Әдістемелік нұсқау Физика 10

20
Аристотель  заманында  эксперименттік  әдістің  болмағанына  назар 
аударылады.  Ежелгі  грек  ғалымдары,  оның  ішінде  Аристотель  табиғатты 
зерттеудегі  ең  басты  құрал  —  ойлану,  ал  оның  көмекшісі  —  бақылау  деп 
көрсеткен.  Аристотельдің  көзқарасын  табиғатты  зерттеуде  эксперименттік 
әдіс қолданған Галилей механикасымен салыстыру, оқушылардың инерция 
заңының  тағайындалуының  ұлы  жаңалық  болғанын,  оның  ғылымда  ұлы 
төңкеріске әкелгенін түсінуіне мүмкіндік береді. Осындай салыстыру арқылы 
Галилейдің  механиканың  дамуына  қосқан  аса  зор  тарихи  еңбегі  көрінеді. 
Галилейдің  көлбеу  жазықтықпен  жасаған  атақты  тәжірибелері  жайлы  сөз 
ету керек. Инерция заңының ашылуына әкелген Галилей ойларының бағыты 
біліне  бастайды: 
дене  өзінің  қозғалысында  ешқандай  кедергі  кездестірмей 
горизонталь бетпен қозғалатын болса, онда оның қозғалысы бірқалыпты 
болады  және  ол,  егер  жазықтық  кеңістікте  шексіз  созылып  жатса, 
тоқтаусыз қозғала берген болар еді.
Одан әрі инерция заңының Ньютон берген тұжырымдамасы келтіріледі: 
егер  денеге  басқа  денелердің  әсері  толық  теңескен  болса,  онда  дене 
өзінің  бастапқы  салыстырмалы  тыныштық  күйін  немесе  бірқалыпты 
түзусызықты  қозғалысын  сақтайтындай  санақ  жүйелері  бар  болады. 
Галилей тұжырымдамасының Ньютон тұжырымдамасынан айырмашылығына 
назар  аударылады:  Ньютонның  тұжырымдамасы  жалпылама  сипатты  (ол 
қозғалыстың  қандай  да  бір  түрімен  байланысты  емес);  онда  тыныштық 
қозғалыстың дербес жағдайы ретінде қарастырылады; бұл тұжырымдамада 
кез келген бірқалыпты қозғалыс жайлы емес, тек бірқалыпты түзусызықты 
қозғалыс жайлы ғана айтылады.
Осы  мәселені  қарастырған  кезде  мұғалімнің  алдында  тұрған  маңызды 
дидактикалық  мақсат  –  осы  заңның  ерекше  рөлін  ашу,  оның  дербес  заң 
екенін  және  оның  механикадағы  алатын  орнын  көрсету.  Бірінші  заңның 
механикадағы айырықша рөлі өзіне қатысты Ньютон заңдары орындалатындай 
инерциялық  санақ  жүйесін  анықтауымен  түсіндіріледі.  Бұл  заңның 
маңыздылығы – инерциялық санақ жүйесін анықтап қоюы ғана емес, сонымен 
қатар осындай жүйенің эталонын тағайындауы, өзімізге белгілі қандай санақ 
жүйелерін инерциялық деп атауға болатынында. Тәжірибелер көрсеткендей, 
инерциялық санақ жүйелеріне қойылатын талаптарды кез келген жұлдызбен 
байланысты  санақ  жүйесі  қанағаттандырады  екен.  Басқа  жұлдыздардан 
жеткілікті алыс орналасқан кез келген жұлдыздың қозғалысына сырттан әсер 
мардымсыз аз болады. Осындай жұлдыздардың біреуін біз санақ денесі етіп 
алып, инерциялық санақ жүйесіне ие боламыз. Көп жағдайларда жер бетіндегі 
қозғалыстарды зерттеу үшін инерциялық санақ жүйесі ретінде Жерді аламыз. 
Бірақ ол таза инерциялық болып табылмайды, себебі ол өз осінен айналады.
Инерциялық санақ жүйелерін қарастыра отырып, оқушыларды инерциялық 
емес  санақ  жүйелерімен  де  таныстыра  кету  керек,  бұл  инерциялық  санақ 
жүйелерінің ерекше рөлін түсіну үшін қажет болады. Инерциялық емес санақ 
жүйелерінде қозғалысты қарастыру оңай іс емес. Сондықтан күнделікті өмірде 
күн сайын кездесіп отыратын қарапайым мысалдармен шектелу жеткілікті.
Инерция  заңы  және  оның  қолданылуы  жайлы  оқушылардың  түсінігін 
тексеру үшін мына есептерді ұсынуға болады.

