову частоту та радіус траєкторії під час рівномірного руху по колу?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 12, Вправа № 12 (7)

Урок 20 ТЕМА:  Рівномірний рух матеріальної точки по колу

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Відео урок: https://www.youtube.com/watch?v=eAKqxK1_jhM

1. Рівномірний рух матеріальної точки по колу

🤔 Ми знаємо, що за формою траєкторії рух тіл поділяють на прямолінійний і криволінійний. Якою траєкторією частіше рухаються тіла?

Якщо уважно придивитися до більшості механічних рухів, які відбуваються у природі чи техніці, то можна помітити, що багато з них здійснюються за криволінійними траєкторіями.

🤔 Наведіть приклади криволінійного руху, що зустрічається у природі й у техніці.

Так рухаються автомобілі на поворотах, велосипедисти, які їдуть лісовими стежками, спортсмени на гірськолижних трасах, тіла, кинуті горизонтально або під кутом до горизонту, літаки під час виконання фігур вищого пілотажу, кабінки оглядового колеса.

Навколо нас відбувається безліч криволінійних рухів і у більшості випадків вони мають складну форму траєкторії. Розглянемо найпростіший з криволінійних рухів – рівномірний рух матеріальної точки по колу (говорячи про рівномірний рух по колу будь-якого фізичного тіла, вважатимемо це тіло матеріальною точкою).

Рівномірний рух матеріальної точки по колу – це такий криволінійний рух, у ході якого точка, рухаючись коловою траєкторією, за будь-які рівні інтервали часу проходить однаковий шлях.

Рівномірно по колу рухаються, наприклад, кабінки оглядового колеса, стрілки годинників, барабан пральної машини. Близьким до рівномірного руху по колу є рух планет навколо Сонця, Місяця навколо Землі, рух будь-якої точки на тілі, що рівномірно обертається.

🤔 Наведіть свої приклади руху по колу. У яких випадках цей рух можна вважати рівномірним?

Майже по коловій траєкторії рухаються: частинки пилу, піднятого смерчем; зорі навколо центра Галактики; планети навколо зір; автомобіль під час проїзду перехрестя з круговим рухом; спортивний молот під час розкручування перед кидком. Рух тіл (матеріальних точок) у даних випадках можна вважати рівномірним, якщо вони за будь-які рівні інтервали часу проходять однаковий шлях.

2. Період обертання

Рівномірний рух по колу – це періодичний рух, тобто рух, який повторюється через певні рівні інтервали часу.

🤔 Як характеризувати періодичні рухи?

Періодичні рухи характеризуються такими фізичним величинами, як період і частота. У разі рівномірного руху по колу говорять про період обертання та обертову частоту.

Період обертання – це фізична величина, яка дорівнює часу, за який матеріальна точка, що рівномірно рухається по колу, здійснює один оберт.

Період обертання позначають символом . Одиниця періоду обертання в СІ – секунда:

🤔 Якими є періоди обертання точок секундної, хвилинної та годинної стрілок годинника?

Кінчик секундної стрілки годинника здійснює один оберт за 60 с, тому період його обертання, як і кожної точки секундної стрілки, дорівнює 60 с .

Кінчик хвилинної стрілки годинника здійснює один оберт за , тому період його обертання, як і кожної точки хвилинної стрілки, дорівнює 3600 с .

Кінчик годинної стрілки годинника здійснює один оберт за , тому період його обертання, як і кожної точки годинної стрілки, дорівнює 43200 с .

🤔 Велосипедист, катаючись на велосипеді, за час 60 с зробив 120 повних обертів педалей. Як визначити час одного повного оберту педалей (період обертання)?

Щоб визначити час одного повного оберту педалей, слід час обертання  поділити на кількість обертів за цей час 

3. Обертова частота

🤔 Велосипедист, катаючись на велосипеді, за час 60 с зробив 120 повних обертів педалей. Як знайти, скільки обертів зроблено педалями за 1 с?

Щоб визначити скільки обертів зроблено педалями за 1 с, потрібно кількість обертів, зроблених тілом , поділити на час, протягом якого вони були здійснені :

Обертова частота – це фізична величина, яка дорівнює кількості обертів за одиницю часу.

Одиниця обертової частоти в СІ – оберт за секунду:

🤔 Чи можемо ми, знаючи період обертання, знайти обертову частоту і навпаки?

Так, виявляється ці величини пов’язані між собою.

Зважаючи на те, що , а , доходимо висновку, що період обертання та обертова частота є взаємно оберненими величинами

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. За 2 хвилини скляний диск для мікрохвильової печі здійснив 10 обертів. Визначте період обертання диску мікрохвильової печі.

2. Якою є обертова частота точок барабану пральної машини, якщо за 5 хвилин віджиму барабан здійснює 4000 обертів?

3. На спиці колеса велосипеда прикріпили світловідбивач. Знайдіть, з якою частотою буде обертатись світловідбивач, якщо період обертання колеса дорівнює 0,2 с.

4. Коли збивають шоколадний коктейль блендером, кожна точка його ножа обертається з частотою 24000 об/хв. Яким є період обертання точок ножа блендера?

5. У скільки разів обертова частота секундної стрілки годинника перевищує обертову частоту годинникової стрілки?

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Який рух називають рівномірним рухом по колу?

2. Який рух вважають періодичним? Чому рівномірний рух по колу є періодичним?

3. Які фізичні величини характеризують періодичний рух?

