Розв'язування задач

«Серед безладу знайдіть простоту; серед розбрату знайдіть гармонію; в труднощах знайдіть можливості…» А. Ейнштейн

Мета.

Навчальна. Відпрацювати навички розв’язування розрахункових та якісних задач по темі “Релятивістська механіка”.

Розвиваюча. Розвивати логічне та критичне мислення, просторову уяву, предметну компетенцію.

Виховна. Виховувати культуру наукового мислення, оформлення задач.

Тип уроку. Формування знань, умінь, навичок.

Дидактичні матеріали:

• Підручник. Фізика: 10 кл.: підруч. для загальноосвіт. навч. закл.: рівень стандарту/ Бар'яхтар В. Г., Довгий С.О., Божинова Ф. Я, Кірюхіна О. А., ТОВ "Видавництво "Ранок"" , 2018.

План

1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
2. Вчимося розв’язувати задачі.
3. Запитання до уроку.
4. Домашнє завдання.
5. Перевір себе.
6. Для допитливих.

Хід уроку

1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.

Перевірка домашнього завдання.

2. Вчимося розв’язувати задачі.

Таблиця. Фундаментальні фізичні сталі.

Задача 55.1. Обчисліть енергію спокою людини масою 60 кг.

Задача 55.2. У скільки разів для земного спостерігача має сповільнитися час на ракеті, що рухається зі швидкістю 0,8с?

Задача 55.3. З якою швидкістю має летіти протон, щоб його релятивістська маса стала рівною масі спокою -частинки?

Задача 55.4. Потужність випромінювання Сонця дорівнює 3,85·1026 Вт. Визначте зміну маси Сонця за рік?

Задача 55.5. Тіло отримало внаслідок теплопровідності кількість теплоти  і внаслідок випромінювання втратило енергію . Визначте, як зміниться маса спокою тіла. Швидкість світла у вакуумі дорівнює с.

Задача 55.6. У вакуумі ядро випромінює два електрони в протилежних напрямках зі швидкістю 0,8с, де с - швидкість світла у вакуумі. Який вираз описує збільшення відстані між електронами в системі відліку, пов’язаній з ядром?

Задача 55.7. У фантастичному творі описано ракету, яка стартує з космічної станції. Двигун надає їй швидкості 0,9с відносно станції (с - швидкість світла у вакуумі). Станція рухається зі швидкістю 0,8с відносно Землі. Якою може бути максимальна швидкість ракети відносно Землі?

Задача 55.8. Яку швидкість повинно мати тіло, щоб уздовж лінії руху його поздовжні розміри для спостерігача в нерухомій лабораторній системі відліку зменшилися на 20%? Уважайте, що швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль у вакуумі c=3⋅108 м/с.

Задача 55.9. Електрон рухається зі швидкістю 0,8с. Визначте повну енергію електрона, якщо енергія спокою — E0=8,16⋅10−14 Дж. Відповідь запишіть у фемтоджоулях (фемто — 10−15). Уважайте, що швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль у вакуумі c=3⋅108 м/с.

3. Домашнє завдання.

Підручник: §24 - повторити.

Задача 55.10. З ракети, швидкість якої відносно Землі дорівнює 0,8с, випустили вперед снаряд зі швидкістю 0,5с відносно ракети, Яка швидкість снаряду відносно Землі? (В. 0,93 с)

Задача 55.11. У скільки разів подовжується життя нестабільної частинки за рахунок релятивістських ефектів, якщо вона рухається зі швидкістю 0,8с? (В. 1,67 разів)

Задача 55.12. Визначте довжину метрового стержня в системі відліку, що рухається зі швидкістю .  (В. 60 см)

4. Перевір себе.

Задачі середнього рівня складності:

Задача 55.1.С. У вакуумі ядро випромінює два електрони в протилежних напрямках зі швидкістю 0,8 c, де c — швидкість світла у вакуумі. Який вираз описує збільшення відстані між електронами в системі відліку, пов’язаній з ядром? (В: 1,6сt)

Задачі достатнього рівня складності:

Задача 55.1.Д. За якої швидкості руху кінетична енергія тіла в 4 рази перевищує енергію спокою?

Задача 55.2.Д. За якої швидкості руху ракета «скорочується» в 1,5 разів за рахунок релятивістських ефектів?

Задача 55.3.Д. Ядро атома і нейтрон, відстань між якими у деякий момент часу дорівнює 1 м, летять назустріч один одному зі швидкостями відносно лабораторної ІСВ. Через який проміжок часу вони зіткнуться? (1,85 нс)

Задача 55.4.Д. З якою швидкістю має летіти ракета, щоб пройдений шлях, виміряний космонавтом, був в 1,25 разів довший за шлях, виміряний із Землі?

Задачі високого рівня складності:

Задача 55.1.В. Маса рухомого електрона у два рази перевищує його масу спокою. Визначте кінетичну енергію електрона.

Задача 55.2.В. Маса електрона, що рухається, в 11 разів більша, ніж його маса спокою. Визначте кінетичну енергію електрона та його імпульс.

Задача 55.3.В. Повна енергія тіла в 1,5 разів перевищує енергію спокою цього тіла. У скільки разів кінетична енергія тіла відрізняється від енергії спокою?

Задача 55.4.В. Упродовж якого часу повинна працювати атомна електростанція потужності 1 МВт, щоб виробити енергію, що дорівнює енергії спокою тіла, масою 100 г? Відповідь представте в роках.285,14

5. Для допитливих.

Задачі підвищеної складності.

Задача 55.1.О. Протон рухається зі швидкістю м/с. Визначте його кінетичну енергію.

Задача 55.2.О. Електрон, розігнаний прискорювачем, рухається у воді. Вкажіть значення швидкості, яке може мати даний електрон.