Укладач: Пасічна Л. І.

237427818.jpg Закон збереження імпульсу. Реактивний рух.


Мета.

Освітня. Ввести поняття імпульсу, сили імпульсу. Сформулювати закон збереження імпульсу. Вчитися розв’язувати задачі на імпульс тіла.

Розвиваюча. Розвивати логічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру наукового мислення та оформлення задач. .

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

here.gif

Дидактичні матеріали:

План

  1. Актуалізація опорних знань.
  2. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух.
  3. Вчимося розв’язувати задачі.
  4. Запитання до уроку.
  5. Домашнє завдання.
  6. Перевір себе.
  7. Для допитливих.

Хід уроку


  1. Актуалізація опорних знань.

  1. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух.

4.jpgІмпульс тіла. За ІІ законом Ньютона незалежно від того, перебувало тіло в спокої чи рухалося, зміна швидкості його руху може відбуватися лише під дією сили, тобто в результаті взаємодії з іншими тілами. Під час будь-якої взаємодії двох тіл вони обоє змінюють свою швидкість і рухаються з прискоренням. Відношення прискорень тіл дорівнює оберненому відношенню їх мас: . Якщо маси взаємодіючих тіл різні, то швидкості їх змінюються неоднаково. Проте існує така величина, яка змінюється однаково в обох взаємодіючих тілах - це їх імпульс (кількість руху).

Імпульс - характеристика механічного руху, яка чисельно дорівнює добутку маси тіла на його швидкість:

 .

Імпульс - величина векторна, спрямована так само, як і швидкість тіла.

lk10ft-3.jpg

Одиницею імпульсу є:

Розпишемо у ІІ законі Ньютона прискорення:      або .

Добуток сили на час її дії називають імпульсом сили. Результат взаємодії тіл залежить від сили та часу цієї взаємодії.

Однієї й тієї самої зміни імпульсу можна досягти різними способами: або значною силою за короткий час, або тривалою дією малої сили. Наприклад, покладемо на горизонтальну поверхню ста­леву кульку. Швидко пронесемо над нею магніт. Кулька ледве зрушить з місця (мал.а). Повторимо дослід, проносячи магніт повільно. Кулька почне руха­тись за магнітом (мал. б).

img2.jpg  img2.jpg  mqdefault.jpg

images (3).jpgДемонстрація. Залежність результату взаємодії від сили та часу (магніт, металева кулька, візочок, пляшка з водою, паперова стрічка)

Таке визначення другого закону Ньютона є універсальним, застосовним при будь-яких швидкостях тіл, широко використовується і враховується в техніці й побуті. Так, правила роботи на баштових кранах забороняють піднімати великі вантажі ривком, оскільки для зміни імпульсу вантажу за дуже короткий час слід прикладати дуже велику силу, яка може перевищити міцність тросів. Так само пояснюється розривання навіть дуже міцних буксирних тросів, вагонних зчеплень тощо під час різкого ривка буксира чи електровоза.

Друге важливе практичне застосування згаданого співвідношення - це використання різного роду амортизаторів (пом’якшувачів удару). Якщо створити умови, за яких збільшується час гальмування, то цим самим зменшується сила, яка діє на тіло. Так, для здійснення м’якої посадки космічного корабля багаторазового користування зменшують величезний імпульс, вмикаючи гальмівні ракетні двигуни і парашутні системи. Під час перевезення крихких речей їх запаковують у стружку чи войлок. Досвідчений спортсмен, ловлячи м’яч, розслабляє руки і тіло, подається назад разом з м’ячем. Завдяки цьому він збільшує час удару і тим самим зменшує його силу. Циркові артисти для гасіння значного імпульсу під час падіння з великої висоти використовують пружні сітки.

4.jpgЗакон збереження імпульсу. У результаті узагальнення багатьох дослідів і спостережень сформульовано закон збереження імпульсу: у замкнутій (ізольованій) системі сума імпульсів тіл за будь-яких взаємодій між ними залишається незмінною:

,

де  - маси тіл, що взаємодіють,  - відповідні швидкості тіл до взаємодії,  -відповідні швидкості тіл після взаємодії.

images (7).jpgВідео. Закон збереження імпульсу (Час показу 0:44 хв)

images (7).jpgВідео. Закон збереження імпульсу при пружному ударі (Час показу 1:25 хв)

Сили взаємодії можуть бути різними: це можуть бути сили пружності, тяжіння, тертя або будь-яка комбінація цих сил.

На досліді легко виявити незмінність повного імпульсу замкненої системи тіл, тобто сукупності тіл, які взаємодіють лише між собою. Приклади: людина вистрибує на берег із човна, а човен трохи відпливає від берега; гармата отримує «віддачу» при вилітанні з її жерла снаряда.

