Поэтапное формирование предметных понятий и действий нами осуществлялось с помощью учебных карт. При этом формирование деятельностного компонента технологической компетентности осуществляли основываясь на четырех этапах, выделенных П.Я. Гальпериным:
1-й этап – мотивационный;
2-й этап – выполнение действий в материализованной форме;
3-й этап – внешнеречевые действия;
4-й этап – выполнение действий во внешней речи про себя;
5-й этап – умственные действия
В ходе экспериментального обучения студентов при формировании ряда понятий и законов нами использовался метод подведения под понятие, предложенный Н.Ф. Талызиной. Содержание ориентировочной основы действия задается последовательностью необходимых и достаточных признаков этого понятия.
Например, формирование понятие «сила» осуществлялось следующим образом. Студентам демонстрировался зрительный ряд, состоящий из последовательности изображений нескольких видов сил, отличающихся природой происхождения, направлением, точкой приложения.
|
|
Преподаватель совместно со студентами выявлял основные общие признаки и фиксировал их на доске, затем в учебных картах.
Предложенная нами учебная карта для формирования понятия «сила» имела следующий вид:
Признаки понятия «сила»:
- векторная физическая величина
- имеет точку приложения
- является мерой взаимодействия тел
- является причиной изменения скорости
- возникает вследствие действия на тело других тел (или в следствии действия тела на другие тела)
Правило распознавания силы:
1. Назови признаки.
2. Проверь, есть ли у данного объекта указанные признаки.
3. Запиши результат проверки каждого признака: «+» - есть, «–» - нет, «?» - неизвестно.
3. Оцени полученный результат по логическому правилу.
Логическое правило:
Объект относится к данному понятию в том и только том случае, когда он обладает всей системой необходимых и достаточных признаков;
Если объект не обладает хотя бы одним из признаков, то он не относится к данному понятию;
Если хотя бы про один признак ничего не известно, то при наличии всех остальных признаков неизвестно, принадлежит или не принадлежит объект к данному понятию.
Схема логического правила:
Объект №1 | Объект №2 | Объект №3 | Объект № n |
Признак 1+ Признак 2+ Признак 3+ Признак 4+ | Признак 1+ Признак 2 – Признак 3+ Признак 4 + | Признак 1+ Признак 2 – Признак 3+ Признак 4 (?) | Признак 1+ Признак 2 + Признак 3 + Признак 4 (?) |
Объект обладает всей системой необходимых признаков и относится к данному понятию | Объект не обладает всей системой необходимых признаков и не относится к данному понятию | Объект не обладает всей системой необходимых признаков и не относится к данному понятию | Один из признаков объекта неизвестен, следовательно, неизвестно, принадлежит ли объект к данному понятию |
Эффективность усвоения понятия повышается, если вводить его не обособленно, а в системе с другими родственными понятиями. Это дает возможность учащимся устанавливать связи между понятиями, выделять сходства и различия.
|
|
Выделив с учащимися общие признаки понятия «Сила», им была представлена учебная карта с силами, изучаемыми в разделе «механика». Таким образом, были представлены общие и частные свойства понятий. Кроме того, в процессе обучения, необходимо добиться того чтобы студенты умели распознавать необходимые и достаточные свойства изучаемых объектов.
Учебная карта на формирование понятия «Сила»
Сила | Рисунок | Признаки понятия | |||||||||
Сила тяжести | - векторная физическая величина; - приложена к центру масс тела; - действует на тело со стороны Земли; - направлена к центру Земли; -математическая формула | ||||||||||
Сила всемирного тяготения |
| - векторная физическая величина; - приложена к центру масс взаимодействующих тел; - сила притяжения действует со стороны одного тела на другое; - направлена вдоль линии соединяющей центры масс взаимодействующих тел; - математическая формула | |||||||||
Сила реакции опоры | - векторная физическая величина; - приложена к телу, в точке соприкосновения тела и опоры; - действует на тело со стороны опоры, в следствии деформации опоры; - направлена перпендикулярно поверхности опоры | ||||||||||
Сила трения | - векторная физическая величина; - приложена к телу вдоль границы соприкосновения поверхностей; - действует на тело со стороны соприкасающейся поверхности; - направлена в сторону противоположную направлению движения; - математическая формула | ||||||||||
Сила упругости |
| - векторная физическая величина; - возникает в результате деформации тела; - направлена в сторону противоположную перемещениям частиц тела при деформации; - математическая формула | |||||||||
Вес |
| - векторная физическая величина; - приложена к опоре или подвесу; - действует со стороны тела на опору или подвес, вследствие притяжения тела к Земле | |||||||||
Сила Архимеда | - векторная физическая величина; - приложена к центру масс тела; - действует на тело помещенное в жидкость или газ; - направлена противоположно силе тяжести; - математическая формула |
Выделенные в составе технологической компетентности компетенции определяют состав и направленность учебной деятельности студентов инженерно-технологического профиля.
