22.09.2009r.

AUTOR:

KLASA: 2 Gimnazjum

PROGRAM: Nowa Era

TEMAT: Pęd. Zasada zachowanie pędu.

CEL OGÓLNY: Poznanie definicji pędu i treści zasady zachowania pędu.

CELE OPERACYJNE: - Uczeń umie zdefiniować pęd;

- Uczeń umie podać jednostkę pędu;

- Uczeń umie podać treść i wzór zasady zachowania pędu;

- Uczeń potrafi wyprowadzić zasadę zachowania pędu używając I i II zasady dynamiki Newtona;

- Uczeń potrafi wyprowadzić jednostkę pędu na podstawie wzoru;

- Uczeń potrafi stosować wzór na pęd w zadaniach;

- Uczeń potrafi wykorzystać zasadę zachowania pędu w zadaniach.

METODY: Dyskusja, elementy wykładu, rozwiązywanie zadań.

FORMY PRACY: Indywidualna, zbiorowa.

PRZEBIEG LEKCJI:

Wstęp:

1. Przypominam wiadomości poznane przez uczniów na poprzedniej lekcji.

Najpierw sprawdzam obecność i pracę domową. Następnie zadaję poniższe pytania, aby sprawdzić, co uczniowie pamiętają z poprzedniej lekcji:

• Ile poznaliście Zasad Dynamiki Newtona? (3)

• Która z Zasad Dynamiki nazywana jest Zasadą Bezwładności? (Pierwsza)

• Jak brzmi ta zasada? (Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.)

• A która Zasada Dynamiki jest zilustrowana tym wzorem:
  ? Wzór ten zapisuję na tablicy. (Druga)

• Jak brzmi ta Zasada? (Jeżeli na ciało działa stała siła to porusza się ono ruchem jednostajnie przyspieszonym (opóźnionym) z przyspieszenie (opóźnieniem) wprost proporcjonalnym do działającej siły lub siły wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.)

• Jak brzmi III Zasada Dynami Newtona? (Jeżeli ciało A działa na ciało B, to ciało B oddziałuje na ciało A siłą równą co do wartości, mającą ten sam kierunek, lecz przeciwny zwrot.)

• Jak nazywana jest ta Zasada? (Zasadą akcji i reakcji)

Rozwinięcie:

2. Wprowadzam nową zasadę w fizyce - zasadę zachowania pędu, korzystając ze znajomości II i III Zasady Dynamiki Newtona.

Najpierw mówię, aby uczniowie wyobrazili sobie, że analizujemy dwa ciała, które na początku są w spoczynku. Na przykład osoba stojąca na deskorolce będzie ciałem 1, a piłka lekarska, którą trzyma to nasze ciało 2. Chłopiec rzuca piłkę do przodu, przy czym sam jedzie do tyłu. Ciała te oddziałują na siebie. Możemy obliczyć siły z jakimi na siebie oddziałują, z II ZDN:

Siła ciała 1:

Siła ciała 2:

Z III ZDN wiemy, że siły te mają równe wartości:

Zatem wstawiając powyższe iloczyny w miejsce
otrzymujemy:

(1)

Znając wzór na przyspieszenie:
i zaznaczając, że ciała oddziałują na siebie w takim czasie t otrzymujemy:

Przyspieszenie ciała 1:

Przyspieszenie ciała 2:

Wiedząc jednak, że nasze początkowe prędkości miały wartości zerowe otrzymujemy:

Przyspieszenie ciała 1:

Przyspieszenie ciała 2:

Wstawiając to do równania (1), otrzymujemy:

3. Wprowadzam pojęcie pędu ciała.

Mówię, że na dzisiejszej lekcji poznamy nową wielkość fizyczną, a dokładniej pęd. Definiuję go jako iloczyn masy ciała i jego prędkości. Zapisuję na tablicy następujący wzór:

i tłumaczę słownie symbole w nim zapisane, przy czym symbol pędu jest dla uczniów nowy, a pozostałe symbole poznali wcześniej.

Następnie mówię, że pęd jest wielkością wektorową. Pytam uczniów jakie cechy ma wektor. (Punkt przyłożenia, kierunek, zwrot i wartość)

Zapisuję nad symbolem pędu i prędkości w napisanym wcześniej wzorze strzałeczki, oznaczające, że dana wielkość jest wielkością wektorową:

Mówię uczniom, że trzy pierwsze cechy wektora (punkt przyłożenia, kierunek, zwrot) dla wektora pędu są takie same jak dla wektora prędkości. Zmienia się tylko wartość. Wartość wektora pędu jest równa wartości wektora prędkości pomnożonej przez masę.

4. Wprowadzam jednostkę pędu.

Zapisuję znane już jednostki znanych już wielkości:

Zatem, ze wzoru na pęd:

5. Zapoznaję uczniów z Zasadą Zachowania Pędu.

Zwracam uwagę uczniów na następujące dwa wzory:

i

Łącząc te dwa wzory dochodzimy do równości:

Tłumaczę uczniom, że minus wziął się stąd, że prędkości we wzorze na pęd mają przeciwne zwroty, a co za tym idzie, również pędy mają przeciwne zwroty. A dokładniej rozpatrujemy zmiany pędów, czyli:

Mówię uczniom, że równanie to powinno czytać się następująco:

Jeżeli ciała oddziałują tylko z sobą, to zmiana pędu jednego ciała powoduje taką samą zmianę pędu ciała drugiego.

Przekształcam powyższy wzór:

A to czytamy następująco:

W zamkniętym kładzie oddziałujących na siebie ciał całkowity pęd układu nie ulega zmianie.

Mówię, że jest to treść Zasady zachowanie pędu.

Mówię, że zasada ta jest powiązana ze zjawiskiem odrzutu. Na przykład, kiedy rozpada się jakieś ciało na dwie części, lub jeśli wystrzelamy nabój z pistoletu. Puszczam im film z tym związany.

5. Dyktuję notatkę do zeszytu:

Lekcja

Temat: Pęd. Zasada zachowanie pędu.

1. Pęd ciała jako wielkość wektorowa:

p - pęd;

m - masa ciała;

v - prędkość ciała.

2. Zasada zachowania pędu:

a) wyprowadzenie - podręcznik s. 56-57

b) treść zasady - podręcznik s. 57

3. Zadania

6. Robimy następujące zadania:

1. Jaki pęd ma ciało o masie 50 kg poruszające się z prędkością 4 m/s?

2. Jaka jest wartość prędkości piłki o masie 2kg, poruszającej się po boisku po linii prostej, jeżeli pęd tej piłki wynosi

80kg m/s?

3. Jaka jest masa samochodu, który porusza się z prędkością 72km/h i posiada pęd równy

10 0000kg m/s?

4. W klocek o masie m₁=10kg strzelamy z pistoletu. Pocisk posiada szybkość v₀=500m/s i masę m₂=0,01kg. Z jaką szybkością będzie się poruszać klocek po wybiciu pocisku?

5. Po tej samej prostej, w przeciwne strony, poruszają się: ciało o masie m₁=1kg z szybkością v₁= 3m/s oraz ciało o masie m₂=5kg. Jaką szybkość musi mieć ciało o masie m₂, aby po zderzeniu oba ciała pozostały w spoczynku?

6. Z jaką szybkością po wystrzale odskoczy do tyłu karabin o masie m₁=5kg. jeżeli masa wystrzelonego pocisku m₂=0,02kg a jego szybkość początkowa v₀=700m/s?

Podsumowanie:

7. Zadanie domowe.

Zadania, których nie zdążymy zrobić na lekcji.

---