Резонанс қандай құбылыс
Сабақ тақырыбы: Тербелістер
Бұл сабақта тербелістер тарауы қайталанып, теория мен практиканың байланысы көрсетіледі. Сондай-ақ арнайы технологиялар мен физика ғылымының өзара ықпалы талданып, тербелістердің табиғатта, техникада және музыка аспаптарының құрылысында атқаратын рөліне назар аударылады.
Сабақтың мақсаттары
Білімділік
Тербелістер тарауын қайталау, арнайы технологиялар мен физика ғылымының байланысын көрсету.
Дамытушылық
Тербелістердің маңызы туралы түсінікті кеңейту, ой-өрісті дамыту; музыка аспаптарының құрылысындағы физикалық құбылыстардың ықпалын талдау.
Тәрбиелік
Пәнге қызығушылықты, ынтаны және ізденісті арттыру.
Сабақ форматы
- Сабақ түрі
- Дәстүрлі емес
- Сабақ әдісі
- Монологтық, зерттеу
- Оқыту формасы
- Топтық, жеке
- Пәнаралық байланыс
- Әдебиет, математика, музыка
Көрнекіліктер мен құрал-жабдықтар
- Маятник, серіппеге ілінген жүк, қабырға сағаты
- Ішекті аспаптар: домбыра, шертер
- Әткеншек, бесік
- Магнитофон, жүрек кардиограммасы, кодоскоп
- Топ атаулары жазылған қағаздар
Сабақтың барысы
I. Ұйымдастыру кезеңі
Сәлемдесу, оқушыларды түгендеу, сабаққа дайындығын тексеру.
Көлді жел қозғайды, ойды сөз қозғайды.
II. Негізгі бөлім
1) Сабақ мақсатымен таныстыру
Бүгінгі сабақтың мақсаты — тербеліс туралы білімді практикамен ұштастыра отырып жүйелеу және қорытындылау, физика ғылымының басқа салалармен байланысын ашу, сондай-ақ әртүрлі физикалық құбылыстардың тербеліске әсерін бағалау.
Оқушылар үш топқа бөлінеді: «Зерттеушілер», «Ғалымдар», «Тапқырлар». Әр топ берілген тапсырмалар бойынша кезекпен баяндама жасап, пікір алмасады.
Мақалдың мағынасы тербеліс құбылысын бейнелі түрде түсіндіреді: жел көл бетін қозғап, тербеліс тудырады; ал сөз адамның ойын бөліп, ой ағынын «үзіп» жібереді. Екі мысалда да сыртқы әсердің жүйенің күйін өзгертуі көрінеді.
2) Сергіту кезеңі (сұрақ-жауап)
Әр топ кезекпен төмендегі сұрақтарға жауап береді:
- Тербелістер дегеніміз не?
- Тербелістің қозғалыстан айырмашылығы қандай?
- Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын негізгі шамалар қандай?
- Маятниктер дегеніміз не, олардың түрлері қандай?
- Еркін және еріксіз тербелістердің айырмасы неде?
- Резонанс қандай құбылыс?
3) Үй тапсырмасы және топтық жұмыстар
Әр топ өзіне берілген тақырып бойынша алдын ала дайындалып келеді.
I топ — «Ғалымдар»
- Маятниктің тербелісін теориялық тұрғыдан түсіндіру
- Тербелмелі қозғалысты графиктік әдіспен көрсету
- Сағат маятнигінің тербелісін талдау
II топ — «Зерттеушілер»
- Ішекті аспаптардағы тербеліс: шертер, домбыра
- Алтыбақан (әткеншек) тербелісі
- Немістің ұлы композиторы Л. ван Бетховен туралы қысқаша мәлімет
- Жәндік қанаттарының және балық желбезектерінің тербелістері
III топ — «Тапқырлар»
- Тербелістің күнделікті тұрмыстағы пайдасы мен зияны
- Резонанс құбылыстары және қауіпсіздік
Төменде оқушылар баяндамаларынан алынған қысқаша үзінділер берілген.
Оқушылар материалдарынан үзінділер
Магнит тілі неге тербеледі?
