Бүкіл әлемдік тартылыс заңы

ШОҚАН УӘЛИХАНОВ АТЫНДАҒЫ БӨЛТІРІК ШЕШЕН АУЫЛЫ ОРТА МЕКТЕБІ

Тақырыбы:

Механикадағы күштер. Бүкіләлемдік тартылыс күші. Бүкіләлемдік тартылыс заңы

Күні: 20.10.2016ж.

Сыныбы: 9 «А»

Физика пәнінің мүғалімі: Ыбырай Д.

2016-2017 оқу жылы

Күні: 20.10.2016ж. Пәні: ФИЗИКА Сыныбы: 9 «А»

Сабақ тақырыбы: «Механикадағы күштер. Бүкіләлемдік тартылыс күші. Бүкіләлемдік тартылыс заңы»

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларға механикадағы күштер және олардың түрлерін, бүкіләлемдік тартылыс заңы тақырыбын, гравитациялық тұрақтының шамасын, тақырыпқа байланысты есептер шығара білуді меңгерту

Дамытушылық: Оқушылардың танымдық деңгейлерін кеңейту, еңбекке баулу, жауапкершілігін арттыру, жаратылыстану-ғылыми сауаттылықтары мен логикалық ойлау қабілеттерін дамыту.

Тәрбиелілік: Оқушыларды нақты жауап беруге, өз ойын еркін жеткізуге, білімділікке, ізденімпаздыққа, есептер шығаруда шапшаңдыққа, ұйымшылдыққа тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: аралас сабақ

Сабақ әдісі: баяндау, сұрақ-жауап, есептер шығару, өз бетімен жұмыс.

Көрнекіліктер: плакаттар, компьютер, видеопроектор, слайдтар, таратпалар.

Өзектілігі: Оқушылар бүкіләлемдік тартылыс заңы анықтамасын, формуласын меңгеріп, гравитациялық тұрақтының мәнін түсіне отырып, формуланы пайдаланып, тартылыс күшін анықтай алады;

Пәнаралық байланыс: математика

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау:

1. Өткен тақырыптар бойынша сұрақтар

2. Тест

3. Формуласын дұрыс тап

ІІІ. Жаңа сабақ

IV. Жаңа сабақты бекіту сұрақтары

V. Жаңа сабақты бекітуге арналған есептер шығару

VІ. «Бүкіләлемдік тартылыс заңы» кестесін толтыру

VІІ. Қорытынды

VІIІ. Үйге тапсырма

ІХ. Бағалау

І. Ұйымдастыру кезеңі

1. Сәлемдесу

2. Оқушыларды түгендеу

3. Оқу материалдарын түгендеу

4. Оқушылардың назарын сабаққа аудару

Сергіту сәті.

Оқушылар бүгінгі сабағымыз жақсы, қызықты өтсін деген ниетпен бір-бірімізге физикалық шамаларды қолданып тілегімізді айтып, сабағымызды бастайық. Мысалы, “Әрдайым досыңа жылу сыйлап жүруіңе тілектеспін”, “Молекулалар секілді үнемі қозғалыста болып, пайдалы жұмыс жасауыңа тілектеспін” т.б.

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау

1. Өткен тақырыптар бойынша сұрақтар;

2. әр оқушыға «Кинематика және динамика » тарауының тақырыптары бойынша тест жұмысы беріледі;

3. өтілген тақырып бойынша физикалық формулалалар кестесін толтыру.

1.ӨТКЕН ТАҚЫРЫПТАР БОЙЫНША СҰРАҚТАР:

1. Механика бөлімдерін атаңдар?

2. Кинематика нені зерттейді?

3. Динамика нені зерттейді?

4. Динамиканың негізін қалаған кім?

5. Ньютонның неше заңы бар? Атап көрсетіңдер?

6. Ньютонның 1-заңының тұжырымдамасын айтыңдар?

7. Ньютонның 2-заңының тұжырымдамасын айтыңдар?

8. Ньютонның 3-заңының тұжырымдамасын айтыңдар?

9. Күш деген не? Күштің түрлерін атаңдар?

