
Физические процессы, происходящие в юрте.
Буряты веками накапливали представления и знания в области многих точных наук, в том числе и физики, не только для преодоления трудностей природы, но и для ведения своего хозяйства. Безусловно, естественная среда обитания не могла не сказаться на элементарных научных знаниях, которые для изучения многих физических явлений использовали метод наблюдения. Таким образом, логическая цепочка “наблюдение - мысль - опыт - знание”, которая отражает работу любого естествоиспытателя, стала своеобразным “окном” в мир физики и для бурятского народа.
Как известно, физика - наука о наиболее общих и наиболее простых свойствах материального мира. Внимательное наблюдение за разнообразными явлениями и особенностями окружающего их мира, знание их взаимосвязей и взаимозависимостей, позволили предкам находить им практическое применение в своей повседневной жизни.
Например, повсеместно были распространены представления о плотности вещества - снятие сливок с парного молока в невысокой, плоской посуде (“пенки — урмэ,”); об естественной конвекции (процесс теплопередачи) - сооружение специальных хранилищ для мясных и молочных продуктов: ледник и погреб; о физико-химических свойствах тел - технология обработки кожи (Приложение 2.); о теплопроводности различных материалов - шитье одежды из меха и кожи; о силе упругости (Приложение 3.) и взаимодействии тел при изготовлении охотничьих принадлежностей - лука, тетивы лука, о способах изменения внутренней энергии тела - получение огня при трении и т.д. (Приложение 1.)
Физика игры «Шагай»
Шагай – маленькая кость 4-угольной формы, которая находится на задних ножках мелкого рогатого скота.
«Шагай» – одна из любимейших игр бурятов, в нее играли несколько человек. Существует множество видов игр в шагай, но мы рассмотрим, как законы физики использованы только в трех из них.
1. «Шагай хонгордоолго»
Цель этого вида игры в шагай заключается в том, чтобы подбросив костяшки вверх, поймать тыльной стороной кисти руки как можно больше костяшек, еще раз подбросить уже пойманные костяшки и, не уронив ни одного, поймать их уже ладонью.
В этой игре важно не уронить пойманные кости. Так как шагай – твердое тело, то при ударе кости о руку происходит упругая деформация, поэтому-то кости отлетают в сторону. Если игрок не будет стараться смягчить падение, то при ударе шагай не удержатся на тыльной стороне руки. Следовательно, игрок должен стараться превратить упругий удар в не- упругий, т.е. подбросить кости вверх, и, когда они приземлятся на тыльную сторону руки, опустить руку вниз и постепенно остановить. Тогда сила удара уменьшается. Чтобы поймать шагай в ладонь, применяют тот же метод. Зная и используя правила упругого и не упругого соударения, можно легко выиграть игру.
«Шагай шуурэлгэ»
Бросив вверх одну кость (шагай), схватить с земли как можно больше костяшек и поймать первую, подброшенную вверх, при этом, не уронив её.
Победа в этой игре во многом зависит от силы, с которой шагай была подброшена вверх, ведь от этой силы зависит еще и высота и время полета. Сначала определим характер движения шагай. На подброшенную вверх шагай, если не учитывать сопротивление воздуха, действует только сила тяжести (Fт = mg).
Согласно
второму закону Ньютона (ускорение,
приобретаемое телом, пропорционально
вызывающей его силе, совпадает с ней по
направлению и обратно пропорционально
массе тела: a=
)
эта сила вызывает ускорение, которое
называется ускорением свободного
падения g.
Поэтому движение подброшенного вверх
тела относится к равноускоренному
движению. Используя правила равноускоренного
движения, с помощью формул рассмотрим
движение подброшенного вверх шагай.
Подброшенное вверх шагай, дойдя до
максимальной высоты h,
останавливается в точке 1, где её скорость
равна нулю. Затем с ускорением g
она начинает свободно падать на землю.
Время полета шагай до высоты h
равно времени ее падения. Отсюда найдем
время падения шагай от точки 1 до точки
0:
h=
=> t1=
Полное время полета шагай равно = 2. t1 = 2
Поэтому
время полета шагай прямо пропорционально
величине
.
Теперь посмотрим, как высота h зависит от начальной скорости шагай (υ0):
Скорость шагай: υ= υ0 – gt. На высоте h υ=0
Отсюда,
t
=
,
подставим в формулу h
=
=> h=
=2
Оказывается, что высота полета h прямо пропорциональна квадрату начальной скорости. Если увеличить начальную скорость подброшенного вверх шагай в 2 раза, высота ее полета увеличится в 4 раза.
Последнюю
формулу подставим в формулу t1=2
;
t=2
=2
Время
полета шагай прямо пропорциональна ее
начальной скорости. Поэтому чем больше
начальная скорость
шагай, тем выше она поднимется вверх.
«Шагай харбаан»
Смысл этого вида игры в шагай заключается в том, чтобы сбить с помощью шагай, находящуюся на расстоянии 4-5 метров от игрока другой шагай –мишень (кара). В этой игре важно выбрать силу броска, чтобы попасть в мишень (кара).
На расстоянии l от стрелка находится кара. Высота между землей и его рукой h. С какой скоростью стрелок должен кинуть шагай в горизонтальном направлении, чтобы сбить кара?
Эта задача относится к теме «Движение тела, брошенного под углом к горизонту». Чтобы решить эту задачу, разберем характер движения пули-шагай. Горизонтально брошенный шагай летит по двум направлениям.
Во-первых,
сила притяжения Земли тянет шагай вниз
с ускорением g,
за счет этой силы шагай летит под углом.
Начальная скорость равна нулю, поэтому:
h=
(1)
Во-вторых, горизонтально брошенный шагай продолжает двигаться в заданном направлении : l =υ0t (2)
При решении этой задачи разделили криволинейное движение шагай на два направления, т.е. применили принцип суперпозиции. Из первой формулы выводим t:
h = => t=
Подставим
t
в формулу (2) и найдем υ0:
l
= υ0
υ0=l
Какой вывод можно сделать из полученной формулы?
1. С увеличением расстояния l до кара начальная скорость υ0 шагай увеличивается.
2. С увеличением высоты h начальная скорость шагай υ0 уменьшается.
Соотносив υ0 и h, у игрока больше шансов на победу.