4. Дайте означення періоду обертання. Як визначити період обертання?

5. Дайте означення обертової частоти. Як визначити обертову частоту?

6. Як визначити обертову частоту, якщо відомий період обертання?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 11, 12, с. 89  Вправа № 12 (1, 5)

Урок 18 Розв’язування задач

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

1.бесіда за матеріалом § 9

Бесіда за питаннями

1. Який рух називають нерівномірним? Наведіть приклади.

2. Дайте визначення середньої швидкості руху тіла.

3. Як обчислити середню швидкість руху тіла?

4. Назвіть види механічного руху. Наведіть приклади.

IІІ. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Спортсмен біжить стадіоном. Перший круг він пробіг зі швидкістю 11 км/год, а другий – зі швидкістю 9 км/год. Обчисліть середню швидкість бігуна протягом двох кругів.

2. Моторний човен, рухаючись між двома населеними пунктами першу половину часу їхав зі швидкістю 120 км/год, а другу – зі швидкістю 100 км/год. Обчисліть середню швидкість моторного човна на всьому шляху.

3. Під час екскурсії на гору Лева група піднімалася зі швидкістю 2,6 км/год, а спускалася з іншого боку гори зі швидкістю 4,4 км/год. Якою була середня швидкість групи на всьому шляху, якщо на підйом було витрачено 3/4 всього часу?

4. Щоб потрапити з Житомира у національний дендрологічний парк «Софіївка», група туристів проїхала 3/5 шляху автобусом по дорозі, а решту шляху – на квадроциклах. Обчисліть середню швидкість групи, якщо швидкість автобуса дорівнювала 90 км/год, швидкість квадроциклів – 20 км/год.

5. При перевезенні вугілля до пункту призначення локомотив проїхав першу половину часу зі швидкістю 85 км/год. З якою швидкістю поїзд їхав другу половину часу, якщо його середня швидкість на всьому шляху становила 75 км/год?

ІV. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

V. Домашнє завдання

Повторити § 9, 10, Вправа № 9 с. 69  №5.

Урок 17 Нерівномірний рух. Середня швидкість нерівномірного руху

Хід уроку

I. Організаційний момент

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

IІI. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Переглянь відео урок

https://www.youtube.com/watch?v=rBCqSwbqF-E

1. Нерівномірний рух

Напевне, вам доводилося їхати автомобілем або потягом із одного міста до іншого. Згадайте: транспортний засіб час від часу гальмує, зупиняється, потім знову набирає швидкість. Стрілка спідометра весь час коливається і тільки іноді завмирає на місці.

З відеосюжету ми бачимо, що стрілка спідометра рухається, коли автомобіль набирає швидкість, або починає гальмувати. Швидкість протягом часу спостереження змінюється, це означає, що за рівні проміжки часу машина проходить неоднакові шляхи, а саме при зростанні швидкості – вони збільшуються, при спаданні – зменшуються.

🤔 Чи можна назвати такий рух рівномірним? (Звичайно, ні)

🤔 Як називають такий рух?

Такий рух називають нерівномірним рухом.

Нерівномірний рух – це рух, під час якого тіло за рівні інтервали часу долає різний шлях.

🤔 Наведіть свої приклади нерівномірного руху з повсякденного життя.

Нерівномірним є рух транспортних засобів, рух людей та тварин, рух тіл, що падають.

2. Середня швидкість руху тіла

🤔 Якщо швидкість автомобіля в кожній точці є різною, як же її визначити? Як характеризувати такий рух?

 Одна з можливих характеристик нерівномірного руху – середня швидкість руху тіла.

🤔 Що необхідно знати, щоб визначити середню швидкість руху тіла?

Говорячи про швидкість нерівномірного руху, мають на увазі середню швидкість на певній ділянці шляху або за певний проміжок часу. Щоб її обчислити, ділять весь пройдений тілом шлях на весь час руху.

Середня швидкість руху тіла  – це фізична величина, що дорівнює відношенню всього шляху , який подолало тіло, до інтервалу часу , за який цей шлях подолано.

3. Види механічного руху

Тепер можемо класифікувати види механічного руху:

·        за формою траєкторії – прямолінійний, криволінійний;

·        за характером руху тіла – рівномірний, нерівномірний.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. За 10 с велосипедист проїхав 200 м, за наступні 20 с – ще 700 м. Знайдіть середню швидкість руху велосипедиста на всьому шляху.

Не слід плутати середню швидкість із поняттям «середнє арифметичне». На прикладі покажемо, що це різні величини.

2. Мотоцикліст перші 30 хв свого шляху рухався зі швидкістю 40 км/год, а наступні 2 год зі швидкістю 50 км/год. Визначте середню швидкість руху мотоцикліста на всьому шляху.

3. Вантажівка проїхала автострадою 50 км та ґрунтовою дорогою 40 км зі швидкостями 100 км/год і 20 км/год відповідно. Визначити середню швидкість руху вантажівки на всьому шляху.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Який рух називають нерівномірним? Наведіть приклади.

2. Назвіть види механічного руху. Наведіть приклади.

3. Дайте визначення середньої швидкості руху тіла.

4. Як обчислити середню швидкість руху тіла?

5. Що ми розуміємо під словами: «середня швидкість автомобіля  дорівнює 70 км/год?»

6. Автомобіль проїжджав за кожну годину 80 км. Чи можна стверджувати, що його рух був рівномірним? 

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 9, Вправа № 9 (4,5)