Система відліку.

Усі тіла в природі перебувають у русі. Щоб описати рух будь-якого тіла, треба вказати на інше тіло або групу тіл, які умовно вважатимуться нерухомими і відносно яких розглядатиметься рух даного тіла. Інакше кажучи, щоб описати рух матеріальної точки, треба вибрати певне тіло відліку.

Залежно від вибору тіла відліку рух того самого тіла матиме різний вигляд. Наприклад, якщо за тіло відліку взято автобус, то пасажир, що сидить у ньому, вважатиметься нерухомим; якщо тілом відліку є поверхня Землі, то пасажир переміщуватиметься з такою самою швидкістю, як і автобус. Отже, всякий рух тіла має відносний характер, відносним є також стан спокою тіла.

Коли говорять про певний рух тіла, то мають на увазі вже певне тіло відліку, хоч іноді за очевидністю його не називають. Зокрема, часто не називають такого тіла відліку, як поверхня Землі й різні нерухомі на ній предмети – автобусна станція, стіни або дошка в аудиторії тощо.

З обраним тілом відліку, звичайно, пов'язують якусь систему координат, здебільшого прямокутну, за допомогою якої можна вказати просторове положення рухомої точки в будь-який момент часу. Тіло відліку та зв'язану з ним систему координат і сукупність синхронізованих годинників у різних точках простору в цілому називають системою відліку.

Рух матеріальної точки буде визначено, якщо в системі відліку будуть знайдені координати точки як функції від часу:

х=f1(t), y=f2(t), z=f3(t), (1)

За цими функціями для будь-якого моменту часу можна обчислити координати точки і знайти її положення.

Перетворення Галілея

Розглянемо рух матеріальної точки відносно двох систем відліку К і К'. Систему К вважатимемо інерціальною, а систему А" такою, що рухається рівномірно і прямолінійно відносно системи К. Рух тіла відносно рухомої системи відліку називають відносним, а рух рухомої системи відліку відносно нерухомої – переносним.

Закони механіки відносно нерухомої інерціальної системи відліку відомі. Який вигляд матимуть ці закони відносно рухомої системи відліку? Для цього спочатку знайдемо формули перетворення координат, тобто формули, які дають можливість перейти від координат рухомої точки в одній системі до її координат в іншій системі, якщо системи рухаються одна відносно одної рівномірно і прямолінійно зі швидкістю. Нехай у момент часу і=0 початки обох систем відліку та відповідні осі збігаються, а потім початок рухомої системи відліку рухається вздовж осі ОХ із швидкістю v0 і відповідні осі обох систем залишаються паралельними. Позначимо координати матеріальної точки Р (рис. 2.4) відносно цих систем відповідно х, у, z і х', у', z . Очевидно, що зв'язок між цими координатами у будь-який момент часу виражається такими співвідношеннями:

х=х+v0; у=у'; z=z'; t=t'. (2.25)

Систему рівнянь (2.25) називають формулами перетворення координат або перетвореннями Галілея.

44 Робота вчителя фізики як дослідника. Вивчення рівня знань, умінь і навичок учнів з фізики.

В залежності від об’єкта дослідження вчитель фізики може бути науковцем або методистом. Якщо об’єктом дослідження є фізичні явища, якщо вчитель весь свій вільний час проводить фізичні досліди, створює саморобні прилади, цікавиться науковою літературою, то його сміливо можна назвати науковцем, навіть якщо блискучих перемог він не досягнув, а робить все це лише для власного інтересу, головне щоб в ході своїх досліджень він отримував якісь результати та аналізував їх.

Вчителя фізики можна назвати методистом, якщо він досліджує відносини між учнями, індивідуальні особливості сприйняття матеріалу, вплив різних видів уроків на засвоєння знань, умінь та навичок, вплив оцінки на активність школярів тощо.

Ідеальним можна вважати такого вчителя фізики, який би за допомогою педагогічних методів та прийомів зумів передати свою любов до науки вихованцям, вміло розвивав їх здібності.

В сучасній науці виділяють чотири рівня засвоєння знань, умінь та навичок: початковий, середній, достатній та високий. За Атаманчуком розрізняють сім рівнів засвоєння навчального матеріалу: наслідування, розуміння головного, завчені знання, повне володіння знаннями, переконання, уміння застосовувати знання, навичка. Починати варто із завдань початкового рівня складності, тому що успіхи при відповіді на прості запитання підбадьорять учнів і нададуть їм впевненості у відповіді на складніші запитання. Якщо є зворотній зв’язок у вигляді правильної відповіді дитини, то переходимо до складнішого рівня. Вчитель повинен підібрати завдання різних рівнів складності, за їх допомогою можна легко визначити рівень засвоєння навчального матеріалу школярем.

45.Постійне магнітне поле у вакуумі, його вихровий характер. Закон Біо-Савара-Лапласа. Теорема про циркуляцію вектора напруженості магнітного поля. Магнітне поле в речовині. Діа-, пара- і феромагнетики та їх магнітні властивості на основі електронної теорії речовини.

У скалярній формі закон Біо-Савара-Лапласа записують так:

Елементарна індукція dВ магнітного поля, створюваного пробним елементом струму в довільній точці простору, прямо пропорційна елементові струму Idl, обернено пропорційна квадратові відстані точки спостереження від елемента струму і залежить від кута між елементом Idl та напрямом радіуса r (див. рис.).

Закон Біо-Савара-Лапласа є одним із основних експери-ментальних законів електромагнітних явищ і, подібно до закону Кулона, лежить в основі класичної електродинаміки. Цей закон дає змогу розраховувати індукцію магнітних полів струмів За принципом суперпозиції у провідниках скінченної довжини, по яких проходить струм, результуючу індукцію в довільній точці магнітного поля визначають як векторну суму елементарних значень індукції, створюваних окремими елементами провідника:

Якщо ж напрями складових значень індукції Bi збігаються, то векторну суму можна замінити алгебричною або інтегральною. Для замкненого кола зі струмом

де r-радіус-вектор, проведений від довільного елемента струму Idl у точку, в якій обчислюють індукцію магнітного поля В. Інтегрування у формулі (8.13) виконують по замкненому контуру струму L.

Закони Ампера і Біо-Савара-Лапласа треба розглядати в сукупності. Разом вони визначають й індукцію в довільній точці магнітного поля, створюваного елементом струму, і силу, яка діє на елемент струму, внесений у певну точку магнітного поля:

Ці закони є слушними лише для лінійних струмів: закон Біо-Савара-Лапласа (8.14) для струмів, поперечні розміри яких є досить малими порівняно з відстанню до розглядуваних точок поля, а закон Ампера (8.15) для пробних елементів струмів, у межах яких магнітне поле можна вважати однорідним.