10 клас Фізика

 

Фізика 10 клас 

08.10 Тема Контрольна робота 1

Частина 1»механіка»

Завдання контрольної роботи

1 рівень:

1. В якому з наведених випадків тіло можна вважати матеріальною точкою?

а) При обчисленні тиску трактора на грунт;

б) при визначенні періоду обертання Землі навколо Сонця;

в) при стикуванні двох космічних кораблів;

г) під час описування руху фігуриста, який виконує стрибок.

       2. У вагоні пасажирського потяга, який рухається, на столі лежить книга. Відносно яких тіл вона перебуває в спокої?

            а) Стола;    б) рейок;     в) пасажира;  г) платформи.

 3. Який із зазначених видів руху можна вважати рівномірним?

            а) Відбувається гальмування потяга;  б) літак злітає;   

            в) пасажир спускається ескалатором метро.

 2 рівень: 

4. Пасажирський потяг, рухаючись рівномірно, за 20 хв пройшов шлях 30 км. Визнач швидкість руху потяга.

             а) 10 м/с;                 б) 15 м/с;              в) 25 м/с.          

 5. Протягом 10 с автомобіль рухався прямолінійно з прискоренням 0,5 м/с² і  набрав швидкості 20 м/с. Яка початкова швидкість автомобіля?

            а) 20 м/с;                  б) 10 м/с;               в) 15 м/с.

3 рівень; 

6. Тіло вільно падало протягом 10 с. Визначити висоту, з якої падало тіло й кінцеву швидкість падіння.

 

7. Автобус рухається рівномірно зі швидкістю 25 м/с, починаючи рух із точки х_о=300 м. Запишіть рівняння руху автобуса, якщо він рухається в напрямку вибраної осі руху та в протилежну сторону

 

4 рівень:  

8. Малюк катається на каруселі, яка робить 6 обертів за 1 хв. Обчисліть період обертання та лінійну швидкість хлопчика, якщо він сидить на відстані 3 м від осі каруселі.

 

 Тема Захист навчальних проектів( здати при оновленні навчання у школі)

 

 Тема. Види сил у механіці. Вимірювання сил, додавання сил. Рівнодійна сил. Інерціальні системи відліку. Принцип відносності Галілея 

      в 10 класі

1.    Види взаємодій у механіці

Щоб яке-небудь тіло набуло прискорення, необхідно, щоб на нього діяло інше тіло. Так, тіла, що падають на Землю, рухають­ся з прискоренням, завдяки взаємодії із Землею. Якщо до сталевої кульки, яка лежить на столі, піднести сильний магніт, то кулька почне рухатися внаслідок дії магніту.

^ Дію тіл або частинок (одна на одну) називають взаємодією.

Взаємодія тіл — одне з фундаментальних понять у фізиці. Саме взаємодії є причиною будь-яких змін, що відбуваються з ті­лами навколо нас. Усі взаємодії в сучасній фізиці можна розпо­ділити на чотири види: гравітаційне, електромагнітне, сильне і слабке.

Гравітаційні взаємодії (тяжіння): притягання тіл до Землі, іс­нування Сонячної системи, зоряних систем (галактик) зумовлені дією сил тяжіння.

Електромагнітні взаємодії: зумовлені зв’язками в атомах, мо­лекулах і звичайних макротілах.

Сильні (ядерні) взаємодії: наявність у ядрах однаково зарядже­них протонів і нейтральних частинок свідчить про те, що мають іс­нувати взаємодії, набагато інтенсивніші за електромагнітні, інак­ше ядро не могло б утворитися. Ці взаємодії проявляються лише в межах ядра.

Слабкі взаємодії: під впливом «внутрішніх причин» нестабіль­ні вільні частинки за той чи інший характерний час перетворюють­ся на інші частинки (розпадаються

Усі механічні явища можна пояснити за допомогою лише трьох видів сил: сили всесвітнього тяжіння, сили пружності, сили тертя.

2.    Що таке сила?