2.ТЕСТ. «КИНЕМАТИКА ЖӘНЕ ДИНАМИКА»

1. Халықаралық бірліктер жүйесінде 1 Н неге тең?

А)1 В^.с² Б)1Н· м ² В)1кг · м/с² Г)1кг·м²/с²

2. Ньютонның екінші заңы бойынша денеге Ғ күш әсер еткенде а үдеу алатын дененің массасы

А)m=F/g Б)m=a/F В)m=F/a Г)m=pV

3. Джоульмен өлшенбейтін шаманы көрсет

А)жұмыс Б)кинетикалық энергия В)қысым Г)жылу мөлшері

4. Халықаралық бірліктер жүйесінде күштің өлшем бірлігін көрсетіңіз

А)Джуль Б)Ватт В)Метр Г)Ньютон

5. Ньютонның екінші заңы төмендегі формулалардың қайсысымен өрнектеледі?

А)F=mg

Б)F=ma

В)F=kx

Г)F=uV

6. Айналу периодының формуласын көрсетіңіз?

А)T=m/g

Б)Т=1/

В)T=m/k

Г)T=kx

7. Автомобиль радиусы 100м айнала жолмен 10 м/c жылдамдықпен жүріп келеді. Оның центрге тартқыш үдеуін анықта.

А)а=1 м/с²

Б)а=2 м/с²

В)а=1,5 м/с²

Г)а=2,5 м/с²

8. Бір дене басқа денемен әсерлескенде олардың алатын үдеуі әсер етуші күшке тура пропорционал, ал олардың массасына кері пропорционал. Бұл Ньютонның қай заңы?

А)Бірінші заңы

Б)Екінші заңы

В)Үшінші заңы

Г)Бүкіләлемдік тартылыс заңы

9. Кез келген дене оған басқа денелер әсер етіп және оны осы күйден шығарғанша өзінің алғашқы салыстырмалы тыныштығын немесе түзу сызықты және бір қалыпты қозғалысын сақтап қалады. Бұл Ньютонның қай заңы?

А)Бірінші заңы

Б)Екінші заңы

В)Үшінші заңы

Г)Бүкіләлемдік тартылыс заңы

10. қандай күштің өрнегі?

А)Серпімділік күші

Б)Тартылыс күші

В)Ауырлық күші

Г)Үйкеліс күші

ТЕСТ ЖАУАПТАРЫ:
1	В	6	Б
2	Б	7	А
3	В	8	Б
4	Г	9	А
5	Б	10	Г

3.ФОРМУЛАСЫН ДҰРЫС ТАП

(өтілген тақырып бойынша физикалық шамалардың формулаларын кестеге толтыру)

№	ФИЗИКАЛЫҚ ШАМА	ФОРМУЛАСЫ
1	Үдеу	;
2	Сызықтық жылдамдық
3	Бұрыштық жылдамдық
4	Центрге тартқыш үдеу	;
5	Айналу периды	;
6	Жиілік	;
7	Ауырлық күші
8	Серпімділік күші
9	Үйкеліс күші

ІІІ. ЖАҢА САБАҚ

Заңды И. Ньютон 1667 жылы ашты. 1665 жылы 23-жасында Ньютон  Айды  орбитада  ұстап  тұратын күш  Жерге алманың  құлауына септігін  тигізетін күш табиғатына  ұқсас екендігін  болжап  айтты. Оның  болжамы  бойынша  Әлемдегі  барлық  денелер арасында массалар центрін жалғастыратын  түзу  бойымен тартылыс (гравитациялық күштер) күштері  әсер  етеді .(1- сурет).

