Сабақ тақырыбы: Бүкіләлемдік тартылыс заңы

Сабақ  16 Сабақтың аты Жалпы мақсаты Күтілетін нәтиже Топқа бөлу Ынтымақтастық атмосферасы Бағалау  парақшасымен  таныстыру Үй тапсырмасын пысықтау Жаңа сабақ Мағананы тану § 2.6  Бүкіл әлемдік тартылыс заңы Бүкіл әлемдік тартылыс заңы жайлы мағлұмат беру Бүкіл әлемдік тартылыс заңы формулаларын есептер шығаруда  қолдана білуге үйрету Бүкіл әлемдік тартылыс заңы жайлы мағлұмат алады Бүкіл әлемдік тартылыс заңы формулаларын есептер шығаруда  қолдана білуге  үйренеді Мұғалімнің әрекеті Парталарда суреттер тұрады, оқушылар мұғалімнің  үстелінде жатқан суреттерді таңдап, сол сурет орналасқан  партаға отырады. Сөйтіп 4 топ құрамыз.   Шаттық шеңберін жасай отырып, оқушыларды санау арқылы  топқа бөлу Оқушының әрекеті Сол суреттерге  байланысты төрт топқа бөлініп отырады Оқушылардың  мұндағы мақсаты  топтасу санау арқылы   өз жұптарын тауып, бір топ болып құралу Оқушылар бағалау  нұсқаларымен  танысады Әр топқа бағалау парағын таратамыз. Онда жалпы бағалау  жүйесі мен ұпай көрсеткіштері көрсетілген. Кім жылдам»      арқылы үй тапсырмасын қайталаға сыныптқа сұрақтар беру  Үйге берілген тапсырманы сұрақ­жауап арқылы диалогқа түсіру Оқушылардың үй тапсырмасын қалай орындап келгендерін тексеру. 1. Дене импульсінің моменті деп қандай шаманы айтады? 2. Импульс моментінің сақталу заңы қалай тұжырымдалады? 3. Айналып тұрған платформаның шетіне ауыр дене қойғанда, оның бұрыштық  жылдамдығы қалай өзгереді? 4. Гироскоп деген не? 5. Есептерді тексеру. ХVІІ ғ. ортасында ғалымдарды денелердің өзара тартылу күшінің ара қашықтыққа  тғуелділігі ойлантты. Мысалы Күн планеталарды қандай күшпен тартады? Р. Гук 1674  ж. осы мәселе жайында былай деді: “Әсер ету орталығына денелер неғұрлым жақын  орналасса тарту күштері соғұрлым көбірек болады. Бұл күштің ара қашықтыққа  қандай тғуелділікте екендігін мен ғлі тәжірибеде анықтағаным жоқ”. Гуктің  замандастары тарту күшінің өрнегін тауып, оның негізінде планеталар траекториясын  анықтай алмады. Бұл мәселе жөнінде Гуктің ойы болды, бірақ оларды дәлелдей  алмады. 1683 ж. Гук осы мәселемен айналысып жүрген ғалымдар К. Рен және Э. Галлеймен  тартылыс туралы ой бөлісу үшін арнайы кездесті. Бірақ бұл үш ғалымның кездесуі  нғтижесіз болды. Тұйыққа тірелген Галлей осы мәселемен Ньютонға келді. Бұл  мәселенің шешімі Ньютонға көптен белгілі екенін естіген ол қатты таңқалып қуанады! Ньютон тартылу күшінің өрнегін 1666 ж., 24 жасында­ақ анықтаған. Бірақ, ол өзінің  теориясын тәжірибелік деректермен салыстырып, көп алшақтық байқағандықтан  жария етпейді. Нәтижесінде ол ашқан заң көптеген жылдар бойы белгісіз болып қалды. Алайда, ол қолданған деректер нақты дәл емес. Ньютонға дәлірек  өлшеулердің нғтижелері белгілі болғанда, О. Лодж айтқандай, ол “өзінің ескі қолжазбаларын алып есептеуге кірісті… Жаңа деректер есептеу нғтижелерін өзгерте  бастады. Ол өз жұмысын керемет тебіреніспен қайта қарады. Қаламы ойына ілесе  алмады. Соңында есептеулерден керекті нғтиже алды. Ашқан заңның керемет мәні мен тереңдігі оның басын айналдырып, тұманданған көздері қолжазбаны көрмеді.  