Sākam rakstu sēriju par problēmām un novecojušiem jēdzieniem skolas mācību programmā un ierosinām pārrunāt, kāpēc skolēniem ir vajadzīga fizika un kāpēc mūsdienās to nemāca tā, kā mēs vēlētos.

Kāpēc mūsdienu skolēns mācās fiziku? Vai nu tā, lai vecāki un skolotāji viņam netraucē, vai tad, lai veiksmīgi nokārtotu paša izvēlēto eksāmenu, nokārto vajadzīgo punktu skaitu un iestājas labā augstskolā. Ir vēl viens variants, ka skolēns mīl fiziku, bet šī mīlestība parasti pastāv kaut kā atsevišķi no skolas mācību programmas.

Jebkurā no šiem gadījumiem mācības notiek saskaņā ar to pašu shēmu. Tā pielāgojas savas kontroles sistēmai – zināšanas ir jāparāda tādā formā, lai tās varētu viegli pārbaudīt. Šim nolūkam ir izveidota GIA un vienotā valsts eksāmena sistēma, kā rezultātā gatavošanās šiem eksāmeniem kļūst par galveno apmācības mērķi.

Kā ir sakārtots vienotais valsts eksāmens fizikā tā pašreizējā versijā? Eksāmena uzdevumi tiek sastādīti pēc īpaša kodinātāja, kurā iekļautas formulas, kuras teorētiski būtu jāzina katram skolēnam. Tās ir aptuveni simts formulas visām skolas mācību programmas sadaļām – no kinemātikas līdz kodolfizikai.

Lielākā daļa uzdevumu - kaut kur ap 80% - ir vērsti tieši uz šo formulu pielietošanu. Turklāt nevar izmantot citas risināšanas metodes: es aizvietoju formulu, kas nav sarakstā - es nesaņēmu noteiktu punktu skaitu, pat ja atbilde saplūda. Un tikai atlikušie 20% ir izpratnes uzdevumi.

Rezultātā mācīšanas galvenais mērķis ir nodrošināt, ka skolēni zina šo formulu kopu un prot to pielietot. Un visa fizika ir vienkārša kombinatorika: izlasiet problēmas nosacījumus, saprotiet, kāda formula jums ir nepieciešama, aizstājiet nepieciešamos rādītājus un vienkārši iegūstiet rezultātu.

Elitārajās un specializētajās fizikas un matemātikas skolās izglītība, protams, tiek sakārtota atšķirīgi. Tur, tāpat kā gatavojoties visādām olimpiādēm, ir kāds jaunrades elements, un formulu kombinatorika kļūst daudz sarežģītāka. Bet šeit mūs interesē fizikas pamatprogramma un tās nepilnības.

Standarta uzdevumi un abstraktas teorētiskas konstrukcijas, kas būtu jāzina parastam skolēnam, ļoti ātri tiek izdzītas no viņa galvas. Līdz ar to fiziku pēc skolas beigšanas nezina neviens – izņemot mazākumu, kam tā nez kāpēc interesē vai nepieciešama specialitātē.

Izrādās, zinātne, kuras galvenais mērķis bija dabas un reālās fiziskās pasaules izzināšana, skolā kļūst absolūti abstrakta un attālināta no ikdienas cilvēka pieredzes. Fizika, tāpat kā citi priekšmeti, tiek mācīta grūstoties, un, vidusskolā krasi pieaug apgūstamo zināšanu apjoms, visu iegaumēt kļūst vienkārši neiespējami.

Skaidri par "formulas" pieeju mācībām.

Bet tas nebūtu vajadzīgs, ja mācīšanās mērķis būtu nevis formulu pielietošana, bet priekšmeta izpratne. Galu galā saprast ir daudz vienkāršāk nekā pieblīvēt.

Izveidojiet pasaules attēlu

Paskatīsimies, piemēram, kā lasa Jakova Perelmana grāmatas "Izklaidējošā fizika", "Izklaidējošā matemātika", kuras lasa daudzas skolēnu un pēcskolas vecuma bērnu paaudzes. Gandrīz katra Perlmana "Fizikas" rindkopa māca uzdot jautājumus, kurus katrs bērns var uzdot sev, sākot no elementāras loģikas un ikdienas pieredzes.

Uzdevumi, kurus mums šeit piedāvā atrisināt, ir nevis kvantitatīvi, bet kvalitatīvi: mums nav jāaprēķina kāds abstrakts rādītājs, piemēram, efektivitāte, bet gan jāpārdomā, kāpēc mūžīgā kustība patiesībā nav iespējama, vai ir iespējams šaut no lielgabala uz Mēness; jums ir jāveic eksperiments un jānovērtē, kāda būs jebkuras fiziskas mijiedarbības ietekme.

Piemērs no 1932. gada "Izklaidējošās fizikas": Krilova gulbja, vēžu un līdaku problēma, atrisināta pēc mehānikas noteikumiem. Rezultātā (OD) jāienes ratiņi ūdenī.

Vārdu sakot, šeit nav jāiegaumē formulas - galvenais ir saprast, kādiem fiziskajiem likumiem pakļaujas apkārtējās realitātes objekti. Vienīgā problēma ir tā, ka šāda veida zināšanas ir daudz grūtāk objektīvi pārbaudīt nekā precīzi definētas formulu un vienādojumu kopas klātbūtni skolēna galvā.

