2.3 «Тербелістер» мен «Толқындар» тарауларын оқытудағы фронтальдық эксперименттік тапсырмалардың орындаудың әдістемесі

«Тербелістер» мен «Толқындар» тарауларын оқыту барысында оқу экспериментінің маңызы өте зор. Оқу экспериментінің көмегімен тербеліс периоды, жиілігі, толқын ұзындығы, жылдамдығы, амплитудасы және т.с.с. физикалық шамаларды түсінуге және тәжірибе арқылы теориялық білімдерін бекітуіне көп мүмкіндік бар. Сонымен бірге эксперименттік тапсырмалар арқылы оқушылардың зерттеушілік қызығушылығы артып, қоршаған ортада болып жатқан құбылыстарға басқа қырынан қарауға жағдай туғызады. Фронтальдық эксперименттік тапсырмалар жеке-жеке орындалатындықтан және осы тараулардағы тапсырмаларға аса күрделі болмағандықтан оқушылардың өз бетінше жұмыс жасауына зор мүмкіндік туады. Сонымен бірге мұндай оқу экспериментін орындауға қарапайым құрал-жабдықтардың өзі-ақ жеткілікті.

Тербеліс жиілігі,периоды,амплитудасын анықтау

Тапсырма1. Резеңке жіпке ілінген жүктің еркін тербелісін зерттеу

Қажетті құрал- жабдықтар:

1. Массасы 100гр болатын екі жағында ілмегі бар жүк;

2. Көлденең қимасы 1х1 мм, ұзындығы 150мм болатын резеңке жіп;

Ж

20-сурет

ұмыстың орындалу реті:

1. Резеңке жіпке массасы100 гр жүкті ілу керек (2.1-сурет). Жүкті қалыпты жағдайынан вертикаль жағдайда төмен қарай 4-5см созып тұрып жіберіп қалу керек. Маятниктің қозғалысын мұқият бақылаңдар.

2. Маятниктің келесі алты қалпы үшін үдеу мен жылдамдықтың тең әсерлі векторларын сызып көрсету керек (20-сурет)

3. Маятник жоғарыға, тепе- теңдік қалпына қарай қозғалғанда;

4. Маятник жоғарыға, тепе- теңдік қалпына қарай өткенде;

5. Маятник жоғарыға, тепе- теңдік қалпынан өтіп кеткенде;

6. Маятник төменге, тепе- теңдік қалпына ұмтылуда;

7. Маятник төменге, тепе- теңдік қалпынан өткенде;

8. Маятник төменге, тепе- теңдік қалпынан өтіп кеткенде;

Мына сұрақтарға жауап беру керек:

1-сұрақ:Маятник қандай күштердің әсерінен тербеліс жасайды?

2-сұрақ:Не себепті маятниктің тербелісі біртіндеп өшеді?

21-сурет

Тапсырма 2. Жіпке ілінген жүктің еркін тербелісін зерттеу

Құрал жабдықтар мен материалдар: Диаметрі 25мм шар, ұзындығы 300 мм жіп;

Ж ұмыстың орындалу реті:

1. Жіптің ұшын столдың бетінің деңгейіне келтіріп, оны тепе теңдік жағдайынан 5-7см-ге ауытқуы керек. Маятниктің тербелісін бақылаңдар(2.3-сурет).

2. Маятниктің келесі 6 қалпы үшін ауырлық күшінің, сызықтық жылдамдықтың, тангенциаль үдеудің тангенциаль құраушысының векторының сызбасын салыңдар; (2.4-сурет).

3. М

   22 -сурет

   аятник оңға тепе- теңдік күйіне қарай қозғалады;

4. Маятник оңға тепе- теңдік күйден өтіп барады;

5. Маятник оңға тепе- теңдік күйінен өтіп кетеді;

6. Маятник солға тепе- теңдік күйіне қарай қозғалады;

7. Маятник солға тепе- теңдік күйден өтіп барады;

8 . Маятник солға тепе- теңдік күйінен өтіп кетеді;

Мына сұрақтарға жауап беру керек:

1-сұрақ:Маятник қандай күштердің әсерінен тербеліс жасайды?

2-сұрақ:Не себепті маятниктің тербелісі біртіндеп өше бастайды?

23-сурет

Тапсырма 3. Жіпке ілінген жүктің тербелісінің циклдік жиілігін, периодын , амплитудасын өлшеу

Қажетті құрал-жабдықтар мен материалдар: диаметрі 25мм болатын шар ілінген ұзындығы 300мм болатын жіп,миллиметрлік өлшемдері бар ұзындығы 30 –лік сызғыш, электрондық метроном (бүкіл сыныпқа бір метроном жарайды);

Жұмыстың орындалу реті:

1. Жіпке ілінген шардың тепе-теңдік қалыпта сызғыштың о-дік жағдайына сәйкес келетіндей жоғары көтеріп ұстау керек (24- сурет). Ыңғайлы болу үшін жіпті ұстаған қолдың шынтағын стол бетіне тіреп қоюға болады.

