Импульс пен механикалық энергияның сақталу заңдары. Физика, 10 сынып, презентация.

10.1.4 Сақталу заңдары

10 сынып

Назарбаев Зияткерлік мектебі

Астана 2017

Физика пәнінің мұғалімі: Кенжеханова М.С.

Оқу мақсаты

Сандық және эксперименттік есептер шығару барысында сақталу заңдарын қолдану

Оқушы мақсатқа жетеді, егер …

«импульс» және «энергия» түсінігін білсе;

құбылысты түсіндіру барысында білімін қолданса;

соқтығысу түрлерін сақталу заңдары тұрғысынан түсіндірсе;

импульстің сақталу заңдарын пайдаланып, қорғашан ортадағы құбылыстарды талдаса;

Эксперименттің нәтижесі бойынша қорытынды жасайды және білімін жалпылайды;

осы тақырып бойынша терминдарды қолданып, өз ойымен бөліседі.

Тақырып: сақталу заңдары

1. Энергия түрлері

2. Энергияның сақталу заңдары

3. Кедергі күшіне қарсы атқарылған жұмыс

4. Дене импульсі

5. Импульстің сақталу заңы

6. Құбылысқа мысалдар және оларды түсіндіру

«Энергия» дегеніміз не?

Энергия – бұл дененің немесе жүйенің жұмыс жасау қабілеті. Энергияның бірнеше түрлері бар:

гравитациялық потенциалдық энергия –гравитациялық өрісте орналасқан дененің энергиясы

кинетикалық энергия – қозғалыстағы дененің энергиясы (жылдамдығы бар)

атомдық энергия – атом ядроларындағы энергия

химиялық энергия – химиялық байланыстар энергиясы

серпімді потенциалдық энергия – деформацияланған дене ие болатын энергия (сығылған немесе созылған)

Энергияның түрленуі

Жұмыс атқарылған кезде энергияның түрленуі төмендегідей болады:

гравитациялық потенциалдық энергия – мысалы, дененің гравитациялық өрісте орналасу биіктігі өзгертсе;

кинетикалық энергия – мысалы, дененің жылдамдығы өзгерсе;

жарық энергиясы;

жылулық және жарық энергиясы.

Энергияның сақталуы

Резиналы арқанмен секірген кезде қандай энергияның түрленуі болады?

Энергияның сақталу заңы:

Жүйенің толық энергиясы сақталады.

Гравитациялық потенциалдық энергия дегеніміз не?

Гравитациялық потенциалдық энергия (Ep) денелердің өзара орналасуымен анықталады, мысалы, дененің Жер бетімен салыстырғандағы орнымен.

Массасы m дененің Ep артуы түсірілген күшке және ол денені көтерген биіктікке пропорционал:

Ep: 1-ші мысал

Супермаркеттің қызметшісі жерде жатқан массасы 250 г консервленген жүгері құтысын 2 һ биіктіктегі сөреге көтеріп қойды.

Құтының потенциалдық энергиясы қаншаға өзгерді? (g = 9.81 N kg-1)

ΔEp = mgΔh

= 0.250 × 9.81 × 2

= 4.9 Дж

Ep: 2-ші мысал

Массасы 80 кг спортшы 5 м биіктікке секірді. Оның ең жоғарғы нүктедегі потенциалдық энергиясы неге тең?

(g = 9.81 N kg-1)

Ep = mgh

= 80 × 9.81 × 5

= 3924 Дж

Кинетикалық энергия дегеніміз не?

Кинетикалық энергия (Ek) бұл қозғалыстағы дене ие болатын энергия.

Кинетикалық энергия джоульмен өрнектеледі (Дж)

Масса килограммен өлшенеді (кг)

Жылдамдық метр секундпен өрнектеледі (мс-1).

Мұндағы:

Eк: 3-ші мысал

Массасы 2000 кг автомобиль 10 м/с жылдамдықпен қозғалады. Автомобильдің кинетикалық энергиясы қандай?

ΔEк = ½mv2

= ½ × 2000 ×102

= 100000 Дж

=0,1 МДж

Ek және Ep

Мысалы, егер Жер бетінен h биіктікте орналасқан массасы m дене құлаған кезде оның v жылдамдығы артады.