Tāpēc fizika parastam skolēnam pārvēršas par trulu drūzmēšanos un labākajā gadījumā - par kaut kādu abstraktu prāta spēli. Pilnīga pasaules priekšstata veidošana cilvēkā nebūt nav tas uzdevums, ko de facto veic mūsdienu izglītības sistēma. Šajā ziņā tas, starp citu, pārāk neatšķiras no padomju laika, ko daudzi mēdz pārvērtēt (jo agrāk izstrādājām atombumbas un lidojām kosmosā, bet tagad tikai protam pārdot naftu).

Pēc fizikas zināšanām studenti pēc studiju beigšanas tagad, tāpat kā toreiz, tiek iedalīti aptuveni divās kategorijās: tie, kas to ļoti labi zina, un tie, kas to nezina vispār. Ar otro kategoriju situācija īpaši pasliktinājās, kad fizikas mācīšanas laiks 7.-11.klasē tika samazināts no 5 uz 2 stundām nedēļā.

Lielākajai daļai skolēnu patiešām nav vajadzīgas fiziskas formulas un teorijas (kuras viņi ļoti labi saprot), un pats galvenais, viņus neinteresē abstraktā un sausā forma, kādā tās tagad tiek pasniegtas. Līdz ar to masu izglītība nepilda nekādas funkcijas – tas prasa tikai laiku un pūles. Skolēniem ir ne mazāk kā skolotājiem.

Uzmanību: nepareiza pieeja zinātnes mācīšanai var būt postoša

Ja skolas mācību programmas uzdevums būtu veidot priekšstatu par pasauli, situācija būtu pavisam cita.

Protams, vajadzētu būt arī specializētām nodarbībām, kurās māca risināt sarežģītas problēmas un padziļināti iepazīties ar teoriju, kas vairs nekrustojas ar ikdienas pieredzi. Bet parastam, “masu” skolēnam būtu interesantāk un noderīgāk zināt, kādos likumos darbojas fiziskā pasaule, kurā viņš dzīvo.

Lieta, protams, nav saistīta ar to, ka skolēni mācību grāmatu vietā lasa Perelmanu. Mums ir jāmaina pieeja mācīšanai. Daudzas sadaļas (piemēram, kvantu mehānika) varētu izņemt no skolas mācību programmas, citas samazināt vai pārskatīt, ja ne visuresošās organizatoriskās grūtības, priekšmeta un izglītības sistēmas fundamentālais konservatīvisms.

Bet nedaudz pasapņosim. Pēc šīm pārmaiņām, iespējams, pieaugtu arī vispārējā sociālā atbilstība: cilvēki mazāk uzticētos visādiem torsionu blēžiem, kuri spekulē par "biolauka aizsardzību" un "auras normalizēšanu" ar vienkāršu ierīču palīdzību un nezināmu minerālu gabali.

Visas šīs negantās izglītības sistēmas sekas mēs novērojām jau 90. gados, kad veiksmīgākie blēži pat izmantoja ievērojamas valsts budžeta summas - novērojam tagad, lai gan mazākā mērogā.

Slavenais Grigorijs Grabovojs ne tikai apliecināja, ka spēj augšāmcelt cilvēkus, bet arī ar domu spēku un “psihiski diagnosticētu” valdības lidmašīnu noņēma no Zemes asteroīdus. Viņu patronizēja nevis kāds, bet gan Krievijas Federācijas prezidenta pakļautībā esošā Drošības dienesta vadītāja vietnieks ģenerālis Georgijs Rogozins.

Kā sagatavoties eksāmenam fizikā? Un vai čaklam skolēnam ir nepieciešama īpaša apmācība?

“Fizikas skolā pieci. Mēs ejam uz kursiem. Ko vēl dara? Galu galā fizika nav literatūra, kur pirms esejas rakstīšanas jāizlasa 100 grāmatas. Šeit viss ir vienkārši: jūs aizstājat skaitļus formulā - jūs saņemat savus punktus.

Tā parasti strīdas tuvredzīgie vecāki un skolēni. "Kārtības labad" apmeklē sagatavošanas kursus augstskolā. Mēnesi pirms eksāmena viņi vēršas pie pasniedzēja: "Apmāciet mūs pirms eksāmena un parādiet, kā atrisināt tipiskas problēmas." Un pēkšņi zibens no skaidrām debesīm - zemi rezultāti fizikas eksāmenā. Kāpēc? Kurš vainīgs? Varbūt pasniedzējs?

Izrādās, ka skolas piecinieks fizikā nebija nekā vērts! Iegūt to nav grūti – izlasi rindkopu mācību grāmatā, klasē pacel roku, veido referātu par tēmu “Lomonosova dzīve” – un viss. Viņi nemāca fizikas problēmas skolā., un eksāmens šajā priekšmetā gandrīz pilnībā sastāv no uzdevumiem.

Izrādās, ka skolā fizisku eksperimentu praktiski nav. Students iedomājas kondensatoru vai cilpu ar strāvu, kā viņam stāsta viņa fantāzija. Acīmredzot katra fantāzija liecina par kaut ko citu.

Izrādās, ka daudzās Maskavas skolās fizikas nav vispār. Bieži skolēni ziņo: “Bet mums ir vēsturnieks, kas vada fiziku. Un mūsu fiziķis slimoja gadu un pēc tam emigrēja.

Fizika bija kaut kur skolas izglītības pagalmā! Tas jau sen ir kļuvis par sekundāru priekšmetu, piemēram, dzīvības drošību vai dabas vēsturi.
Skolā ar fiziku - īsta katastrofa.

Mūsu sabiedrība jau izjūt šīs katastrofas sekas. Akūti trūkst speciālistu - inženieru, celtnieku, projektētāju. cilvēku izraisītas avārijas. Personāla nespēja saimniekot pat ar tehniku, kas celta padomju laikā. Un tajā pašā laikā – pārbagātība cilvēku ar ekonomikā, jurisprudencē vai "mārketinga menedžeri".