2 4-сурет

2. Шарды сызғыштың о-дік қалпына сәйкес нүктесінің үстіне сәйкестеп тепе -теңдік қалпынан ауытқуы керек.

3. Маятниктің тербелісінің амплитудасының орташасын өлшеу керек.

4. Маятниктің периодын, жиілігін, циклдік жиілігін есептеп табу керек.

5. Маятниктің тербелісінің теңдеуін жазу керек.

6. Маятник тербелісінің циклдік тербелісі мен амплитудасын біле отырып, тербеліс басталғаннан кейінгі маятниктің ығысуының 2 секундтан кейінгі шамасын есептеп табу керек.

7. Өлшеу нәтижесі мен есептеулерін дәптерге жазу керек.

Тапсырма 4. Резеңке ілінген жүктің тербелісінің периодын өлшеу

Құрал жабдықтар мен материалдар:

1. Массасы 100 гр болатын екі жағында ілмегі бар жүк;

2. Көлденең қимасы 1х1 мм, ұзындығы 150 мм болатын резеңке жіп;

3. Миллиметрлік өлшемдері бар ұзындығы 30-лік сызғыш;

4. Электрондық метроном (бүкіл сыныпқа бір метроном жарайды);

Жұмыстың орындалу реті:

1. М ассасы 100гр жүкті резеңкеге ілу керек. Резеңкенің созылуын өлшеу керек (25-сурет). Осындай жүк ілінген кездегі резеңкедегі серпінділік күші қандай болады?

2. Резеңкенің серпінділік күші мен деформациясын біле отырып,оның қатаңдығын есептеу керек.

3. Өлшеу нәтижелері бойынша маятниктің тербеліс периодын есептеп табу керек.

4. М

   25- сурет

   етрономның көмегімен маятниктің тербеліс периодын анықтау керек.

5. Бірінші және екінші өлшеу кезіндегі маятниктің тербеліс периодын абсолют қателігін табу керек.

6. Өлшеулер мен есептеулер нәтижелерін дәптерге жазу керек.

Тапсырма 5. Маятниктің тербелісінің фазасын зерттеу

Құрал- жабдықтар мен қажетті материалдар: фронталь жұмыстар үшін қажетті штатив,ұзындығы ұмыстар үшін қажетті штатив,ұзындығы 300 мм болатын екі жіпке ілінген диаметрі 25 мм болатын шарлар;

Жұмыстың орындалу реті:

1. Штативке ұзындықтары бірдей екі шарды 6-суреттегідей етіп ілеміз. Шарлар ілінген жіптің ұзындықтары да бірдей болуы керек. Екі шардың біреуін біршамаға ауытқытып, жіберіп қалу керек. Маятниктің тербелісін бақылау керек. Егер маятниктің тербеліс фазасы , , , болғанда оның салыстырмалы тепе-теңдік күйлері қандай жағдайда болады?

2. Маятниктің осы күйлерін дәптерге жазыңдар.

3. Екі маятникті де тепе-теңдік жағдайынан бір-біріне қарама-қарсы бірдей шамаға ауытқыта отырып жіберіп қалу керек (2.6-сурет). Маятник қандай фазалар айырымымен тербеледі?

4. Екі маятникті де фазалар айырымы 0, болатындай тербеліске келетіндей етіп қою керек.

Тапсырма 6. Тербеліп тұрған жүктің массасын өлшеу

Құрал-жабдықтар мен материалдар: 1) Калориметрлер жиынтығындағы дене, 2)қөлденең қимасы 1х1 мм болатын ұзындығы 150 мм ұшында ілгіші бар резеңке, 3)зертханалық динамометр, 4)массасы 100 граммнан болатын екі жағында да ілгіші бар жүктер, 5) ұзындығы 30 см, миллиметрдің бөлігі бар сызғыш, электрондық метроном;

Жұмыстың орындалу реті:

1. Массасы 100 гр жүкті резеңкеге ілу керек. Резеңкенің созылуын өлшеу керек (2.1-сурет). Осындай жүк ілінген кездегі резеңкедегі серпінділік күші қандай болады? Резеңкенің серпімділік күші мен деформациясынсын біле отырып, оның қатаңдығын есептеу керек.

2. Шнурдың ұшына металл цилиндр іліңдер. Метрономды пайдалана отырып, оның вертикаль тербелістерінің периодын өлшеу керек.

3. Шнурдың қатаңдығы мен циллиндрдің тербеліс периодын белгілі деп есептей отырып, оның массасын есептеп табу керек.

4. Динамометрдің көмегімен циллиндрдің массасын өлшеу керек.

5. Циллиндрдің массасын бірінші және екінші тәсілмен өлшегендегі абсолют қателігін есептеп табыңдар.Осы екі тәсілдің қайсысының дәлдігі жоғары болды?

6. Өлшеу нәтижелері мен есептеулерді дәптерге жазу керек.