Сезгіш магнит тілшені мұқият бақыласақ, оның үнемі аздап ауытқып тұратынын байқауға болады. Кей күндері тербеліс әлсіз болса, кейде кенет күшейіп, бірнеше градусқа дейін жетеді: тілше бір сәт тынышталып, артынша қайтадан жан-жаққа «тыпырықтап» ауытқиды. Мұндай құбылыс бірнеше сағатқа, кейде бірнеше күнге созылуы мүмкін.
Магнитологтар мұндай мезеттерді «ұйыту» немесе «дауылды күндер» деп атайды. Кейбір тұжырымдар бойынша, магнит тілінің тынымсыз тербелісі ауа райының өзгерісін, яғни дауыл мен қатты желдің болуын білдіруі ықтимал.
Әткеншектің тербелісі
Екі ағаштың арасына орнатылған әткеншек алға қарай өтіп, қайта оралады: жоғары көтеріледі, төмен түседі — осылайша қайталанатын қозғалыс жасайды. Бір рет итеріп жіберсең, біраз уақытқа дейін өздігінен тербеліп тұрады. Тербеліс белгілі бір аралықтан ұзамай, екі ағаштың арасындағы кеңістікте өтеді; тоқтаған сәтте әткеншек бастапқы тепе-теңдік күйіне жақындайды.
Домбыра шегінің тербелісі
Ішек тербелгенде, оны қоршаған ауа бөлшектері де сол жиілікпен тербеліске түседі. Бұл тербеліс бір қабаттан екінші қабатқа беріліп, дыбыс толқыны ретінде жан-жаққа таралады. Ауа бөлшектері тербелгенімен, әрдайым өз орнына қайта оралып отырады.
Тәжірибе ретінде домбыра шегін тербетіп, дыбыстың қалай пайда болатынын және қалай таралатынын бақылауға болады.
Жәндік қанаттарының тербелісі
Ірі денелі қоңыздың қанаты салыстырмалы түрде баяу, ал ұсақ масаның қанаты жиірек тербеледі. Мысалы, ірі қоңыздар қанатын секундына шамамен 100–120 рет қағады; қара шыбын — шамамен 350 рет; ал сары маса секундына 500–600 ретке дейін қаға алады.
Қанаты ірі жәндіктер ұшқанда дыбыс қаттырақ естіледі, ал қанаты нәзік, кіші жәндіктердің үні жіңішке болады. Бұл да тербеліс жиілігі мен дыбыстың байланысын көрсетеді.
Тербелістің пайдасы мен зияны
Зияны
Қатты тербеліс (діріл) машина бөлшектерінің тез тозуына, босап кетуіне және істен шығуына әкеледі. Мысалы, қозғалтқыш қатты айналғанда көлік корпусы солқылдап, терезе мен есік дірілдеп, түрлі дыбыс шығарады. Бұл құбылыс шегелер мен бұрандаларды да біртіндеп босатады.
Пайдасы
Басқарылатын ұсақ тербелістер пайдалы жұмыс атқара алады: мысалы, сом темірді жерге қазықтай қағу, ауыр заттарды жылжыту, немесе жуан баған мен құбырды жер қойнауына енгізу. Ол үшін жоғары жағына дірілдеткіш орнатып, топырақты босатса, құбыр инеше «сіңіп» кіре бастайды.
Резонанс құбылысы
Резонанс — көптеген құбылыстарда қауіпті салдар тудыруы мүмкін әсер. Сондықтан ірі кемелерді құрастыруда теңіз толқындарының жиілігі міндетті түрде ескеріледі. Мысалы, салмағы 20 000 тонна кеме периодтығы 6,5 секунд болатын, амплитудасы небәрі 1 метр толқындар аймағына түссе, резонанс салдарынан тербеліс бірте-бірте күшейіп, кеме 11–12 метрге дейін қатты шайқалуы мүмкін. Нәтижесінде конструкцияға ауыр күш түсіп, апатты жағдайға әкелуі ықтимал.
Резонанстық жағдайлар пойызбен жүргенде де байқалады: белгілі бір жылдамдықта вагонның дірілі күшейіп, қозғалыс жайлылығын төмендетеді және бөлшектерге қосымша жүктеме түсіреді.
Негізгі ой
Резонанс кезінде сыртқы әсер жиілігі жүйенің меншікті жиілігіне жақындаса, тербеліс амплитудасы күрт өседі. Сондықтан инженерлік жобалауда жиілік пен тербеліс режимдерін алдын ала есептеу — қауіпсіздіктің маңызды шарты.