Daudzi dodas uz inženierzinātņu specialitātēm tikai tāpēc, ka ir zema konkurence. "Tas nedarbosies MGIMO, mēs nevēlamies pievienoties armijai, tāpēc mēs dosimies uz MAI, mums būs jāgatavojas vienotajam valsts eksāmenam fizikā." Tāpēc viņi gatavojas čīkstot, izlaižot nodarbības un prātojot: kāpēc šie uzdevumi netiek atrisināti?

Uz jums tas neattiecas, vai ne?

Fizika ir īsta zinātne. Skaists. Paradoksāli. Un ļoti interesanti. Te nevar "pavilkt" - jāmācās pati fizika kā zinātne.

Nav "tipisku" USE uzdevumu. Nav burvju "formulu", kurās jums kaut kas jāaizstāj. Fizika ir izpratne ideju līmenī. Tā ir saskaņota sistēma sarežģītu ideju par to, kā pasaule darbojas..

Ja nolemjat gatavoties eksāmenam fizikā un iestāties tehniskajā universitātē, noskaņojieties nopietnam darbam.

Šeit ir daži praktiski padomi:

1. padoms.
Sāc jau iepriekš gatavoties eksāmenam fizikā. Divi gadi, tas ir, 10. un 11. klase, ir optimālais sagatavošanās periods. Vienā mācību gadā vēl var paspēt kaut ko izdarīt. Un sāc divus mēnešus pirms eksāmena – rēķinies ar maksimāli 50 punktiem.

Mēs nekavējoties brīdinām par pašgatavošanos. Fizikas uzdevumu risināšana ir prasme. Turklāt tā ir māksla, ko var apgūt tikai meistara – pieredzējuša pasniedzēja vadībā.

2. padoms.
Fizika nav iespējama bez matemātikas. Ja jums ir nepilnības matemātiskajā sagatavošanā, nekavējoties novērsiet tās. Vai jūs zināt, vai jums ir šīs nepilnības? Viegli pārbaudīt. Ja nevarat sadalīt vektoru komponentos, izteikt nezināmu vērtību no formulas vai atrisināt vienādojumu, tad veiciet matemātiku.

Galu galā daudzu USE problēmu risinājums fizikā beidzas ar skaitlisku atbildi. Nepieciešams neprogrammējams kalkulators ar sinusiem un logaritmiem. Biroja kalkulators ar četriem soļiem vai kalkulators mobilajā telefonā nav labs.
Iegādājieties neprogrammējamu kalkulatoru pašā apmācības sākumā, lai apgūtu to automātisma līmenī. Novediet katru atrisināto uzdevumu līdz galam, tas ir, līdz pareizai skaitliskai atbildei.

Kādas ir labākās grāmatas, lai sagatavotos fizikas eksāmenam?

1. Rymkeviča uzdevums.

Tajā ir iekļauti daudzi vienkārši uzdevumi, kas ir noderīgi. Pēc "Rimkeviča" formulas pašas atceras, un A daļas problēmas tiek atrisinātas bez grūtībām.

2. Vēl dažas noderīgas grāmatas:
Bendrikovs G. A., Bukhovtsevs B. B., Keržentsevs V. V., Mjakiševs G. Ja. Fizikas problēmas universitāšu reflektantiem.
Bakaņina L. P., Belonučkins V. E., Kozel S. M. Fizikas uzdevumu krājums: 10.–11. klasei ar padziļinātu fizikas apguvi.
Parfentjeva N. A. Fizikas uzdevumu krājums. 10-11 klase.

Pats svarīgākais. Lai veiksmīgi sagatavotos eksāmenam fizikā, skaidri jāsaprot, kāpēc tas ir nepieciešams. Galu galā ne tikai tāpēc, lai nokārtotu eksāmenu, lai ieietu un pakavētos no armijas?
Iespējamā atbilde varētu būt šāda. Jāgatavojas vienotajam valsts eksāmenam fizikā, lai nākotnē kļūtu par augsti kvalificētu, pieprasītu speciālistu. Turklāt fizikas zināšanas palīdzēs jums kļūt par patiesi izglītotu cilvēku.

Lai sekmīgi nokārtotu fizikas eksāmenu, ir jābūt uzmanīgam klasē, regulāri jāapgūst jauns materiāls un pietiekami dziļi jāizprot pamatidejas un principi. Lai to izdarītu, varat izmantot vairākas metodes un sadarboties ar klasesbiedriem, lai nostiprinātu zināšanas. Turklāt pirms eksāmena ir svarīgi labi atpūsties un labi uzkost, kā arī saglabāt mieru tā laikā. Ja labi mācījies pirms eksāmena, vari to nokārtot bez problēmām.

Soļi

Kā maksimāli izmantot nodarbības

Sāciet apgūt apgūto materiālu dažas dienas vai nedēļas pirms eksāmena. Diez vai eksāmenu nokārtosi normāli, ja sāksi tam gatavoties pēdējā vakarā. Ieplānojiet laiku materiāla apguvei un nostiprināšanai un praktisko problēmu risināšanai dažas dienas vai pat nedēļas pirms eksāmena, lai jums būtu laiks tam pienācīgi sagatavoties.

• Mēģiniet pēc iespējas labāk apgūt nepieciešamo materiālu, lai eksāmena laikā justos pārliecināti.