Шаршаған ол қаламын тастай салады. Әлем құрылымының құпиясы жалғыз өзіне ғана  ашылды…”. Ньютон алғашында еркін құлау үдеуінің ара қашықтыққа тғуелділігін анықтады. Ол  Жер бетінде, демек оның ортасынан 6400 км қашықтықта еркін түсу үдеуі 9,8 м/с2, ал  60 есе үлкен қашықтықтағы Айда: 3600 = 602. Демек, еркін түсу үдеуі Жер ортасынан  ара қашықтықтың квадратына кері пропорционал азаяды. Ньютонның екінші заңына  сәйкес үдеу күшке пропорционал. ‡деудің осылай азаюы тартылу күшінің ара  қашықтықтан тура сондай тғуелділігінен. Тарту күшінің толық формуласын, бұл күштің әсерлесуші денелердің гравитациялық  зарядтарына, демек олардың ескергенде анықтауға болады. Сонымен,   m1 және m2массаларына пропорционал екендігін    F =   G  m1m2    r2   .  (40.1)  Ньютон Жердің оған тартылатын денелермен гравитациялық әсерлесу күшін  анықтайтын өрнекті тапты. Өз интуициясына сенген ол анықталған формуламен өзара  ара қашықтығымен r салыстырғанда өлшемі аз болатын Әлемдегі кез­келген денелер  арасындағы тартылу күшін есептеуге болады деп ойлады. Сондықтан ол өзі анықтаған  өрнекті аспан денелеріне де, Жер бетіндегі денелер үшін де дұрыс  болатын   дамуы Ньютон заңының дұрыстығын, бұл заңды атомдар мен молекулалардан бастап  керемет үлкен жұлдыздар шоғына да қолдануға болатындығын көрсетті. Сонымен, Ньютон ашқан бүкіләлемдік тартылыс заңы   бүкіләлемдік тартылыс заңы ретінде қарастырды. Ғылымның әрі қарай    былай тұжырымдалады:   Кез­келген екі бөлшектің гравитациялық тартылу күші олардың  массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал, ал олардың ара  қашықтығының квадратына кері пропорционал. Бұл заң математикалық түрде (40.1) формуламен өрнектеледі. Бұл  формуладағы G – пропорционалдық коэфициенті тұрақты деп аталады. Бұл жерде бүкіләлемдік тартылыс заңы бөлшектер үшін, демек, өлшемдері қашықтығынан ғлдеқайда аз денелер үшін тұжырымдалған. Алайда бұл заңның  керемет бір ерекшілігі оны басқа да жағдайларда қолдануға мүмкіндік береді.  Тартылу күшінің бөлшектерден ара қашықтығының үшінші немесе төртінші дәрежесіне емес, тек квадратына тғуелділігі бұл заңның аталған ерекшілігі. Есептеулер  көрсеткеніндей тура осыған байланысты (40.1) ­ формуланы ішіндегі заты сфералық­    гравитациялық   r ара симметриялы таралған шар тәрізді   дғнелердің арасындағы ара қашықтықтың кез­ келген мәні үшін қолдануға болады. Бұл жағдайды r ­денелер арасындағы қашықтық  емес, сол денелердің орталықтары арасындағы қашықтық (35­сурет). (40.1) формула  аралық жағдайда да дұрыс, мысалы өлшемі кез­ келген сфералық дене материаялық  нүктемен әсерлескенде. Осы жағдай бүкіләлемдік тартылу формуласын Жер шарының заттарды тарту күшін есептеуге мүмкіндік береді.  Аңыз бойынша Ньютонға  бүкіләлемдік тартылыс туралы ой, ол өз  бағында демалып отырғанда құлаған алма  себеп болған. Ньютонның аяғына дәл  уақытында құлаған алманың ағашы елеусіз  қалмай, оның бөлшектері Англияда осы  уақытқа дейін сақталып келеді деген сөз бар. Бүкіләлемдік тартылыс заңының ашылуы  Ньютонға нақты математикалық  дәлелдеулерге негізделген аспан денелерінің  қозғалу теориясын жасауға мүмкіндік берді.  