Въведение, Понятието маса във физическата наука - Методология за формиране на понятието маса в курса на физиката
Въвеждането на понятието маса е много важно. Този въпрос тревожи учените от древни времена. Масата се разглежда като количество вещество. От средата на 19 век започва да се обсъжда въпросът за определяне на стойността на масата. Критикува се определението на Нютон, който го определя като количество, пропорционално на обема на тялото и неговата плътност. Появяват се редица други определения.
Имаше и много методи за въвеждане на понятието маса. Въпросът за това как най-добре да се дефинира или въведе понятието маса е обсъждан както през 19 век, така и през 20 век, и все още се обсъжда.
Следователно спешността на този проблем ме подтикна да проуча въвеждането на тази концепция.
Основната цел на курсовата работа беше да се проучи и анализира методологията за формиране на понятието маса в курса на физиката в гимназията. Обект на използване на курсовата работа беше процесът на преподаване на физика в средното училище, а предмет на изследване: методологията за формиране на основни физически понятия. За да се постигне основната цел на работата, беше необходимо да се решат следните задачи:
1. Анализ на научна и методическа литература по темата на изследването.
2. Разглеждане на различни дефиниции на понятието маса.
3. Оценка на подходите за въвеждане на понятието маса в 6, 9, 11 клас.
По време на курсовата работа бяха използвани следните изследователски методи:
- Теоретичен анализ на методическа литература по тази изследователска тема.
- Анализ на учебниците по физика и учебните програми по физика за 6, 9 и 11 клас.
урок по физика масова енергия
Масата (от гръцки mbw) е една от най-важните физически величини. Първоначално (XVII - XIX век) той характеризира "количеството материя" във физически обект, от което според тогавашните идеи зависи както способността на обекта да се противопоставя на приложената сила (инерция), така и гравитационните свойства - тегло. Тясно свързана с понятията "енергия" и "импулс" (според съвременните концепции масата е еквивалентна на енергията на почивка).
Парижката камара за теглилки и мерки съхранява стандартите на основните мерни единици - маса (килограм) и дължина (метър). Стандартът на масата е тегло, направено от сплав от платина и иридий и е поставено в тази камера през 1889 година. Копия от стандарта също се съхраняват в Русия, във В.И. Менделеев, който всъщност създава Главната камара за теглилки и мерки през 1893 г., предшественик на този институт.
Маса в нютонова механика.
Както е известно, масата в нютоновата механика има редица важни свойства и се проявява, така да се каже, в няколко облика:
1. Масата е мярка за количеството на материята, количеството на материята.
2. Масата на съставното тяло е равна на сумата от масите на съставните му тела.
3. Масата на изолирана система от тела се запазва, не се променя с времето.
4. Масата на тялото не се променя при преминаване от една референтна рамка към друга, в частност тя е една и съща в различни инерционни координатни системи.
6. Масите на телата са източникът на тяхното гравитационно привличане едно към друго.
Нека обсъдим по-подробно последните две свойства на масата.
Като мярка за инерция на тялото масата на тялото се появява във формулата, свързваща инерцията на тялото p и неговата скорост v:
Масата също е включена във формулата за кинетичната енергия на тялото Ek:
Eк = p 2/2m = mv 2/2. (1.2)
Поради хомогенността на пространството-времето, инерцията и енергията на свободно тяло се запазват в инерционната координатна система. Инерцията на дадено тяло се променя с течение на времето само под въздействието на други тела:
където F е силата, действаща върху тялото. Като се има предвид, че по дефиниция на ускорението a
и вземем предвид формули (1.1) и (1.3), тогава получаваме
Нека сега се обърнем към гравитацията. Потенциалната енергия на привличане между две тела с маси М и m (например Земя и камък) е равна на
където G - 6.710 -11 Nm 2 kg -2 (припомнете, че 1 N = 1 kgms 2). Силата, с която Земята привлича камък е
където радиусният вектор r, свързващ центровете на масата на телата, е насочен от Земята към камъка. (Със същата, но противоположно насочена сила камъкът привлича Земята.)
От формули (1.7) и (1.5) следва, че ускорението на тяло, свободно падащо в гравитационно поле, не зависи от неговата маса. Ускорението в земното поле обикновено се обозначава с g:
G = Fg/m = - GMr/r 3. (1,8)
Както е лесно да се изчисли, замествайки във формулата (1.8) стойностите на масата и радиуса на Земята (Mz "610 24 kg, Rz" 6.410 6 m), g "9.8 m/s 2 .
За първи път универсалността на величината g е установена от Галилей, който стигна до извода, че ускорението на падаща топка не зависи нито от масата на топката, нито от материала, от който е направена. Тази независимост е тествана с много висока степен на точност в началото на 20 век. Eötvös и в редица скорошни експерименти. Независимостта на гравитационното ускорение от масата на ускореното тяло в учебния курс по физика обикновено се характеризира като равенство на инерционната и гравитационната маса, като се има предвид, че едно и също количество m влиза както във формула (1.5), така и във формули ( 1.6) и (1.7).