1. Pārskatiet tēmas, kas varētu rasties eksāmenā. Visticamāk, tieši šīs tēmas jūs nesen apskatījāt stundā, un par tām jums tika uzdots mājasdarbs. Pārskatiet stundā veiktās piezīmes un mēģiniet iegaumēt pamata formulas un jēdzienus, kas jums var būt nepieciešami, lai kārtotu eksāmenu.

2. Pirms stundas izlasiet mācību grāmatu. Iepriekš iepazīstieties ar attiecīgo tēmu, lai nodarbības laikā varētu labāk apgūt materiālu. Daudzi fiziskie principi ir balstīti uz iepriekš apgūto. Nosakiet visus punktus, kurus nesaprotat, un pierakstiet jautājumus, ko uzdot skolotājam.

   • Piemēram, ja jūs jau esat iemācījušies noteikt ātrumu, visticamāk, ka nākamajā darbībā jūs uzzināsit, kā aprēķināt vidējo paātrinājumu. Lai labāk izprastu materiālu, iepriekš izlasiet attiecīgo mācību grāmatas sadaļu.

3. Atrisiniet problēmas mājās. Pēc katras skolas stundas veltiet vismaz 2-3 stundas, lai iegaumētu jaunas formulas un iemācītos tās lietot. Šis atkārtojums palīdzēs jums labāk apgūt jaunas idejas un uzzināt, kā atrisināt problēmas, kas var parādīties eksāmenā.

   • Ja vēlaties, varat atzīmēt laiku, lai reproducētu gaidāmā eksāmena nosacījumus.

4. Pārskatiet un labojiet mājasdarbu. Pārskatiet izpildītos mājasdarbus un mēģiniet no jauna atrisināt visas problēmas, kas jums radīja grūtības vai netika izpildītas pareizi. Ņemiet vērā, ka daudzi skolotāji eksāmenā uzdod tos pašus jautājumus un uzdevumus, ko viņi izpildīja mājasdarbā.

   • Pat pareizi izpildīti uzdevumi ir jāpārskata, lai apkopotu aptverto materiālu.

5. Apmeklējiet visas nodarbības un esiet uzmanīgi. Fizikā jaunas idejas un koncepcijas tiek būvētas uz iepriekšējām zināšanām, tāpēc ir tik svarīgi nenokavēt stundas un regulāri mācīties, pretējā gadījumā var atpalikt no citiem. Ja nevarat apmeklēt nodarbību, noteikti saņemiet piezīmes un izlasiet atbilstošo sadaļu savā mācību grāmatā.

   • Ja nevarat apmeklēt nodarbības ārkārtas situācijas vai slimības dēļ, jautājiet savam skolotājam, kāds materiāls jums jāapgūst.

6. Izmantojiet kartītes, lai labāk atcerētos dažādus terminus un formulas. Vienā kartes pusē ierakstiet fiziskā likuma nosaukumu, bet otrā - atbilstošo formulu. Palūdziet kādam skaļi nolasīt formulas nosaukumu un pēc tam mēģināt to uzrakstīt pareizi.

   • Piemēram, vienā kartes pusē varat rakstīt “ātrums”, bet otrā – atbilstošo formulu: “v = s / t”.
   • Vienā kartītes pusē varat uzrakstīt "Ņūtona otro likumu", bet otrā - atbilstošo formulu: "∑F = ma".

7. Atgādiniet, kas jums radīja visvairāk problēmu iepriekšējos eksāmenos. Ja jau iepriekš esat rakstījis ieskaites vai kārtojis eksāmenus, īpaša uzmanība jāpievērš tām tēmām, kas jums sagādāja grūtības. Tādā veidā jūs nostiprināsit savas vājās vietas un varēsit iegūt augstāku punktu skaitu.

   • Īpaši noderīgi to darīt pirms gala eksāmeniem, kuros tiek vērtētas zināšanas daudzās fizikas jomās.

Kā sagatavoties eksāmenam

1. Gulēt nakti pirms eksāmena 7-8 stundas . Ir nepieciešams pietiekami gulēt, lai vieglāk atcerētos aplūkoto materiālu un rastu pareizos problēmu risinājumus. Ja tu visu nakti spiedīsi un neatpūšas, tad nākamajā rītā tu labi neatcerēsies iepriekšējā dienā apgūto.

   • Pat ja eksāmens ir paredzēts dienas vidū, labāk ir celties agri un sagatavoties iepriekš.
   • Fizikā nepieciešama pastiprināta uzmanība un kritiskā domāšana, tāpēc uz eksāmenu labāk nākt labi atpūties un labi atpūties.
   • Ievēro ierasto miega grafiku – tas ļaus nostiprināt iegūtās zināšanas.

2. Eksāmena dienā paēdiet labas brokastis. Brokastīs ir labi ēst pārtiku, kas bagāta ar lēni sagremojamiem ogļhidrātiem, piemēram, auzu pārslu vai pilngraudu maizi, lai palīdzētu jums veikt efektīvākus rezultātus eksāmena laikā. Jums vajadzētu ēst arī olbaltumvielu pārtiku, piemēram, olas, jogurtu vai pienu, lai ilgāk saglabātu sāta sajūtu. Visbeidzot, piešķiriet savam ķermenim papildu enerģiju, noapaļojot brokastis ar šķiedrvielām bagātiem augļiem, piemēram, āboliem, banāniem vai bumbieriem.

   • Veselīgas, sātīgas brokastis pirms eksāmena palīdzēs jums labāk atcerēties apgūto.

Pamatformulas fizikā, formulu skaidrojumi, skolas mācību programma un tālākizglītība, palīdzot skolēnam fizikas apguvē, f...

Fizikas pamatformulas 9. klasei. Viss, kas jums jāzina!