В соответствии целями этой деятельности необходимо выявить взаимосвязь между средствами достижения учебной цели и самой целью – формирование технологической компетентности. Эту взаимосвязь можно представить в виде схемы.
Явление | Þ | Ф И З И К А | Гуманитарные дисциплины | Þ | · Мировозренческая компетенция | Технологическая компетентность | ||
Теория | · Проектная компетенция | |||||||
Физическая величина | Математические и естественнонаучные дисциплины | · Инновационно-управленческая компетенция | ||||||
Закон | · Расчетно-конструктоская компетенция | |||||||
Эксперимент | · Сервисно-эксплуатационная компетенция | |||||||
Техническое устройство | Профессиональные дисциплины | · Монтажно-наладочная компетенция |
Общими и основными объектами на которые направлена учебная деятельность студентов при изучении курса физики являются: явление, теория, физическая величина, закон, эксперимент, техническое устройство (прибор). Эти объекты составляют основу научного физического знания и являются его элементами.
|
|
Сущность этих объектов, может быть представлена в виде логической последовательности элементов-признаков.
Объект | Признак |
Явление | 1. Формулировка, выражающая определение явления. 2. Опыты, в которых обнаруживается явление. 3.Объяснение явления на основе теории (если возможно). 4. Применение явления в практике, его проявление в природе. |
Теория | 1. Исходные опытные факты приведшие к возникновению теории. 2. Идеальный объект или модель. 3. Физические величины, характеризующие модель. 4. Основные положения теории – принципы или гипотеза. 5. Следствия и частные законы, вытекающие из основных положений. 6. Экспериментальная проверка следствий. 7. Границы применимости. |
Физическая величина | 1. Явление или свойство, которое характеризует величина. 2. Определение величины и формула, ее выражающая. 3. Единица измерения. 4. Способ измерения. 5. Формула, выражающая зависимость данной величины от других величин. |
Закон | 1. Математическое выражение и словесная формулировка закона. 2. Опытное подтверждение закона. 3. Объяснение закона на основе теории (если возможно). 4. Границы применимости (если возможно). 5. Применение в практике (если возможно). |
Эксперимент (опыт) | 1. Цель опыта. 2. Экспериментальная установка и оборудование. 3. Выполнение эксперимента, измерения. 4. Обработка результатов измерения. 5. Анализ экспериментальных результатов и выводы, вытекающие из опыта. |
Техническое устройство (прибор) | 1. Назначение. 2. Устройство. 3. Принцип действия. 4. Область применения. |
Для выделения и усвоения студентами компонентов формируемого умения нами были разработаны учебные карты ориентировочных основ действий, имеющие различный уровень обобщения.
На начальном этапе обучения использовались карты, имеющие более подробное и развернутое содержание, детально описывающие каждое действие и необходимые для его успешного совершения ориентировочные знания. Данный этап характеризует низкий (репродуктивный) уровень формируемого умения.
|
|
Затем студенты переходили к картам, содержащим более обобщенный план действий. Выполнение задания на данном этапе характеризует средний (алгоритмический) уровень формируемого умения.
Высокий (творческий) уровень характеризуется способностью студента самостоятельно осуществить перенос приобретенных знаний и умений для решения поставленной преподавателем задачи.
В качестве основных тем, изучаемых студентами на практических занятиях в рамках раздела «Механика» можно выделить следующие:
1. Кинематика поступательного движения;
2. Кинематика вращательного движения;
3. Динамика поступательного движения;
4. Динамика вращательного движения;
5. Закон сохранения импульса;
6. Закон сохранения энергии;
7. Закон сохранения момента импульса.
