VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Инерция и инертность – эти два слова, близкие по звучанию, употребляются как в физике, так и в обыденной жизни [3]. Они являются основным в классической механике: инерция связана с первым законом Ньютона (Всякое тело продолжает сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действия на него других тел не выведут его из этого состояния); инертность связана с величиной «масса», которая характеризует это свойство.

Проведённый анализ введения понятий «инерция» и «инертность» в различных учебных по физике выявил, что на данный момент нет общепринятой методики введения этих понятий в школьном курсе физики. Ряд авторов считают, что инерция и инертность синонимы, другие разводят эти понятия [2]. Мы придерживаемся следующих определений. Инерция – это явление сохранения телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действия других тел. Инертностью называется свойство тел изменять свою скорость не мгновенно, а в течение некоторого времени.

Немаловажную роль в раскрытии содержания понятий играют демонстрационные опыты. Их необходимо так ставить, чтобы обучающиеся, могли сами сформулировать определение понятий «инерция» и «инертность». Поэтому содержание описания опытов, приведенных в учебных пособиях, следует модернизировать.

Явление инерции

Оборудование: тележка, брусок деревянный, небольшой мешок с песком.

Цель: выявить, как движется тело, если на него не действует другое тело.

Гипотеза: если на тело не действует другое тело, то а)тело останавливается; б) тело продолжает двигаться.

Ход опыта 1.

Тележку с установленным на ней бруском (положение А на рис.1) резким толчком приводим в движение, при этом брусок опрокидывается (рис.1).

Тело сохраняет состояние покоя при отсутствии действия других тел?

Ход пыта 2.

1. Тележку с установленным на ней бруском (положение А на рис.2) двигаем прямолинейно с постоянной скоростью.

2. Наблюдаем как, наткнувшись на препятствие, тележка останавливается, а стоящий на ней брусок падает вперед (рис.2).

Рис.2

Тело продолжает двигаться равномерно прямолинейно при отсутствии действия других тел?

Сформулируйте общий вывод.

Инертность тела

Оборудование: гиря массой 2 кг, штатив универсальный, нить длинной 1 м, прочный шнурок.

Цель: экспериментально выявить, меняет ли тело свою скорость мгновенно или в течение некоторого времени.

Гипотеза: а)если мы будем тянуть гирю за нижнюю нить быстро, то скорость гири не успеет изменить свою скорость и оборвется нижняя нить; б) если мы будем тянуть гирю за нижнюю нить медленно, то скорость гири успеет изменить свою скорость и оборвется верхняя нить.

Ход опыта.

1. Заготавливаем несколько одинаковых отрезков нити (d=40мм) с завязанными на концах петлями.

2. На стойке, собранной из деталей универсального штатива, подвешиваем груз 2 кг с помощью заготовленных отрезков.

3. Второй отрезок нити привязываем к нижней петле груза.

1. Чтобы груз при обрывании нити не падал, его подвязываем к перекладине стойки свободно свисающим прочным шнуром.

2. Взявшись за рукоятку, вставленную в петлю нижней нити, приподнимаем руку и резко дергаем рукоятку вниз. При движении руки сила натяжения нити достигает придельного значения за такое короткое время, в течение которого массивная гиря успевает изменить свою скорость и передать усилие верхней нити так, что бы она порвалась.

3. После этого заменяем порванную нить новой и медленно натягиваем её, постепенно увеличивая усилие. Теперь обрывается верхняя нить, и груз повисает на предохранительном шнурке, значит гиря успела изменить (увеличить) свою скорость. В этом случае сила натяжения верхней нити раньше достигает предельного значения, так как она в любой момент равна сумме двух сил: веса гири и силы натяжения нижней нити.

Литература:

1. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Ч.1. Механика, молекулярная физика, основы электродинамики / Под.ред. А.А. Покровского. Изд.3-е, перераб. М.: Просвещение, 1978.

2. Казакова Ю.В. Понятия «инерция» и «инертность» в школьном курсе физики // Физика в школе. 2013. №1. С.25-29.

3. Кикоин А.К. Инерция и инертность // Квант. 1985. №11. С.20-21.