Autors Masterweb

05.06.2018 14:00

Fizika ir stingra tehniska zinātne. Reizēm ne visiem skolas gados izdodas turēties līdzi šai disciplīnai. Turklāt ne katram skolēnam ir loģiskā un tehniskā domāšana, un fizika skolā ir spiesta mācīt pilnīgi visus. Formulas no mācību grāmatas var neietilpt galvā. Šajā rakstā mēs aplūkosim fizikas pamatformulas mehānikas 9. klasei.

Mehānika

Ir vērts sākt ar visvienkāršākajiem un vienkāršākajiem fizikas likumiem. Kā zināms, tik plaša tēma kā mehānika sastāv no trim rindkopām:

1. Statika.
2. Dinamika.
3. Kinemātika.

Kinemātika tiek apgūta 10. klasē, tāpēc šī raksta ietvaros mēs to neapskatīsim.

Statika

To vajadzētu pētīt secīgi, sākot ar vienkāršām statikas formulām. Proti, no spiediena formulām, apgriezienu ķermeņu inerces momenta un spēka momenta. Tālāk tiks skaidri parādītas formulas fizikas 9. klasē ar paskaidrojumiem.

Spiediens ir spēka mērs, kas iedarbojas uz ķermeņa virsmas laukumu, ko mēra paskalos. Spiediens tiek aprēķināts kā spēka attiecība pret laukumu, tāpēc formula izskatīsies pēc iespējas vienkāršāka:

Apgriezienu ķermeņu inerces moments ir inerces mērs ķermeņa rotācijas kustībā ap sevi jeb, stingri runājot, ķermeņa masas un tā kvadrāta rādiusa reizinājums. Atbilstošā formula ir:

Spēka moments (vai, kā daudzi cilvēki to sauc, rotācijas moments) ir spēks, kas tiek pielikts cietam ķermenim un rada rotāciju. Šis ir vektora lielums, kuram var būt arī negatīva zīme, ko mēra metros, reizinot ar Ņūtonu. Kanoniskajā attēlojumā formula nozīmē ķermenim pieliktā spēka un attāluma (spēka plecu) reizinājumu, formula:

Dinamika

Formulas fizikas 7.-9.klasē ar skaidrojumiem par dinamiku – mūsu nākamais solis. Patiesībā šī ir lielākā un nozīmīgākā mehānikas sadaļa. Visi ķermeņi ir pakļauti kustībām, pat atrodoties miera stāvoklī, uz tiem iedarbojas daži spēki, izraisot kustību. Svarīgi jēdzieni, kas jāapgūst, pirms izprast dinamiku, ir ceļš, ātrums, paātrinājums un masa.

Pirmais solis, protams, ir Ņūtona likumu izpēte.

Pirmais Ņūtona likums ir definīcija bez formulas. Tajā teikts, ka ķermenis atrodas miera stāvoklī vai kustās, bet tikai pēc tam, kad visi uz to koncentrētie spēki ir līdzsvaroti.

Otrais un slavenākais Ņūtona likums nosaka, ka ķermeņa paātrinājums ir atkarīgs no tam pieliktā spēka. Formula ietver arī objekta masu, uz kuru tiek pielikts spēks.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka iepriekš minētā formula ir uzrakstīta skalārā formā - spēkam un paātrinājumam vektorā var būt negatīva zīme, tas ir jāņem vērā.

Trešais Ņūtona likums: darbības spēks ir vienāds ar reakcijas spēku. No šī likuma jums jāzina tikai tas, ka katram spēkam ir vienāds spēks pretstatā, tikai vērsts pretējā virzienā, tādējādi saglabājot līdzsvaru uz mūsu planētas.

Tagad aplūkosim citus spēkus, kas darbojas dinamikas ietvaros, un tie ir gravitācijas spēks, elastība, berze un rites berzes spēks. Tās visas ir vektoriskas un var tikt virzītas jebkurā virzienā, un kopā tās spēj veidot sistēmas: saskaitīt un atņemt, reizināt vai dalīt. Ja spēki nav vērsti paralēli viens otram, tad aprēķinos būs jāizmanto leņķa kosinuss starp tiem.

9. klases fizikas formulas savā programmā iekļauj arī universālās gravitācijas likumu un kosmiskos ātrumus, kas būtu jāzina ikvienam skolēnam.

Universālās gravitācijas likums ir Īzaka Ņūtona likums, kas mums jau ir bēdīgi slavens un parādās viņa klasiskajā teorijā. Patiesībā tas izrādījās revolucionārs: likums nosaka, ka jebkurš ķermenis, kas atrodas Zemes gravitācijas laukā, tiek piesaistīts tā kodolam. Un tā tiešām ir.

kosmosa ātrumi

Pirmais kosmiskais ātrums ir nepieciešams, lai ieietu Zemes orbītā (skaitliski vienāds ar 7,9 km/s), bet otrais kosmiskais ātrums ir nepieciešams, lai pārvarētu gravitācijas pievilcību, lai tiktu ne tikai ārpus orbītas, bet arī ļautu objektam pārvietoties. neapļveida trajektorijā. Tas ir attiecīgi vienāds ar 11,2 km / s. Svarīgi, ka abus kosmiskos ātrumus cilvēce pārvarēja, un, pateicoties tiem, mūsdienās ir iespējami lidojumi kosmosā. Fizikas formulas 9. klasei nenorāda uz trešo un ceturto kosmisko ātrumu, taču tās arī pastāv.