Учебная карта «Модель обобщенного приема
на формирование действия «Решение задач на тему
«Кинематика поступательного и вращательного движения»»
Действия | Ориентировочные знания | |||||||||||||
1. Проанализировать условие задачи, выявить исходные данные и то, что необходимо найти | Понятия: «механическое движение», «координата», «путь», «перемещение», «угол поворота», «средняя и мгновенная скорость», «среднее и мгновенное тангенциальное ускорение», «нормальное ускорение», «полное ускорение», «среднее и мгновенное угловое ускорение», кинематическое описание механического движения | |||||||||||||
2. Записать дано: - буквенные обозначения физических величин и соответствующие им числовые значения, - перевести единицы измерения в систему СИ, - значения констант и табличных величин | Буквенные обозначения физических величин, единицы измерения физических величин, кратные и дольные приставки единиц измерения | |||||||||||||
3. Определить род движения | Виды движения: - поступательное движение по горизонтали, - поступательное движение по вертикали, - поступательное движение по криволинейной траектории (окружность), -движение по окружности | |||||||||||||
4. Изобразить: - траекторию движения, - направление вектора скорости поступательного движения, -направление вектора ускорения поступательного движения, - направление вращения, - направление вектора угловой скорости, - направление вектора углового ускорения | Правила определения направления векторов скоростей и ускорений поступательного и вращательного движений | |||||||||||||
поступательное движение по горизонтали
| ||||||||||||||
поступательное движение по вертикали
| ||||||||||||||
поступательное движение по криволинейной траектории
| ||||||||||||||
ускорение при криволинейном движении
| ||||||||||||||
вращательное движение
| ||||||||||||||
5. Записать основные кинематические уравнения поступательного движения применительно к данному условию: а) переменного б) равномерного | а) , , - для свободного падения а') , () – при неизвестном времени б) , | |||||||||||||
6. Записать основные кинематические уравнения вращательного движения применительно к данному условию: а) переменного, б) равномерного | а) , , , , где: j - угол поворота, w - угловая скорость, e - угловое ускорение, n - частота вращения, T - период вращения, N - число оборотов. б) , , an - нормальное ускорение, R - радиус | |||||||||||||
7. Записать (если требуется) формулу связи линейных и угловых величин | , , , , an - нормальное ускорение | |||||||||||||
8. Вывести расчетную формулу для нахождения искомой величины | Алгебраические преобразования математических выражений | |||||||||||||
9. Полученную формулу проверить на размерность | Системные единицы измерения физических величин; основные физические величины, производные физические величины, правило размерностей | |||||||||||||
10. Подставить численные значения в полученную формулу, вычислить искомую величину, записать ответ | Арифметические действия, правила пользования вычислительными приборами |
Учебная карта на формирование действия «Решение задач на тему
«Кинематика поступательного движения»».
Условие задачи: «Радиус-вектор материальной точки изменяется со временем по закону , где А = 0,3 м/с3; B = E =1 м/с; С = 2 м/с2. Найти: а) законы для и ; б) модули скорости и ускорения в момент времени t = 1 с» | ||||||||
Действия | Ориентировочные знания | Наглядное сопровождение | ||||||
1. Проанализировать условие задачи, выявить исходные данные и то, что необходимо найти | Понятие «радиус-вектор»; закон изменения физической величины со временем | ; ; | ||||||
2. Записать дано: - буквенные обозначения физических величин и соответствующие им числовые значения; - перевести единицы измерения в систему СИ; - значения констант и табличных величин | Буквенные обозначения физических величин; единицы измерения физических величин | Дано: А = 0,3 м/с3 B = E = 1 м/с С = 2 м/с2 t = 1 с Найти: а) , ; б) , | ||||||
3. Определить род движения | Вид движения: поступательное, трехмерное (вдоль трех осей х, y, z) | |||||||
4. Выбрать инерциальную систему отсчета, положительные направления координатных осей | Понятие «система отсчета», система координат |
| ||||||
5. Записать выражение для нахождения мгновенной скорости и мгновенного ускорения. | Понятия: «мгновенная скорость», «мгновенное ускорение», физический смысл производной | (1) (2) | ||||||
6. Применить (1) и (2) к конкретной функции | Правила дифференциально-интегрального исчисления алгебраических выражений | ; (3) (4) | ||||||
7. Проверить (3), (4) на размерность | Системные основные и производные единицы измерения физических величин | |||||||
8. Вычислить значения модулей мгновенной скорости и ускорения | Арифметические действия; правила пользования вычислительными приборами | |||||||
9. Записать ответ согласно требованию условия | Представление результатов решения в стандартном виде | Ответ: а) ; ; б) ; |
Учебная карта на формирование действия «Решение задач на тему
«Кинематика вращательного движения.