21
1.  Вагондағы  үстел  үстінде  тыныш  жатқан  теннис  добы  пойыз  қозғала 
бастаған кезде өздігінен пойыздың үдемелі қозғалысы бағытына қарама-қарсы 
бағытта қозғалысқа келеді. Теннис добының жылдамдығы қалай және неге 
өзгереді?
2.  Автомобиль  орнынан  күрт  қозғалысқа  келді  делік.  Осы  кезде  онда 
отырған  адамдар  не  сезінеді?  Автомобильмен  байланысты  санақ  жүйесі 
инерциялық болып табыла ма?
ньютонның екінші заңы. Оқушылар негізгі мектептің физика курсынан 
Ньютонның екінші заңы динамиканың негізгі заңы екенін біледі. Бұл заң 
инерциялық санақ жүйелерінде дене өзіне түсірілген күштер әсерінен олардың 
теңәсерлі  күшінің  дене  массасына  қатынасымен  анықталатын  үдеумен 
қозғалады деп тұжырымдайды:


a
F
m
= ∑ .
Дененің үдеуін анықтау үшін оның массасын және оған түсірілген барлық 
күштердің тең әсерлі күшін білу керек.
Ең  әуелі  физиканың  базалық  курсында  алынған  масса  туралы  негізгі 
білім қайталанады. Масса дегеніміз — дененің инерттілігінің өлшемі, яғни 
инерттіліктің сандық сипаттамасы екенін анықтайды. Оқушылардың назарын 
инерттілік  және  инерция  ұғымдарының  айырмашылығына  аудару  керек: 
инерция — жылдамдықтың сақталу құбылысы, ал инерттілік — денелердің 
қасиеті, демек, инерттілік үлкен немесе аз бола алады.
Ньютонның екінші заңын тұжырымдау үшін оқушылар күш түсінігін еске 
түсіруі қажет. Бұл үшін күштің денеден бөлек бола алмайтынын, күш пайда 
болу үшін кем дегенде екі дененің болуы қажеттігін нақтылау керек.
Сөйтіп, оқушылар күш дегеніміз — жалпы алғанда денеге түсірілген сырт-
қы  әсер  деген  түсінікке  келеді.  Егер  денеге бірнеше  күш 
1

F , 
2

F
, 
3

F
,...
n
F

, 
түсірілген  болса,  онда  олардың  теңәсерлі  күші  осы  күштердің  қосындысы 
болады: ∑

F
 = 
1

F  + 
2

F
 + ... + 
n
F

. 
Одан  әрі  мынадай  сұрақ  қоямыз:  күш  қалай  байқалады?  Қарапайым 
мысалдардан  немесе  тәжірибелерден  күштің  жылдамдықты  өзгертетінін 
анықтаймыз. Қозғалыс жылдамдығының өзгерісі үдеумен сипатталады. Демек, 
күш үдеуді тудырады.
Тәжірибелер, егер массалары түрліше болатын денелерге бірдей күшпен әсер 
ететін болсақ, онда бұл денелердің алатын үдеулері олардың массаларына кері 
пропорционал екенін көрсетеді. Егер бір ғана денеге түрліше күштермен әсер 
ететін болсақ, онда үдеу күшке тура пропорционал болады. Осы айтылғандарға 
қорытынды жасай отырып, оқушылардың назарын Ньютонның екінші заңын 
көбінесе 
m a  = ∑

F
 немесе 

F
 = m a  түрінде жазатынына аударамыз.
Ньютонның екінші заңы бойынша материалды бекіту үшін оқушыларға 
сапалық,  сонымен  қатар  онша  күрделі  емес  сандық  есептер  ұсыну  керек, 
оларды  талдау  оқушылардың  Ньютонның  екінші  заңын  қаншалықты 
түсінгенін көрсетеді.
Мысал ретінде мына есептерді ұсынамыз.
1. Үстелдің горизонталь тегіс бетінің үстінде тыныш тұрған денеге гори-
зонталь  бағытталған  тұрақты  күш  түсірілген.  Күш  әсер  еткен  кезде 
төменде келтірілген параметрлердің қайсылары өзгермейді?