Secinājums

Šajā rakstā tika aplūkotas 9. klases fizikas pamatformulas. Viņu studijas paver studentam iespējas apgūt sarežģītākas fizikas sadaļas, piemēram, elektrību, magnētismu, skaņu vai molekulāro teoriju. Nezinot mehāniku, nav iespējams saprast pārējo fiziku, mehānika mūsdienās ir šīs zinātnes fundamentāla sastāvdaļa. Formulas fizikā 9. klasei nepieciešamas arī valsts eksāmena kārtošanai fizikā, to kopsavilkums un pareizrakstība jāzina katram 9. klases absolventam, kas iestājas tehnikumā. Atcerēties tos nav grūti.

Kievyan street, 16 0016 Armēnija, Erevāna +374 11 233 255

Zinātnieki no planētas Zeme izmanto daudz rīku, lai mēģinātu aprakstīt, kā darbojas daba un Visums kopumā. Ka viņi nonāk pie likumiem un teorijām. Kāda ir atšķirība? Zinātnisku likumu bieži var reducēt līdz matemātiskam apgalvojumam, piemēram, E = mc²; šis apgalvojums ir balstīts uz empīriskiem datiem, un tā patiesums, kā likums, ir ierobežots ar noteiktu nosacījumu kopumu. Gadījumā, ja E = mc² - gaismas ātrums vakuumā.

Zinātniskā teorija bieži cenšas sintezēt faktu kopumu vai konkrētu parādību novērojumus. Un kopumā (bet ne vienmēr) ir skaidrs un pārbaudāms apgalvojums par to, kā daba darbojas. Zinātniskā teorija nemaz nav jāsamazina līdz vienādojumam, taču tā atspoguļo kaut ko fundamentālu attiecībā uz dabas darbību.

Gan likumi, gan teorijas ir atkarīgi no zinātniskās metodes pamatelementiem, piemēram, hipotēžu izvirzīšanas, eksperimentu veikšanas, empīrisku pierādījumu atrašanas (vai neatrašanas) un secinājumu izdarīšanas. Galu galā, lai eksperiments kļūtu par vispārpieņemta likuma vai teorijas pamatu, zinātniekiem jāspēj atkārtot rezultātus.

Šajā rakstā mēs apskatīsim desmit zinātniskos likumus un teorijas, kuras varat atjaunināt pat tad, ja, piemēram, neizmantojat skenējošo elektronu mikroskopu tik bieži. Sāksim ar sprādzienu un beigsim ar nenoteiktību.

Ja ir vērts zināt kaut vienu zinātnisku teoriju, tad lai tā paskaidro, kā Visums sasniedza savu pašreizējo stāvokli (vai nesasniedza). Pamatojoties uz Edvīna Habla, Džordža Lemaitra un Alberta Einšteina pētījumiem, Lielā sprādziena teorija apgalvo, ka Visums sākās pirms 14 miljardiem gadu ar milzīgu izplešanos. Kādā brīdī Visums bija ietverts vienā punktā un aptvēra visu pašreizējā Visuma matēriju. Šī kustība turpinās līdz pat šai dienai, un pats Visums nepārtraukti paplašinās.

Lielā sprādziena teorija saņēma plašu atbalstu zinātnieku aprindās pēc tam, kad Arno Penziass un Roberts Vilsons 1965. gadā atklāja kosmisko mikroviļņu fonu. Izmantojot radioteleskopus, divi astronomi ir atklājuši kosmisku jeb statisku troksni, kas laika gaitā neizzūd. Sadarbībā ar Prinstonas pētnieku Robertu Diku zinātnieku pāris apstiprināja Dika hipotēzi, ka sākotnējais Lielais sprādziens atstāja zema līmeņa starojumu, ko var atrast visā Visumā.

Habla kosmiskās izplešanās likums

Uz brīdi paturēsim Edvīnu Habla rokās. Kamēr 20. gadsimta 20. gados plosījās Lielā depresija, Habls veica revolucionārus astronomiskus pētījumus. Viņš ne tikai pierādīja, ka bez Piena Ceļa ir arī citas galaktikas, bet arī atklāja, ka šīs galaktikas steidzas prom no mūsu galaktikas, un šo kustību viņš sauca par atkāpšanos.

Lai kvantitatīvi noteiktu šīs galaktikas kustības ātrumu, Habls ierosināja kosmiskās izplešanās likumu jeb Habla likumu. Vienādojums izskatās šādi: ātrums = H0 x attālums. Ātrums ir galaktiku lejupslīdes ātrums; H0 ir Habla konstante jeb parametrs, kas norāda Visuma izplešanās ātrumu; attālums ir vienas galaktikas attālums līdz galaktikai, ar kuru tiek veikts salīdzinājums.

Habla konstante jau ilgu laiku ir aprēķināta dažādās vērtībās, taču pašlaik tā ir iestrēgusi pie 70 km/s uz megaparseku. Mums tas nav tik svarīgi. Svarīgi ir tas, ka likums ir ērts veids, kā izmērīt galaktikas ātrumu attiecībā pret mūsu pašu. Un vēl svarīgāk, likums noteica, ka Visums sastāv no daudzām galaktikām, kuru kustību var izsekot līdz Lielajam sprādzienam.

Keplera planētu kustības likumi

Gadsimtiem ilgi zinātnieki ir cīnījušies savā starpā un ar reliģiskajiem līderiem par planētu orbītām, it īpaši neatkarīgi no tā, vai tās griežas ap sauli. 16. gadsimtā Koperniks izvirzīja savu pretrunīgo koncepciju par heliocentrisku Saules sistēmu, kurā planētas riņķo ap sauli, nevis zemi. Tomēr tikai Johannes Keplers, kurš izmantoja Tycho Brahe un citu astronomu darbus, radīja skaidru zinātnisku pamatojumu planētu kustībai.