Взаимосвязь линейных и угловых величин»»
Условие задачи: «Материальная точка движется по окружности радиусом R = 0,6 м согласно уравнению , где А = 3 м/с; В = 1 м/с2; С = 0,1 м/с3. Определить зависимость от времени t для пути S, угла поворота j, угловой скорости ω, тангенциального аτ и углового e ускорения; нормального аn и полного а ускорения; а также вычислить их значения в момент времени t = 2 с» | ||||||||||||
Действия | Ориентировочные знания | Наглядное сопровождение | ||||||||||
1. Проанализировать условие задачи, выявить исходные данные и то, что необходимо найти | Понятия: «вращательное движение»; «скорость ускорение» | |||||||||||
2. Записать дано: - буквенные обозначения физических величин и соответствующие им числовые значения; - перевести единицы измерения в систему СИ; - значения констант и табличных величин | Буквенные обозначения физических величин; единицы измерения физических величин | Дано: А = 3 м/с В = 1 м/с2 С = 0,1 м/с3 R = 0,6 м t = 2 с Найти: S (t), j (t), w (t), e (t), аτ (t), аn (t), a (t) -? | ||||||||||
3. Изобразить: - окружность, материальную точку; - вектор ; - вектор ; - вектор ; - вектор ; - вектор ; - вектор | Правила определения направления векторов линейных (, , , ) и угловых величин (, ) |
| ||||||||||
4. Записать определяющие формулы кинематики поступательного и вращательного движения и взаимосвязи линейных и угловых кинематических величин | Физический смысл понятий «мгновенная скорость», «мгновенное ускорение», «тангенциальное ускорение», «нормальное ускорение», «полное ускорение»; знание взаимосвязи линейных и угловых величин | ; ; ; ; ; ; ; | ||||||||||
5. Записать для данных условий выражения для S, φ, ω, аτ, аn, ε, а, используя определяющие формулы получить расчетные формулы | Физический смысл производной (дифференциала); Понятие «закон изменения физической величины с течением времени» | 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. | ||||||||||
6. Подставить численные данные в полученные выражения, произвести вычисления | Арифметические действия, правила пользования вычислительными приборами | 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. | ||||||||||
7. Записать ответ согласно требованию условия | Представление результатов решения в стандартном виде | Ответ: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; |
Учебная карта на формирование действия «Решение задач на тему
«Кинематика вращательного движения.
Взаимосвязь линейных и угловых величин»»
Условие задачи: «Материальная точка движется по окружности радиусом R = 0,6 м согласно уравнению , где А = 3 м/с; В = 1 м/с2; С = 0,1 м/с3. Определить зависимость от времени t для пути S, угла поворота j, угловой скорости w, тангенциального аτ и углового e ускорения; нормального аn и полного а ускорения; а также вычислить их значения в момент времени t = 2 с» | |||||||||||||||||||||
Действия | Ориентировочные знания | Наглядное сопровождение | |||||||||||||||||||
1. Проанализировать условие задачи, выявить исходные данные и то, что необходимо найти | Понятия: «вращательное движение»; «скорость ускорение» | ||||||||||||||||||||
2. Записать дано: - буквенные обозначения физических величин и соответствующие им числовые значения; - перевести единицы измерения в систему СИ; - значения констант и табличных величин | Буквенные обозначения физических величин; единицы измерения физических величин. | Дано: А = 3 м/с В = 1 м/с2 С = 0,1 м/с3 R = 0,6 м t = 2 с Найти: S (t), j (t), w (t), e (t), аτ (t), аn (t), a (t) -? | |||||||||||||||||||
3. Изобразить: - окружность, материальную точку; - вектор ; - вектор ; - вектор ; - вектор ; - вектор ; - вектор | Правила определения направления векторов линейных (, , , ) и угловых величин (, ) |
| |||||||||||||||||||
4. Записать определяющие формулы кинематики поступательного и вращательного движения и взаимосвязи линейных и угловых кинематических величин | Физический смысл понятий «мгновенная скорость», «мгновенное ускорение», «тангенциальное ускорение», «нормальное ускорение», «полное ускорение»; знание взаимосвязи линейных и угловых величин | ; ; ; ; ; ; ; | |||||||||||||||||||
5. Записать для данных условий выражения для S, φ, ω, аτ, аn, ε, а, используя определяющие формулы получить расчетные формулы | Физический смысл производной (дифференциала); Понятие «закон изменения физической величины с течением времени» | 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. | |||||||||||||||||||
6. Подставить численные данные в полученные выражения, произвести вычисления | Арифметические действия, правила пользования вычислительными приборами. | 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. | |||||||||||||||||||
7. Записать ответ согласно требованию условия | Представление результатов решения в стандартном виде | Ответ: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; |
Условия задач на отработку данной схемы с учетом возрастания уровня сложности:
1. Первое тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью V 0 = 5 м/с. В тот же момент времени вертикально вниз с той же начальной скоростью из точки, соответствующей максимальной верхней точке полета первого тела, брошено второе тело. Определите: 1) в какой момент времени t тела встретятся; 2) на какой высоте h от поверхности Земли произойдет эта встреча; 3) скорость Vx первого тела в момент встречи; 4) скорость V 2 второго тела в момент встречи.