1-сурет.  Денелер арасындағы гравитациялық күштер

Айдың Жерді, планеталардың Күнді айнала қозғалуын зерттеу нәтижесінде И. Ньютон ашқан бұл заң табиғаттағы барлық денелерге және олардың барлық бөліктеріне қолданылады. Бүкіләлемдік тартылыс заңы аспан денелерінің қозғалысы жайындағы ғылым — аспан механикасының іргетасын қалайды. Осы заңның көмегімен аспан денелерінің қозғалу траекториясы есептелінеді және олардың аспан күмбезіндегі орындары алдын ала анықталады. Уран планетасының осы заңға сәйкес есептелінген орбитадан ауытқуы бойынша 1846 ж. Нептун планетасы ашылды. Плутон планетасы да 1930 ж. осындай тәсілмен анықталды. 19-20 ғасырларда бұл заңды алдымен қос жұлдыздарға, сонан соң шалғай орналасқан галактикаларға да пайдалануға болатындығы белгілі болды. Жалпы салыстырмалық теориясының ашылуы (1916) нәтижесінде тартылыс күшінің табиғаты онан әрі айқындала түсті. Шындығында кез келген дене кеңістікте тартылыс өрісін туғызады. Денелердің арасындағы тартылыс күші осы өріс арқылы беріледі. Өте майда бөлшектерден тұратын микродүниедегі (атом, атом ядросы, элементар бөлшектер, т.б.) құбылыстарда бүкіләлемдік тартылыс заңының әсері сезілмейді. Өйткені онда күшті, әлсіз және электр магниттік өзара әсерлер (Әлсіз өзара әсер, Күшті өзара әсер, Электр магниттік өзара әсер) тәрізді өрістік әсерлер басым болып келеді.

Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады. Осы тартылыс бағынатын заңды Ньютон анықтап, бүкіл әлемдік тартылыс заңы деп аталған. Осы заң бойынша, екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады:

; (1)

мұндағы, G-гравитациялық тұрақты деп аталатын пропорционалдық коэффициент, оның сандық мәні G=6.67·10^-11 Н·м ² /кг²-қа тең.

Бұл күш бір-біріне әсер ететін денелер арқылы өтетін түзудің бойымен бағытталған. Формула шамасы бойынша бір-біріне тең F₁₂ және F₂₁ күштердің сандық мәнін береді. Cуреттегі өзара әсерлесетін денелер біртекті шарлар болса, m₁ және m₂ – шар массалары, R — олардың центрінің ара қашықтығы.

Сонымен, шарлар материялық нүктелер ретінде өзара әсерлеседі, ал олардың массалары шар массаларына тең және олардың центрлерінде орналасқан.

Гравитациялық тұрақтының сандық мәні, массалары белгілі денелердің бір-біріне тартылатын күшін өлшеу жолымен анықталған. Осындай өлшеу кезінде көп қиыншылықтар кездеседі, өйткені массалары тікелей өлшенетін денелер үшін тартылыс күштері өте-мөте аз болып шығады. G-тұрақтысының мәнін анықтау үшін ең алғаш ойдағыдай өлшеу жүргізген ағылшын ғалымы Генри Кавендиш (1798ж.) болды. Ол күшті өлшеу үшін өте сезгіш иірілмелі таразы әдісін қолданды (2-сурет).

Жеңіл стерженнің ұштарына бекітілген екі қорғасын шар m (әрқайсысының массасы 729 г) симметриялы орналастырылған М шарларының (әрқайсысының массасы 158 кг) жанына қойылған. Стержень серпімді жіпке асып қойылған, шарлардың бір-біріне тартылу күшін осы жіптің бұралуы арқылы өлшеуге болады. Жіптің жоғарғы ұшы орнату бүркеншігіне бекітілген, ал осы бүркеншікті бұру арқылы m және М шарларының ара қашықтығын өзгертуге болады. Әр түрлі әдістермен анықталғандардың ішінде гравитациялық тұрақтының анағұрлым нақтылы мәнін мынадай деп есептейді:

G=6.67·10^-11 Н·м ² /кг²

Ғаламшарлардың  қалай  қозғалатынын біле  отырып  Ньютон оларға  қандай  күштер  әсер  ететіндігін  анықтағысы келді. Бұл әдіс  механиканың кері есебі  деп  аталады. Механиканың  негізгі  есебі  бойынша массасы  мен  жылдамдығы белгілі  денеге әсер  ететін  күштің салдарынан кез келген уақыт  мезетіндегі дененің  орнын  анықтау болса, механиканың  кері  есебінде  дененің  қалай  қозғалатындығына  қарай оған  әсер  ететін  күштерді анықтау  болып  табылады.