Trīs Keplera planētu kustības likumi, kas izstrādāti 17. gadsimta sākumā, apraksta planētu kustību ap sauli. Pirmais likums, ko dažreiz sauc par orbītu likumu, nosaka, ka planētas riņķo ap Sauli pa eliptisku orbītu. Otrais likums, laukumu likums, saka, ka līnija, kas savieno planētu ar sauli, veido vienādus laukumus ar regulāriem intervāliem. Citiem vārdiem sakot, ja mērīsit laukumu, ko rada novilkta līnija no Zemes līdz Saulei, un izsekojat Zemes kustībai 30 dienas, apgabals būs vienāds neatkarīgi no Zemes stāvokļa attiecībā pret izcelsmi.

Trešais likums, periodu likums, ļauj noteikt skaidru saistību starp planētas orbitālo periodu un attālumu līdz Saulei. Pateicoties šim likumam, mēs zinām, ka planētai, kas atrodas salīdzinoši tuvu Saulei, piemēram, Venērai, ir daudz īsāks orbītas periods nekā tālām planētām, piemēram, Neptūnam.

Universāls gravitācijas likums

Tas varētu būt līdzvērtīgs šodienas kursam, taču pirms vairāk nekā 300 gadiem sers Īzaks Ņūtons ierosināja revolucionāru ideju: jebkuri divi objekti neatkarīgi no to masas viens otru pievelk gravitācijas spēku. Šo likumu attēlo vienādojums, ar kuru sastopas daudzi skolēni fizikas un matemātikas vecākajās klasēs.

F = G × [(m1m2)/r²]

F ir gravitācijas spēks starp diviem objektiem, ko mēra ņūtonos. M1 un M2 ir abu objektu masas, savukārt r ir attālums starp tiem. G ir gravitācijas konstante, ko pašlaik aprēķina kā 6,67384(80) 10 -11 vai N m² kg -2 .

Universālā gravitācijas likuma priekšrocība ir tā, ka tas ļauj aprēķināt gravitācijas pievilcību starp jebkuriem diviem objektiem. Šī spēja ir ārkārtīgi noderīga, kad zinātnieki, piemēram, palaiž orbītā satelītu vai nosaka Mēness kursu.

Ņūtona likumi

Kamēr mēs runājam par vienu no lielākajiem zinātniekiem, kas jebkad dzīvojuši uz Zemes, parunāsim par citiem slavenajiem Ņūtona likumiem. Viņa trīs kustības likumi veido būtisku mūsdienu fizikas sastāvdaļu. Un tāpat kā daudzi citi fizikas likumi, tie ir eleganti savā vienkāršībā.

Pirmais no trim likumiem nosaka, ka kustībā esošs objekts paliek kustībā, ja vien uz to neiedarbojas ārējs spēks. Bumbiņai, kas ripo pa grīdu, ārējais spēks varētu būt berze starp bumbu un grīdu, vai arī tas varētu būt zēns, kurš sit bumbu otrā virzienā.

Otrais likums nosaka sakarību starp objekta masu (m) un tā paātrinājumu (a) vienādojuma F = m x a formā. F ir spēks, ko mēra ņūtonos. Tas ir arī vektors, kas nozīmē, ka tam ir virziena komponents. Paātrinājuma dēļ bumbiņai, kas ripo pa grīdu, ir īpašs vektors tās kustības virzienā, un tas tiek ņemts vērā, aprēķinot spēku.

Trešais likums ir diezgan jēgpilns un jums jāzina: katrai darbībai ir vienāda un pretēja reakcija. Tas ir, par katru spēku, kas pielikts objektam uz virsmas, objekts tiek atgrūsts ar tādu pašu spēku.

Termodinamikas likumi

Britu fiziķis un rakstnieks C.P.Snovs reiz teica, ka nezinātnieks, kurš nezina otro termodinamikas likumu, ir līdzīgs zinātniekam, kurš nekad nav lasījis Šekspīru. Tagad slavenais Snova paziņojums uzsvēra termodinamikas nozīmi un nepieciešamību to zināt pat cilvēkiem, kas ir tālu no zinātnes.

Termodinamika ir zinātne par to, kā enerģija darbojas sistēmā, neatkarīgi no tā, vai tā ir dzinējs vai Zemes kodols. To var samazināt līdz dažiem pamata likumiem, kurus Snovs izklāstīja šādi:

• Jūs nevarat uzvarēt.
• No zaudējumiem neizvairīsies.
• Jūs nevarat iziet no spēles.

Apskatīsim šo mazliet. Snovs domāja, sakot, ka jūs nevarat uzvarēt, ir tas, ka, tā kā matērija un enerģija tiek saglabāta, jūs nevarat iegūt vienu, nezaudējot otru (tas ir, E=mc²). Tas nozīmē arī to, ka jums ir jāpiegādā siltums, lai darbinātu dzinēju, taču, ja nav ideāli noslēgtas sistēmas, daļa siltuma neizbēgami izkļūs atklātā pasaulē, kas novedīs pie otrā likuma.

Otrs likums - zaudējumi ir neizbēgami - nozīmē, ka pieaugošās entropijas dēļ jūs nevarat atgriezties iepriekšējā enerģijas stāvoklī. Vienā vietā koncentrēta enerģija vienmēr tiecas uz zemākas koncentrācijas vietām.