Осыған дейін ғылымда мұндай жағдай  болған емес.   35­сурет  Бірақ бұл теорияның Ньютон замандастарына күшті әсері, оларды қанағаттанбағандық сезімінің пайда болуына кедергі бола алмады. Олар көптеген “неге?”– деген  сұрақтарды қойды. Неге денелер тартылады? Ньютон бұл сұраққа жауап бермеді.  “Тартылу күшінің қасиеттерінің себебін мен ғлі күнге құбылыстардан қорытып шығара алмадым, мен ойдан гипотеза шығармаймын деп жазды ол “Математикалық  бастамаларда”. Тартылыстың шынында бар екендігі және біз келтірген заңдармен әсер  ететіндігі, сондай­ақ аспан денелерінің және теңіздің барлық қозғалыстарын  түсіндіретіндігі жеткілікті”. Теңіз туралы айтқанда, Ньютон Ай мен Күннің суды тартуынан теңіздің тасу  құбылысын меңзеп отыр. Ньютонға дейін бұл мәселемен екі жыл бұрын Аристотель  айналысқан. Бірақ ол бұл мәселені шеше алмады. Аристотельге бұл мәселе қайғылы  болды. “Негропонт жарқабағынан осы құбылысты бақылап отырып ол теңізге секіріп,  өз еркімен ажал құшты” (Г. Галилей). Жұпта талқылау үшін  “Әлемді шарлау” әдістерін пайдалану    Жұптық жұмыс  «Пилот ­ Штурман» (5 минут) (Штурман – басқарушы, пилот – орындаушы) Берілген формулаларды түсіндіреді 1)  GF  Mm 2R                                                               2)                                                     3)                                              a                                            2 R  GF  mm 2 1 2 R  Жұптың пікірлерін тыңдау,барлық айтылған ой­пікірлерді бағалаудың мақсатына  сәйкестендіру   Жеке жұмыс «есептер шығару» (11 минут) 5­жаттығу. (5,7) 1.Егер Жер кенеттен тоқтап қалса, ол қанша уақытта Күнге құлаған болар еді? Берілгені: Т=365 тәулік     Шешуі  Tt 3 )5,0( a 3 a  T ; 125,0 период     T T t  2 125 ,0 2 365   125,0 2  5,64 тәулік. 2.Жерден   Марсқа   ұшырылған   зымыран   күнді   эллипстік   орбита   бойымен   айнала қозғалады.Марс планетасының Күннен орташа қашықтығы 1,5 астрономиялық бірлікке тең.Зымыран Марсқа қанша уақытта жетеді?  Берілгені:       a  ..11 бa a  ..5,12 бa ?t    Шешуі Кеплер заңын пайдаланамыз:  a   1 a a 2 2 ; ұшу ұзақтығы      l  aa 2 a 5,11  2        25,1    25,1  t 25,1 2  255 т                                                                           Жасаған жұмыстарын 2 жұлдыз, 1 ұсыныспен бағалау. Сергіту сәті «Қаражорға» биі Оқушылар әуенге  билеп,сергиді Ой өріс  Жаңа тақырыпты біз былай түсінеміз» Сол арқылы топпн есептер шығарту арқылы тақырыпты жинақтау толықтырады (кітап,суретпен жұмыс, жинақтау І қатар  1. Массасы 2,4т ғарыш кемесіне, жер маңында әсер еткен ауырлық күші  A) 2,4•105Н   2,4• 104 Н  C) 2,4• 1010 Н  D) 2,4• 109 Н  E) 24• 105Н  {дұрыс жауап} = В  2. Екі дене арасындағы арақашықтық 2 ­ге кемісе, тартылыс күші  A) 2 есе артады.   4 есе артады. C) 2 есе кемиді.  D) өзгермейді.  E) 4 есе кемиді.  { дұрыс жауап } = В  3. Келе жатқан автомобильдің әйнегіне маса келіп соғылады. Масаға және  автомобильге әсер ететін күштер  A) әр түрлі   бірдей  C) масаға аз, автомобильге көп  D) масаға көп, автомобильге аз  E) автомобильге әсер етпейді  { дұрыс жауап } = В  ІІ қатар  1. Ғарышкеменің Жер бетінен жер радиусына тең қашықтыққа алыстағандағы, жерге  тартылу күші  A) 4 есе артады.   4 есе кемиді.  C) 2 есе артады.  D) 2 есе кемиді.  E) өзгермейді  {Правильный ответ} = В  2. Массасы 3,4т ғарыш кемесіне, жер маңында әсер еткен ауырлық күші  A) 3,4• 105Н   3,4• 104 Н  C) 3,4• 1010 Н  D) 3,4• 109 Н  E) 34• 105Н  { дұрыс жауап } = В  3. Екі дене арасындағы арақашықтық 2 есе артса,тартылыс күші  A) 4 есе артады.   4 есе кемиді.  C) 2 есе кемиді.  D) өзгермейді.  E) 2 есе артады.  { дұрыс жауап } = В  ІІІ қатар  1. Массалары бірдей екі дене R қашықтықта F күшпен тартылады. Ара қашықтықты өзгертпей, бірінші дененің массасын 2 есе кемітсе тартылыс күші  A) F =2 F   F = 0,75 F  C) F = 4F  D) F = 0,5F  E) F = 0,25F  { дұрыс жауап } = D  2. Ғарышкеменің Жер бетінен 5 RЖ қашықтығына алыстағандағы тартылыс күші  A) 36 есе артады   36 есе кемиді  C) 5 есе артады  D) 5 есе кемиді  E) өзгермейді  { дұрыс жауап } = В  3. Меркурий ғаламшарының орташа радиусы 2420 км, еркін түсу үдеуі 3,72м/с2 болса,  массасы  A) 3•1015кг   3,27•1023кг  C) 3•1010кг  D) 3•1040кг  E) 3,27•1014кг  { дұрыс жауап } = В  Тест тапсырмаларын оқушылар өздері тексеріп, бағалайды.  Қайталау сұрақ жауап  Бүкіл әлемдік тартылыс заңы дегеніміз не?  Бүкіл әлемдік тартылыс заңының формуласын жаз? Массалары 2 т денелердің бір­біріне тартылыс күшін есепте? Олардың арақашықтығы  1 км. Жер бетіндегі мен жерден бірнене километр биіктіктегі еркін түсу үдеуін салыстыр? Суретті түсіндір Үй тапсырмасы  Бағалау Кеі байланыс Кері байланыс:   «Екі жұлдыз, бір тілек» Оқушылар  күнделіктеріне жазады Бағалау парақшасын  толтырады Рефлексия  4 мин «Нысана» кері байланыс Қосымша ақпараттар   Рефлексия бойынша оқушылар   өз   ойларын эмоция арқылы білдіреді аралық     – қалай көмектесуді   Бағалау қатысушылардың білімін/прогресті қадағалауды   жоспарлайсыз? (ақпартатты қорытындылау/бағалау идеясы)    Пән байланыс Бұл   орынды   өз   сабағыңыз   бойынша   бақылау барысын жазуға қолданыңыз. Сол жақ бағанда жазылған сұрақтарға жауап бере өз сабағыңыз бойынша жазыңыз Дифференциация  Қатысушыларға   қалай жоспарлайсыз?  ­Жекелеген оқушыларға түсініксіз сұрағын түсіндіру арқылы. Анағұрлым   дағдысы   қалыптасқан қандай қатысушыларға тапсырмалар беруді жоспарлайсыз?  ­Күрделенген тапсырмалар Рефлексия Оқыту/сабақтың мақсаттарына  жете алдыңыз ба? Бүгін қатысушылар нені үйренді? Оқытуда атмосфера қалай болды? Менің дифференцирленген әдіс­ тәсілдерім жұмыс барысында  қаншалықты орындалды? Мен кестеге сай жұмыс жасадым  ба? Мен өз жоспарыма қандай  өзгерістер енгізуіме болады және  неге? Қорытынды бағалау Сәтті болған екі жағдайды атаңыз (оқу мен оқыту) 1: 2: Сабақты жақсартуға мүмкін болатын екі жағдайды атаңыз (оқу мен оқыту) 1: 2: Сынып/аудитория   жайында   мен   қандай   жаналық   білдім,   сонымен   қатар   жеке қатысушылар туралы не білдім, менің келесі сабақты өткізуіме осы аталғандар қалай әсер етеді/қалай көрініс табады?