Бүкіл әлемдік тартылыс заңы орындалатын жағдайлар

Сабақтың тақырыбы: Бүкіләлемдік тартылыс заңы
Сабақтың мақсаты: Бүкіләлемдік тартылыс заңының тұжырымдамасы, И. Ньютонның жасаған болжамы, Г. Кавендиш анықтаған гравитациялық тұрақтының сан мәні, физикалық мағынасы, өлшем бірлігі және бүкіләлемдік тартылыс заңы қандай жағдайда орындалатыны туралы біліктілігін арттыру.
Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың ғылыми көзқарасын, ой - өрісін, өз ойларын айта алу қабілеттерін дамыту.
Тәрбиелік мақсаты: Интерактив тақта. И. Ньютонның портреті, 9 - сынып электронды оқулығы, слайдтар.
Сабақтың түрі: Жаңа сабақты бекіту.
Әдіс - тәсілі: Жаңа сабақты оқып үйрену, сұрақ - жауап, есеп шығару.
Пәнаралық байланыс: Тарих, математика

Сабақ барысы:
1. Ұйымдастыру: сыныпты түгелдеу
2. Үй тапсырмасын сұрау
3. Жаңа сабақ
4. Бекіту
5. Үйге тапсырма
6. Қорытындылау
7. Бағалау

Үй тапсырмасы бірінші қойылатын сұрақтар
Динамика нені зерттейді?
Динамиканың негізгі ұғымдары мен заңдарын атаңдар.
Қандай санақ жүйесі инерциялық деп аталады?
Күш нені сипаттайды?
Күштің қандай түрлерін білесіңдер?
Дененің массасы дегеніміз не?
Ньютонның бірінші заңы қалай тұжырымдалады?
Ньютонның екінші заңы қалай тұжырымдалады?
Ньютонның үшінші заңы қалай тұжырымдалады?

Жаңа сабақтың мазмұны:
Сонымен біз Ньютон тағайындаған қозғалыстың үш заңын, динамиканың негізгі ұғымдарымен таныстық. Олар айналамызда болып жатқан алуан түрлі механикалық қозғалыстар үшін бірдей. Алайда Ньютонның екінші және үшінші заңы тек инерциялық санақ жүйелері және баяу қозғалыстар үшін ғана орындалады.
Денелердің ерекше бір механикалық қасиеті олардың өте алыс қашықтықтан бірін - бірі тартатын қабілеті жатады. Шексіз әлем кеңестігінде, Жерде де, кез - келген денелердің арасында әрекет ететін өзара тартылыс күшін бүкіләлемдік тартылыс күші немесе гравитациялық күштер деп атайды. Бұл әлемде билігін жүргізетін әмбебап күш.
Бұл күшті кім және қалай ашты?
Бізге жеткен аңыз бойынша алма ағашының көлеңкесінде жел екпінімен алманың үзіліп түскенін ойлана бақылап отырған Ньютонға әлемдегі барлық денелердің арасында өзара тартылыс күшінің бар болуы туралы ой келген.
Алайда И. Ньютон бүкіл әлемдік тартылыс күшінің бар екенін және оның неге тәуелді екенін дәлелдеу үшін 20 - жыл бойы тынбай еңбектенгенін айта кету керек. И. Ньютон көптеген жылдар бойы планеталардың Күн айналасындағы, Айдың Жер айналасындағы қозағлысын зерттей отырып, әрі өзінің тағайындаған динамика заңдарын пайдаланып, бүкіл әлемдік тартылыс заңын 1987ж. былайша тұжырымдады: екі дене бірін - біріне массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал, ал ара қашықтықтың квадратына кері пропорционал күшпен тартылады. (51 - сурет) 1 - слайд
F=G 〖m_(1 ) m〗_(2 ) R^2 F – бүкіл әлемдік тартылыс күші
m1 m2 – денелердің массалары (кг)
R – ара - қашықтығы (м)
G – гравитациялық тұрақты (Н∙ m2 кг2)

Гравитациялық тұрақтылықтың сан мәнін лабораториялық жағдайда бірінші рет 1798ж. жүз жыл өткенде ағылшын ғалымы Генри Кавендиш сезгіштігі жоғары, иірілмелі таразының көмегімен анықтады. Оның сан мәні дәл қазіргі өлшеулермен бірдей.
F=G 〖m_(1 ) m〗_(2 ) R^2
G=6. 67∙〖10〗^(- 11) (H∙м^2) 〖кг〗^2

Сонымен әлемнің айбынды көрінісі осындай қарапайым формуламен өрнектеледі.

Бүкіл әлемдік тартылыс заңы орындалатын жағдайлар.
Материялық нүктелер үшін
Сфералық түрдегі біртекті денелер үшін
Материялық нүкте мен біртекті сфера үші

Неліктен барлық денелер үшін өзара тартылыс байқала бермейді?
Гравитациялық тұрақтының сан мәні өте аз шама болғандықтан кішігірім денелердің тартылысы өте әлсіз.
Сондықтан да біз қоршаған денелердің өзара тартылысын байқаймыз. Мысалы: бір - бірінен F=6. 67∙〖10〗^(- 11) Н - ға тең күшпен тартылады. Мынадай мәлімет келтіруге болады, орта салмақтағы екі адам 1 м қашықтықтан бірін - бірі 0, 03 мг күшпен тартады. Ал массалары үлкен аспан денелері үшін тартылыс күші үлкен мәнге ие болады. Осылай Жер мен Ай бір - біріне F=2∙〖10〗^20 Ньютон күшпен тартылады (Слайд 53 - сурет) Бүкіләлемдік тартылыс заңы Ньютонға қазіргі заманға аспан механикасының – планеталардың қозғалысы туралы ғылымның негізін қалауға мүмкіндік берді. Осы заңның көмегімен аспан денелерінің орны, қозғалысы өте үлкен дәлдікпен анықталады. Қазіргі кезде бұл заң жердің жасанды серіктерімен планетааралық аппараттардың қозғалысын есептеу де қолданыс тауып отыр.

Бекіту сұрақтары:
И. Ньютонның жасаған болжамы қандай?
Бүкіләлемдік тартылыс заңы қалай тұжырымдалады?
Бүкіләлемдік тартылыс заңы қандай жағдайда орындалады?
Жаңа сабақ бойынша шығарылатын есептер
Массасы 8 т ғарыш кемесі массасы 20 т орбиталық ғарыш бекетіне 100 м қашықтықта жақындайды. Олардың өзара тартылыс күші неге тең?
Әрқайсысының массасы 3000 т екі кеме бір - біріне 2 км қашықтықта тұр. Олардың арасындағы тартылыс күші неге тең?
Жер бетіндегі денеге әсер ететін бүкіләлемдік тартылыс күші 36 Н. Жер бетінен R қашықтықтағы осы денеге әсер ететін тартылыс күші неге тең?

Үйге тапсырма: §15 (12 жаттығу)
Баяндама дайындау
Г. Кавендиштің өмірі мен еңбектері