Visbeidzot, trešais likums – no spēles izkļūt nevar – attiecas uz zemāko teorētiski iespējamo temperatūru – mīnus 273,15 grādi pēc Celsija. Kad sistēma sasniedz absolūto nulli, molekulu kustība apstājas, kas nozīmē, ka entropija sasniegs savu zemāko vērtību un nebūs pat kinētiskās enerģijas. Bet reālajā pasaulē nav iespējams sasniegt absolūto nulli - tikai ļoti tuvu tai.

Arhimēda spēks

Pēc tam, kad sengrieķis Arhimēds atklāja savu peldspējas principu, viņš esot kliedzis "Eureka!" (Atrasts!) un kails skrēja pa Sirakūzām. Tā saka leģenda. Atklājums bija tik svarīgs. Leģenda arī vēsta, ka Arhimēds atklāja principu, kad pamanīja, ka ūdens vannā paceļas, kad tajā iegremdēts ķermenis.

Saskaņā ar Arhimēda peldspējas principu spēks, kas iedarbojas uz iegremdētu vai daļēji iegremdētu objektu, ir vienāds ar šķidruma masu, ko objekts izspiež. Šim principam ir ārkārtīgi liela nozīme blīvuma aprēķinos, kā arī zemūdeņu un citu okeāna kuģu projektēšanā.

Evolūcija un dabiskā atlase

Tagad, kad esam izveidojuši dažus pamatjēdzienus par to, kā radās Visums un kā fiziskie likumi ietekmē mūsu ikdienas dzīvi, pievērsīsim uzmanību cilvēka formai un uzzināsim, kā mēs nonācām līdz šim punktam. Pēc lielākās daļas zinātnieku domām, visai dzīvībai uz Zemes ir kopīgs sencis. Bet, lai veidotos tik milzīga atšķirība starp visiem dzīvajiem organismiem, dažiem no tiem bija jāpārvēršas atsevišķā sugā.

Vispārīgā nozīmē šī diferenciācija ir notikusi evolūcijas procesā. Organismu populācijas un to pazīmes ir izgājušas cauri tādiem mehānismiem kā mutācijas. Tie, kuriem ir vairāk izdzīvošanas īpašību, piemēram, brūnās vardes, kas maskējas purvos, tika dabiski atlasītas izdzīvošanai. No šejienes nāk termins dabiskā atlase.

Šīs divas teorijas var reizināt ar daudzām, daudzām reizēm, un patiesībā Darvins to izdarīja 19. gadsimtā. Evolūcija un dabiskā atlase izskaidro milzīgo dzīvības daudzveidību uz Zemes.

Vispārējā relativitātes teorija

Alberts Einšteins bija un paliek vissvarīgākais atklājums, kas uz visiem laikiem mainīja mūsu skatījumu uz Visumu. Einšteina galvenais izrāviens bija apgalvojums, ka telpa un laiks nav absolūti un gravitācija nav tikai spēks, kas tiek pielikts objektam vai masai. Drīzāk gravitācija ir saistīta ar faktu, ka masa deformē telpu un pašu laiku (telpas laiku).

Lai to saprastu, iedomājieties, ka jūs braucat pāri Zemei taisnā līnijā austrumu virzienā no, piemēram, ziemeļu puslodes. Pēc kāda laika, ja kāds vēlēsies precīzi noteikt jūsu atrašanās vietu, jūs atradīsities daudz uz dienvidiem un austrumiem no sākotnējās atrašanās vietas. Tas ir tāpēc, ka zeme ir izliekta. Lai brauktu taisni uz austrumiem, jāņem vērā Zemes forma un jābrauc nedaudz uz ziemeļiem. Salīdziniet apaļo bumbiņu un papīra lapu.

Kosmoss ir gandrīz vienāds. Piemēram, raķetes, kas lido apkārt Zemei, pasažieriem būs acīmredzams, ka viņi kosmosā lido taisnā līnijā. Bet patiesībā ap tiem esošais laiks-telpa Zemes gravitācijas spēka ietekmē izliekas, liekot tiem gan virzīties uz priekšu, gan palikt Zemes orbītā.

Einšteina teorijai bija milzīga ietekme uz astrofizikas un kosmoloģijas nākotni. Viņa izskaidroja nelielu un negaidītu anomāliju Merkura orbītā, parādīja, kā zvaigžņu gaisma liecas, un ielika teorētiskos pamatus melnajiem caurumiem.

Heizenberga nenoteiktības princips

Einšteina relativitātes paplašināšanās mācīja mums vairāk par to, kā darbojas Visums, un palīdzēja likt pamatus kvantu fizikai, izraisot pilnīgi negaidītu teorētiskās zinātnes apmulsumu. 1927. gadā apziņa, ka visi Visuma likumi ir elastīgi noteiktā kontekstā, noveda pie vācu zinātnieka Vernera Heizenberga pārsteidzošā atklājuma.

Postulējot savu nenoteiktības principu, Heizenbergs saprata, ka nav iespējams zināt divas daļiņas īpašības vienlaikus ar augstu precizitātes līmeni. Jūs varat zināt elektrona pozīciju ar augstu precizitātes pakāpi, bet ne tā impulsu un otrādi.

Vēlāk Nīls Bors veica atklājumu, kas palīdzēja izskaidrot Heizenberga principu. Bors atklāja, ka elektronam piemīt gan daļiņas, gan viļņa īpašības. Koncepcija kļuva pazīstama kā viļņu daļiņu dualitāte un veidoja kvantu fizikas pamatu. Tāpēc, izmērot elektrona pozīciju, mēs to definējam kā daļiņu noteiktā telpas punktā ar nenoteiktu viļņa garumu. Mērot impulsu, mēs uzskatām elektronu par vilni, kas nozīmē, ka mēs varam zināt tā garuma amplitūdu, bet ne pozīciju.