Үйкелісті емкермесек, энергияның сақталу заңы бойынша дене Δh қашықтықты жүріп өтеді, онда:

Егер үйкеліс күші мен ауаның кедергісін ескермесек, онда Ek мен Ep арасында мынандай байланыс орнайды:

Массасы 400 г доп вертикаль жоғары 5 м/с бастапқы жылдамдықпен лақтырылады. (g = 9.81 Н/ кг).

Доптың бастапқы кинетикалық энергиясы Ek қандай?

Потенциалдық энергияның максималды мәні Ep қандай?

Ek = ½mv2

= ½ × 0.4 × 52

= 5 Дж

ΔEp = Ek

= 5 Дж

Доп қандай максималды биіктікке көтеріледі?

Ep = mgh

h = Ep / mg

= 5 / (0.4 × 9.81)

= 1.27 м

Энергияның сақталуы: 4-ші мысал

Кедергі күші

Кедергі күші – бұл дененің қозғалысына кедергі келтіретін күш.

Неліктен аттракциондарда және жоғары немесе төмен түскен кезде механикалық энергияның бір бөлігі жоғалады?

Бұл күштер: үйкеліс және ортаның кедергі күштері.

Энергия шығынына тең болатын, үйкеліс күшіне қарсы жұмыс атқарылады.

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/energy-skate-park

Дене импульсі

Дене импульсі (p) – бұл векторлық физикалық шама, дене массасының оның жылдамдығына көбейтіндісіне тең.

Импульстің ХБЖ-дегі өлшем бірлігі килограмм-метр секундына (кг·м/с).

Дененің импульсі қалай пайда болады?

Күш импульсі

Дене импульсінің өзгерісі

р: 5-ші мысал

Массасы 100 г, 20 м/с жылдамдықпен ұшып келе жатқан теннис добы қабырғаға серпімді соғылады да, одан дәл сондай жылдамдық алып кері ұшады.

Доп импульсінің өзгерісін анықтаңыз

Δр = mv-(-mv)

= 2× 0,1 × 20

= 4 кг ×м/с

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/collision-lab

1. Екі дене серпімді

соқтығысқан кезде,

екеуі де жаңа

жылдамдық алады

2.

Серпімді соқтығысу

Серпімсіз соқтығысқан кезде денелер бірігеді де, соқтығысқаннан кейін бірге қозғалады.

Импульстің сақталу заңы

m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2 )u

(егер денелер қарама-қарсы қозғалса, «-» қойылады, егер бір дене екіншісін қуып жетсе, онда «+» қойылады)

Серпімсіз соқтығысу

Өзара әрекеттескенге дейінгі денелер импульстарының қосындысы, әрекеттескеннен кейінгі импульстарының қосындысына тең

m1v1 + m2v2 = m1u1 + m2u2

Есептерде екі денеден тұратын жүйе қарастырылады, сыртқы күштер әсері ескерілмейді (тұйық жүйе)

Импульстің сақталу заңы.

– кейбір бөлігі бөлініп қалған кезде, қалған дене бөлігінің қозғалысы

0 = m1v1 - m2v2 немесе m1v1 = m2v2

Мысалы: а) мылтықпен ату

б) зымыранның ұшуы

? Ату кезінде неліктен мылтықтың дүмін иыққа қысып ұстау керек?

Реактивті қозғалыс

Зымыран мен кальмар, сегізаяқ (осьминог), каракатица, медуза сияқты жануарлардың қозғалыстарында қандай ұқсастық бар?

Табиғаттағы реактивті қозғалыс

Табиғаттағы реактивті қозғалыс

Әбден піскен қиярдың «құтырған» дәніне қол тисе болды, ол күшпен дәні араласқан сұйықты сыртқа қарай лақтырады. Ал қиярлардың өзі қарама-қарсы бағытта ұшады. Осы жағдайды импульстің және энергияның сақталу заңдарымен қалай түсіндіруге болады?

Герон шары

Герон Александрийский – грек механигі және математик. Оның бір туындысы «Герон шары» деп аталады.

Шарға су құйып, оны қыздырды. Шардан шыққан бу оны қозғалысқа келтірді.

Осы қондырғының жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз.

Рефлексия

Бүгін мен ... білдім

Маған … қиындық тудырды

Мен … түсіндім

Мен … үйрендім

Мен … жасай алдым

Маған … қызықты болды

Мені … таң қалдырды

Мен … жасағым келеді

Үй тапсырмасы:

§ 12,14; 9 сынып оқулығы

Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А.