2. Тело брошено со скоростью V 0 = 20 м/с под углом a = 30° к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите для момента времени t =1,5 с после начала движения: 1) нормальное ускорение; 2) тангенциальное ускорение.
3. Диск вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угла поворота радиуса диска от времени задается уравнением (А = 0,5 рад/с2). Определите к концу второй секунды после начала движения: 1) угловую скорость диска; 2) угловое ускорение диска; 3) для точки, находящейся на расстоянии 80 см от оси вращения, тангенциальное аt, нормальное ап и полное а ускорения.
Учебная карта «Модель обобщенного приема
на формирование действия «Решение задач на тему
«Динамика поступательного и вращательного движения»»
Действия | Ориентировочные знания |
1, Проанализировать условие задачи, выявить исходные данные и то, что необходимо найти | Понятия: «механическое движение», «сила» - мера взаимодействия тел, «инерциальная система отсчета», «материальная точка», законы Ньютона |
2, Записать дано: - буквенные обозначения физических величин и соответствующие им числовые значения, - перевести единицы измерения в систему СИ, - значения констант и табличных величин | Буквенные обозначения физических величин, единицы измерения физических величин, кратные и дольные приставки единиц измерения |
3, Определить род движения | Виды движения: - движение по горизонтали, - движение по вертикали, - движение по наклонной плоскости, - движение по окружности в вертикальной плоскости, - движение по окружности в горизонтальной плоскости, - движение связанных тел |
4. Изобразить: - тела (материальные точки) о которых идет речь в задаче, - направление вектора скорости, - направление вектора ускорения, - силы, действующие на тела (материальные точки), - моменты сил, действующие на тела | Понятия: «скорость», «угловая скорость», «ускорение», «угловое ускорение», понятия «сила тяжести», «сила реакции опоры», «сила трения», «вес», «сила упругости», «сила Архимеда», «гравитационная сила», «сила тяги», «момент силы», «плечо силы», «момент инерции» |
5. Записать основное уравнение динамики поступательного движения в векторной форме | Второй закон Ньютона: , где - векторная сумма всех сил действующих на тело |
6. Записать основной закон динамики вращательного движения в векторной форме (если необходимо) | Основной закон динамики вращательного движения: , где - векторная сумма моментов всех сил действующих на тело |
7. Расписать векторную сумму сил в векторной форме | Например: |
8. Расписать векторную сумму моментов сил (если необходимо) | Например: |
9. Выбрать: - инерциальную систему отсчета, - направления координатных осей | Понятие «система отсчета», «система координат» |
10. Записать второй закон Ньютона в проекциях на соответствующие оси | Действия над векторами; проекция вектора на ось |
11. Записать основной закон динамики вращательного движения в проекциях на выбранную ось, относительно которой рассматривается вращение | Правило правого винта |
12.Записать формулы для определения сил | Сила тяжести ; сила трения ; сила упругости ; сила Архимеда ; гравитационная сила |
13. Записать формулу для определения моментов сил (если необходимо) | , ℓ - плечо силы. |
14. Записать основные уравнения кинематики (если необходимо) для поступательного и вращательного движения | Для поступательного движения: ; ; Для вращательного движения: ; ; ; ; |
15. Вывести расчетную формулу для нахождения искомой величины | Алгебраические преобразования математических выражений |
16. Полученную формулу проверить на размерность | Системные единицы измерения физических величин; основные физические величины, производные физические величины, правило размерностей |
17. Подставить численные значения в полученную формулу, вычислить искомую величину, записать ответ | Арифметические действия, правила пользования вычислительными приборами |
Учебная карта на формирование действия «Решение задач на тему
«Динамика поступательного и вращательного движения»»
Условие задачи: «Через блок в виде сплошного диска, имеющего массу m = 100 г перекинута невесомая тонкая гибкая нить, к концам которой подвешены грузы массами m 1 = 150 г и m 2 = 200 г. В начальный момент времени расстояние между грузами 50 см. Определить через какой промежуток времени грузы окажутся на одной высоте. Трением и массой нити пренебречь» | |||||||||||||||