Ауырлық  күші  жер центріне  қарай  бағытталған. Басқа күштер болмағанда дене Жерге  еркін түсу үдеуімен  құлайды. Жердің әр түрлі  нүктелеріндегі еркін  түсу  үдеуінің  орташа  мәні  9,81 м/с². Жердің радиусы мен еркін түсу  үдеуінің  мәнін біле  отырып (R_ж = 6,38·10⁶ м).

Табиғаттағы  көптеген құбылыстар  бүкіл әлемдік тартылыс  күшімен түсіндіріледі. Атап айтқанда:

• Күн жүйесіндегі ғаламшарлар  қозғалысы;

• Жердің жасанды серігінің қозғалыстары;

• баллистикалық зымырандардың ұшу траекториясы;

• Жерге жақын денелердің қозғалысы;

• Денелердің жерге  құлауы;

• Тасу және қайту:

• Сарқырамалар;

• Қол сөмкесінің ауырлығы;

• Жер атмосферасының болуы т.б.

IV. ЖАҢА САБАҚТЫ БЕКІТУ СҰРАҚТАРЫ

1. Механикадағы күштерді атаңдар?

2. Бүкіләлемдік тартылыс күші дегеніміз қандай күш?

3. Бүкіләлемдік тартылыс заңын кім ашты?

4. Бүкіләлемдік тартылыс заңын тұжырымдаңдар?

5. Бүкіләлемдік тартылыс заңының формуласын жазып көрсетіңдер?

6. Гравитациялық тұрақтының сан мәні нешеге тең?

V. ЖАҢА САБАҚТЫ БЕКІТУГЕ АРНАЛҒАН ЕСЕПТЕР ШЫҒАРУ

1.Әрқайсысының массасы 80 т екі вагон бір-бірінен 1 м қашықтықта тұрғанда қандай күшпен тартылады?

2. Массасы 8 т-ға тең ғарышкемесінің массасы 20 т орбиталық  ғарыш станциясына 100 м қашықтыққа дейін жақындап келді. Өзара тартылыс күшін анықтаңдар.

3.Әрқайсысының массасы 1000 кг.  Тартылу күші 6,67*10^-9 Н болатын екі дененің  арақашықтығы қандай?

№	Берілгені	ХБЖ	Талдау	Шешуі
1.	m1= m2=80т R=1 м G=6.67·10-11 Н·м 2 /кг2 Т/к: F-?	80·103кг		Жауабы: F=0,42 Н
2.	Берілгені	ХБЖ	Талдау	Шешуі
	m1= 8т m2=20т R=100м G=6.67·10-11 Н·м 2 /кг2 Т/к: F-?	8·103кг  20·103кг 1·102м		Жауабы: F=106,7 Н
3.	Берілгені	ХБЖ	Талдау	Шешуі
	m1= m2=1000кг F=6.67·10-9 Н G=6.67·10-11 Н·м 2 /кг2 Т/к: R-?	1·103кг		Жауабы: R=100 м

VІ. «БҮКІЛӘЛЕМДІК ТАРТЫЛЫС ЗАҢЫ» КЕСТЕСІН ТОЛТЫРУ

«БҮКІЛӘЛЕМДІК ТАРТЫЛЫС ЗАҢЫ»
Сұрақтар:	Жауабы:
1.Бүкіләлемдік тартылыс заңы деген не?	Табиғатта барлық денелер бір-біріне тартылады. Екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады.
2.Формуласын жазып, түсіндір.	;
3.Гравитациялық тұрақты деген не? Сандық мәні неге тең?	G=6.67·10-11 Н·м 2 /кг2

VІI. ҚОРЫТЫНДЫ

КЕРІ БАЙЛАНЫС парағын толтыру

1.Не үйрендім?
2.Не қиын болды?

VІІI. ҮЙГЕ ТАПСЫРМА

• Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Бүкіләлемдік тартылыс күші (оқу, түсінік айту)

• Есептер шығару (№12-жаттығу есептері)

ІХ. БАҒАЛАУ

Оқушылардың білім деңгейлеріне және сабаққа қатысу белсенділіктеріне қарай бағалау.