Дії тіл одне на одного описують за допомогою сил. Сили, що ха­рактеризують взаємодії, призводять до зміни або швидкості тіла, або його форми й розмірів. Крім того, результат дії одного тіла на інше залежить також від напряму цієї дії.

^ Сила — це векторна величина, що є мірою дії на тіло інших тіл, у результаті якої тіло дістає прискорення або змінює форму й розміри.

У системі СІ сила виміряється в ньютонах (1 Н).

^ 1 Н — це сила, яка тілу масою 1 кг надає прискорення 1 м/с².

Кожна сила характеризується числовим значенням (модулем), напрямом та точкою прикладання.

Під час креслення сили, як і інші векторні величини, познача­ють стрілками. Початок стрілки збігається з точкою прикладання сили, напрям стрілки вказує напрямок сили, а довжина стрілки пропорційна модулю сили.

3.    Додавання сил. Рівнодійна

На тіло дуже рідко діє лише одна сила, найчастіше — дві або три. Якщо на тіло діє кілька сил, то результат їхньої дії буде таким, яким був би за умови дії на нього сили, яку називають рівнодійною.

^ Рівнодійна сила — це сила, дія якої заміняє дію кількох сил, що одночасно діють на тіло.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай сили З Н і 4 Н, спрямовані під кутом 90° одна до одної, діють на тіло (рис. а). Дію цих сил можна замінити дією сили 5 Н (рис. б). У цьому випадку сила 5 Н — рівнодійна сил З Н і 4 Н (рис. в).

 

а)

б)

в)

де п — число сил, які діють.

Це твердження називають «принципом незалежності дії сил, або принципом суперпозиції сил».

Якщо сили спрямовані під кутом одна до одної, то їх рівнодій- ну обчислюють, використовуючи додавання векторів за «правилом паралелограма».

 

 

 

 

Запитання

1.     Наведіть приклади видів сил у механіці.

2.     Як обчислити рівнодійну кількох сил?

Домашнє завдання

читати с.58(п3) с.60(п1,2)

Накреслити і обчислити

1Чи може рівнодійна двох сил 4 Н і 5 Н, що діють на тіло вздовж однієї прямої, дорівнювати 2 Н? З Н? 8 Н? 10 Н?

2.На тіло діють дві сили у взаємно перпендикулярних напрямах. Чому дорівнює модуль рівнодійної сили, якщо модулі сил до­рівнюють 5 і 12 Н?

3.Обчисліть модуль рівнодійної двох сил, що утворюють між со­бою кут 60°, якщо кожна сила дорівнює 600 Н.

 

 01.10 Лабораторна робота 2

Підручник с.53

 

01.10 Тема. Доцентрове(нормальне) прискорення

1.    Прискорення під час рівномірного руху по колу

Швидкість тіла — величина векторна. Будь-яка зміна вектора швидкості в часі означає виникнення прискорення:

При цьому може характеризувати зміну не лише моду­ля швидкості, але і її напряму. Якщо змінюється тільки модуль швидкості, то відбувається прямолінійний прискорений рух. Якщо змінюється лише напрям, то виникає рівномірний криво­лінійний рух.

Модуль прискорення у випадку рівномірного руху по колу можна обчислити за формулою:

2.    Напрям прискорення під час рівномірного руху по колу

Напрям прискорення збігається з напрямом вектора швидкості, коли час—>0. Оскільки швидкість спрямована по дотичній до кола, то перпендикуляр до дотичної спрямований радіусом до центра кола. Отже, вектор швидкості, як і вектор прискорення, перпендикуляр­ний швидкості. Оскільки вектор прискорення спрямований до цен­тра кола, то це прискорення називають доцентровим.

Якщо величина доцентрового прискорення постійна, то тіло ру­хається по колу.

3.    Зв'язок доцентрового прискорення з іншими величинами

Ми вже знаємо, що лінійну швидкість V можна обчислити че­рез період і частоту обертання, а також через кутову швидкість за допомогою таких формул:

Підставляючи вищезазначені формули у формулу для обчислення доцентрового прискорення   , дістаємо:

Остання формула доводить, що у випадку однакової кутової швидкості доцентрове прискорення буде більшим за радіус кола. Цим можна, наприклад, пояснити той факт, що на диску, який обертається, легше утриматися, якщо перебувати ближче до цен­тра диска, і дуже складно зробити це, якщо знаходитися на його краю.