1-17-2.gif  images (26).jpg

Імпульс системи тіл зберігаються, коли зовнішні сили, що діють на тіла системи скомпенсовані. Закон збереження імпульсу - один з основних законів природи.

Експериментальні дослідження взаємодій різних тіл - від планет і зір до атомів і елементарних частинок - показали, що в будь-якій системі взаємодіючих між собою тіл за відсутності дії сил з боку інших тіл, які не входять до складу системи, або рівності нулю суми діючих зовнішніх сил векторна сума імпульсів тіл залишається незмінною.

Так само, як не буває ізольованих тіл, не буває і ізольованих або замкнутих систем тіл. А тим часом закон збереження імпульсу має широке застосування під час розв’язування задач.

4.jpgРеактивний рух. Закони збереження імпульсу можна продемонструвати на прикладі реактивного руху.

Рух, який відбувається внаслідок відділення частини системи з деякою швидкістю, називають реактивним.

hqdefault (1).jpg смваваіа.png dvigun_vnutrіshnogo_zgorjannja_-_usі_uroki_fіziki_8_klas_.jpg скачанные файлы.jpg

images (3).jpgДемонстрація. Реактивний рух (сегнерово колесо, гумова кулька)

Особливістю реактивного руху є те, що тіло може прискорюватися і гальмувати без якоїсь зовнішньої взаємодії з іншими тілами за рахунок зміни власної маси.

Реактивний рух властивий медузам, кальмарам, восьминогам та іншим живим організмам та рослинам.

 01546698.jpg  Chernaya-morskaya-krapiva--gigantskaya-meduza-s-kolokolchikom.jpg   img58.jpg

У техніці він використовується на річковому транспорті (катер з водометним двигуном), в авіації, військовій справі.

1439810981_42.jpg  1.jpg 

4.jpgОсвоєння космосу. Реактивна техніка дозволила зазирнути людині в глибини космосу. Уперше ідею використання реактивного руху для космічних польотів запропонував учений-інженер Микола Кибальчич. Значний внесок в розробку теорії космічної техніки зробив російський учений Костянтин Едуардович Ціолковський та український — Юрій Кондратюк. Уперше космічний корабель з людиною на борту було запущено у Радянському Союзі в 1961 році.

 Nasa.jpg  00.jpg


  1. Запитання до уроку.

Запитання 34.1. Дайте визначення поняттю “імпульс”. Як його позначають, в яких одиницях вимірюють, за якою формулою розраховують?

Запитання 34.2. Що таке імпульс сили? Як його визначають?

Запитання 34.3. Сформулюйте закон збереження імпульсу.

Запитання 34.4. Який рух називають реактивним? наведіть приклади реактивного руху в природі та техніці.

Запитання 34.5. Поясніть принцип руху ракети. Як можна збільшити швидкість руху ракети?

Запитання 34.6. Чому для польотів в космос використовують лише апарати з реактивними двигунами?

Запитання 34.7. Назвіть прізвища визначних космонавтів та астронавтів. Які українські вчені зробили значний внесок у дослідження та освоєння космосу?

Запитання 34.8. Які головні напрямки дослідження космосу?

Запитання 34.9. Як космонавт може повернутися на корабель, якщо фал випадково обірветься?

Запитання 34.10. Кальмар скороченням м’язів виштовхує із себе рідину, внаслідок чого переміщується і сам. Чи є це прикладом реактивного руху? Свою відповідь обґрунтуйте.

Запитання 34.11. Чи збільшуватиметься швидкість ракети, якщо гази вириваються з неї зі швидкістю, яка: більша від швидкості ракети; дорівнює швидкості ракети; менша від швидкості ракети? Відповідь обґрунтуйте.


  1. Домашнє завдання.

books.pngПідручник: §§ 27-30.

source.gifВправа 34.1. Вгадай слово. Запиши до зошита запитання та відповіді до них.

interrogacao_verde.pngУсне опитування по запитаннях до уроку.


  1. Перевір себе.

скачанные файлы (1).jpgТестові завдання

Запитання 34.1.Т. Тепловоз масою М, який рухався зі швидкістю υ, зчіплюється з вагоном масою m, що рухається в тому самому напрямку зі швидкістю u. Якою буде їхня швидкість руху відразу після зчеплення?

fggfhfg.PNG

Запитання 34.2.Т. Б

os-fizika-2017-04.png

Запитання 34.3.Т. На рисунку зображено траєкторію руху тіла, кинутого з деякої висоти зі швидкістю υ0 під кутом до горизонту.

5_30.jpg

Якою цифрою позначено напрям імпульсу цього тіла в точці A?

А. 1   Б. 2   В. 3   Г. 4 


  1. Для допитливих.