Рис.4 Модель – «Маятник Ньютона»

 

Назначение: служит для демонстрации закона сохранения импульса при абсолютно упругом ударе.

Рекомендации по использованию: можно использовать на уроке физики в 9 классе по теме: «Импульс тела. Закон сохранения импульса тела» или при подготовке к ГИА.

Теоретический материал:

 Маятник Ньютона (рис.4) — механическая система, названная в честь Исаака Ньютона для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо. [8,c. 62]

Это изобретение, придуманное английским актёром Саймоном Пребблом в 1967 году, а сегодня часто встречаемое на письменных столах в кабинетах и офисах, можно поместить и в музей физики. Знание того, что она иллюстрирует законы сохранения импульса и сохранения энергии не только не помешает, но и придаст особый смысл наблюдению.

Для того чтобы увидеть, как работает эта модель, достаточно взять один из крайних шариков, отвести его в сторону, а затем отпустить. После того как он ударится об своего соседа, с противоположной стороны произойдет зеркальное отображение данного движения, причем в том же ритме и с той же скоростью. Шарики посередине остаются неподвижными, а крайние будут колебаться до тех пор, пока силы упругости и трения не приведут к медленной остановке движения. Как долго будут двигаться шары Ньютона? Продолжительность работы такой оригинальной модели напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот.

Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого.

 

В маятнике Ньютона первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Второй шарик получает импульс потенциальной энергии от первого, но из-за невозможности преобразования потенциальной энергии в кинетическую, импульс переходит от второго маятника далее — в третий, четвертый, пятый. Последний шарик не имеет перед собой, кому передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту h, затем возвращается, и всё повторяется в обратном направлении.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Самодельные приборы являются плодом творчества учащегося под руководством своего учителя. Необходимо признать, что конструирование и изготовление самодельных приборов является не только необходимым, но и неизбежным спутником деятельности ученика в процессе обучения предмету физика. В конструировании приборов ученик для себя лично может обнаружить полезный и приятный способ обучения и испытать радость творчества.

Практическое значение работы: результатами работы будут использованы в дальнейшем на уроках физики в МКОУ СОШ №13 имени Федора Ивановича Фоменко ст.Новопетровской.

В ходе выполнения моего проекта были достигнуты следующие положительные результаты:

· Проведен анализ школьного оборудования на предмет нехватки оборудования для демонстрации на уроках физики;

· Изучена научная и популярная литература по созданию самодельных приборов, с помощью которой были сконструированы приборы для проведения демонстраций, гармонических колебаний, законов сохранения, преобразований различных видов энергий;

· Изготовлена модель электромотора из проволоки, батарейки и медной проволоки

· Изготовлен термоэлемент;

· Изготовлен прибор для демонстрации гармонических колебаний нитяного маятника;

· Изготовлен прибор для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга – (Маятник Ньютона)

· Улучшена материально техническая база кабинета физики

В ходе выполнения моего проекта были получены следующие данные и выводы:

Процесс познания школьного предмета физики может быть очень интересным и познавательным если разнообразить своё обучение исследовательской деятельностью. Улучшение материально-технической базы позволит в будущем значительно расширить возможности школьного физического эксперимента. Изготовленные приборы позволят более наглядно объяснить учащимся школы некоторые разделы физики.

 В ходе моих дальнейших исследований я намерен продолжить изучение материально-технической базы кабинета физики и изготовление новых приборов, которые будет возможно использовать для проведения демонстраций физических процессов и явлений.

 

 

                                           

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

                    

1. Физика. 7 класс.: учебник/ А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2017. – 224с.

2.  Физика. 8 класс.: учебник/ А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2003. – 193с.

3. Теория для подготовки к ЕГЭ/ И.В. Яковлев. - MathUs.ru, 2015. – 490с.

4. Домашний эксперимент по физике. 7-11 классы/ Ковтунович М.Г. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2007. – 207с.

5. Физика: Занимательные материалы к урокам. 8 кл. / А.И. Семке. – М: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. – 152с.

6. Краткий справочник по физике. 7-11 классы/А.Л. Сакович, Э.Н. Якубовская, К.А. Петров. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 165с.

7. Физика. 9 класс.: учебник/ А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2008. – 300с.

8. Физика. Справочник: 7-9 классы/ О.И. Громцева. – М.: Издательство «Экзамен», 2014. – 191с.