Запитання до учнів

1.    Чи можна рівномірний рух по колу вважати рівноприскореним рухом?

2.    Як спрямовані вектори швидкості та прискорення в разі рівно­мірного руху тіла по колу?

3.     Два тіла рухаються по колах з різними радіусами. Прискорен­ня якого тіла буде більшим, якщо:

а) швидкості тіл однакові;

б) періоди обертання тіл однакові?

4.     Як можна обчислити доцентрове прискорення секундної стрілки?

Домашнє завдання

 Читати § 8(п4,с.50-51)

 розв'язати задачі

1.    З яким прискоренням рухається автомобіль по кільцевій тра­сі, що має вигляд окружності радіусом 100 м, якщо швид­кість автомобіля — 20 м/с? У скільки разів це прискорення менше за прискорення вільного падіння? (Відповідь: 4 м/с²; у 2,5 рази).

Обчисліть швидкість і прискорення точок земного екватора, які зумовлені добовим обертанням Землі. Радіус Землі — 6400 км. З якою швидкістю й куди має летіти літак поблизу екватора, щоб сонце на небі для нього «зупинилося»?
 (Відповідь: 465 м/с; 3,4 см/с²; на захід).

  01.10Тема. Рівномірний рух матеріальної точки по колу.Період обертання та обертова частота.Кутова частота.

1. Рівномірний рух по колу

Будь-який криволінійний рух можна розглядати як рух по дугах кіл з різними радіусами. Вивчення руху по колу дає також ключ до розгляду довільного криволінійного руху.

Ми будемо вивчати рух тіл по колу з постійною за модулем швидкістю. Такий рух називають рівномірним рухом по колу.

Спостереження показують, що маленькі частинки, що відокремлюються від тіла, що обертається, летять із тією швидкістю, якою володіли в момент відриву: бруд з-під коліс автомобіля летить по дотичній до поверхні коліс; розпечені частинки металу, що відриваються при заточенні різця об точильний камінь, що обертається, також летять по дотичній до поверхні каменя.

Таким чином,

·        Під час руху по колу швидкість у будь-якій точці траєкторії спрямована по дотичній до кола в цій точці.

 При рівномірному русі по колу модуль швидкості тіла залишається постійним, але напрямок швидкості увесь час змінюється.

2. Період обертання і обертова частота

Рух тіла по колу часто характеризують не швидкістю руху, а проміжком часу, за який тіло робить один повний оберт. Ця величина називається періодом обертання.

·        Період обертання — це фізична величина, що дорівнює проміжку часу, за який тіло, що рівномірно обертається, робить один оберт.

Період обертання позначається символом T. Наприклад, Земля робить повний оберт навколо Сонця за 365,25 діб.

При розрахунках період звичайно виражають у секундах. Якщо період обертання дорівнює 1с, це означає, що тіло за одну секунду робить один повний оберт. Якщо за час t тіло зробило N повних обертів, то період можна визначити за формулою:

Якщо відомий період обертання Т, то можна знайти швидкість тіла v. За час t, що дорівнює періоду Т, тіло проходить шлях, що дорівнює довжині кола: . Отже,

Рух тіла по колу можна характеризувати ще однією величиною — числом обертів по колу за одиницю часу. Її називають обертовою частотою:

·        обертова частота дорівнює кількості повних обертів за одну секунду.

Обертова частота й період обертання зв’язані таким співвідношенням:

Частоту в СІ вимірюють в

3. Обертовий рух

У природі досить поширений обертовий рух: обертання коліс, маховиків, Землі навколо своєї осі й т. ін.

Важливою особливістю обертового руху є те, що всі точки тіла рухаються з тим самим періодом, але швидкості різних точок можуть істотно відрізнятися, оскільки різні точки рухаються по колах різних радіусів.