Действия | Ориентировочные знания | Наглядное сопровождение | |||||||||||||
1. Проанализировать условие задачи, выявить исходные данные и то, что необходимо найти | Понятие «механическое движение»; «сила» - мера взаимодействия сил; материальная точка; законы Ньютона | ||||||||||||||
2. Записать дано: - буквенные обозначения физических величин и соответствующие им числовые значения; - перевести единицы измерения в систему СИ; - значения констант и табличных величин | Буквенные обозначения физических величин; единицы измерения физических величин | Дано: Си: m = 100 г 0,1 кг m 1 = 150 г 0,15 кг m 2 = 200 г 0,2 кг h = 50 см 0,5 м g = 9,8 м/с2 Найти: t -? | |||||||||||||
3. Определить род движения | Виды движения: - движение по вертикали; - движение связанных тел; - вращательное движение |
| |||||||||||||
4. Изобразить: - тела (материальные точки) о которых идет речь в задаче; - направление вектора скорости; - направление вектора ускорения; - силы, действующие на тела (материальные точки); - моменты сил, действующие на тела | Понятия: «скорость», «угловая скорость», «ускорение», «угловое ускорение»; «сила тяжести», «вес», «сила упругости», «момент силы», «плечо силы», «момент инерции» |
| |||||||||||||
5. Записать основное уравнение динамики поступательного движения в векторной форме | Второй закон Ньютона, понятие «равнодействующая всех сил» | , где - векторная сумма всех сил действующих на тело | |||||||||||||
6. Записать основной закон динамики вращательного движения в векторной форме (если необходимо) | Основной закон динамики вращательного движения | , где - векторная сумма моментов всех сил действующих на тело | |||||||||||||
7. Расписать векторную сумму сил в векторной форме | , - силы упругости (натяжения нити); , - силы тяжести действующие на тела 1 и 2 соответственно | ; . | |||||||||||||
8. Расписать векторную сумму моментов сил относительно выбранной оси | , где - момент силы , - момент силы | ||||||||||||||
9. Выбрать: - инерциальную систему отсчета; - направления координатных осей | Система координат; понятие «система отсчета»; понятие «инерциальная система отсчета» |
| |||||||||||||
10. Записать второй закон Ньютона в проекциях на соответствующие оси | Действия над векторами; проекция вектора | y 1: y 2: | |||||||||||||
11. Записать основной закон динамики вращательного движения в проекциях на выбранную ось, относительно которой рассматривается вращение | Правило моментов. | ||||||||||||||
12. Записать формулы для определения сил | |||||||||||||||
13. Записать формулу для определения моментов сил | , ℓ - плечо силы. В условиях данной задачи | С учетом того что , основное уравнение динамики вращательного движения имеет вид: . R - радиус блока, Iz - момент инерции блока (сплошного диска) относительно оси z: | |||||||||||||
14. Записать основные уравнения кинематики для поступательного и вращательного движения. | Основные уравнения кинематики для поступательного и вращательного движения. | ; | |||||||||||||
15. Предварительно подставив формулы п.п. 10, 13, 14 выразить искомую величину | Математические преобразования, решение систем уравнений | Имеем систему уравнений: ; (1) ; (2) ; (3) ; (4) (5) , . (6) Т.к. нить невесомая, по третьему закону Ньютона , . Решая систему уравнений (1)-(6) получаем: ; | |||||||||||||
16. Полученную формулу проверить на размерность | Системные единицы измерения физических величин; основные физические величины, производные физические величины | ||||||||||||||
17. Подставить численные значения в полученную формулу, записать ответ согласно требованию условия | Арифметические действия, правила пользования вычислительными приборами | Ответ: |
Условия задач на отработку данной схемы с учетом возрастания уровня сложности:
1. Через блок в виде сплошного диска, имеющего массу 200 г, перекинута невесомая тонкая гибкая нить, к концам которой подвешены грузы по 300 г каждый. На один из грузов положили перегрузок массой 100 г. Найдите силу давления перегрузка на груз в процессе движения. Трением и массой нити пренебречь.
2.
R |
m 2 |
m 1 |
3.
R |
|