Наприклад, при добовому обертанні Землі швидше за інші рухаються точки, що перебувають на екваторі, оскільки вони рухаються по колу найбільшого радіуса — радіуса Землі. Точки ж земної поверхні, що перебувають на інших паралелях, рухаються з меншою швидкістю, тому що довжина кожної із цих паралелей менше довжини екватора.

^ Кутова швидкість — це фізична величина, що дорівнює відно­шенню кута повороту радіуса, проведеного до тіла від центру кола, по якому рухається тіло, до проміжку часу, упродовж якого цей поворот здійснювався:

 

Оскільки в СІ кути вимірюють у радіанах, то одиницею кутової швидкості є радіан на секунду (рад/с).

За час одного періоду тіло робить один повний оберт тому кутову швидкість можна обчислити за формулою:

Кутова і лінійна швидкості пов’язані співвідношенням:

                                            

Питання

1.     Наведіть два–три приклади криволінійних рухів.

2.     Наведіть два–три приклади рівномірного руху по колу.

3.     Що таке обертовий рух? Наведіть приклади такого руху.

4.     Як спрямована миттєва швидкість під час руху по колу? Наведіть два–три приклади.

1. Навчаємося розв’язувати задачі

1. З якою швидкістю рухаються кінці годинної, хвилинної й секундної стрілок настінних годинників? Прийміть, що довжина кожної із цих стрілок дорівнює 10 см.

Розв’язок. Використовуючи формулу, що зв’язує швидкість, період і радіус, одержуємо для кінців годинної й хвилинної стрілок:

Рух з такими малими швидкостями важко помітити оком, тому коли ми дивимося на настінні годинники, годинна й хвилинна стрілки здаються нерухомими. Кінець же секундної стрілки рухається зі швидкістю:

 

2. Чому дорівнює період обертання Землі навколо Сонця? Місяця навколо Землі?

3. Чому дорівнює період обертання годинної стрілки годинників? Хвилинної? Секундної?

Розв’язок. Годинна стрілка робить один повний оберт за 12 годин — це і є період її обертання. Період обертання хвилинної стрілки — 1 год, а секундної — 1 хв.

 

Домашнє завдання-

Читати: § 8(п1,2,3)

 Виконати вдома самостійну роботу  «Рух по колу. Обертова частота»

 

Завдання для самостійної роботи «Рух по колу. Обертова частота»

 Початковий рівень

1. Виберіть правильне твердження. Обертова частота — це фізична величина, що дорівнює...

А числу повних обертів за одну секунду;

Б часу одного повного оберту;

В числу повних обертів за 2π секунд.

2. Виберіть правильну відповідь. Рух автомобіля якою із трьох доріг можна вважати найменш близьким до руху по колу?

Середній рівень

1. Період обертання платформи карусельного верстата 4 с. Знайдіть швидкість крайніх точок платформи, віддалених від осі обертання на 2 м.

2. Хлопчик обертає камінь на мотузці, довжина якої 1,2 м. Визначте період обертання каменя, якщо середня швидкість його дорівнює 18 км/год.

Достатній рівень

1. У скільки разів швидкість кінця хвилинної стрілки баштових годинників більше за швидкість кінця хвилинної стрілки наручних годинників, якщо довжина стрілки баштових годинників 1,5 м, а довжина стрілки наручних годинників 1,5 см?

2. Знайдіть радіус колеса, що обертається, якщо відомо, що швидкість точки, що лежить на ободі, в 2,5 рази більше швидкості точки, що лежить на 5 см ближче до осі колеса.

Високий рівень

1. Перша у світі орбітальна космічна станція рухалася зі швидкістю 7,3 км/с і мала період обертання 88,85 хв. Уважаючи її орбіту круговою, знайдіть висоту станції над поверхнею Землі. Радіус Землі вважайте рівним 6400 км.

2. Знайдіть швидкість точок земного екватора, обумовлену добовим обертанням Землі. З якою швидкістю й куди повинен летіти літак поблизу екватора, щоб сонце на небі для нього «зупинилося»?