Užitočné tipy

Jednoduché a jasné cvičenie z fyziky

wikiHow funguje na princípe wiki, čo znamená, že mnohé z našich článkov napísali viacerí autori. Pri vytváraní tohto článku 9 ľudí pracovalo na jeho úprave a vylepšovaní, a to aj anonymne.

Počet zdrojov použitých v tomto článku: 5. Zoznam týchto zdrojov nájdete v dolnej časti stránky.

Fyzika je veda, ktorá skúma fyzikálne aspekty sveta (mechanika, energia, elektrina a ďalšie). Štúdium fyziky nie je ľahké, ale neustále pochopenie a zameranie práce pomôže porozumieť predmetu. Najdôležitejšia vec je správny prístup k procesu. Nakazte sa s nadšením!

Je možné učiť sa fyziku samostatne?

Metódy vyučovania fyziky

Fyzika je veda o javoch, ktoré sa nám každý deň dejú. Rozumieme mnohým z jeho zákonov, ale často ich nedokážeme vysvetliť. Dôvodom je príliš abstrakcia prezentácie predmetu v bežných učebniciach (a nie každý učiteľ bude schopný zaujímavo vysvetliť).

Fyziku je možné učiť rôznymi spôsobmi - všetky metódy sú dobré svojim spôsobom (ale nie sú poskytované rovnako každému). Školské učebné osnovy neposkytujú úplný koncept (a akceptovanie) všetkých javov a procesov. Dôvodom je nedostatok praktických znalostí, pretože naučená teória v podstate nedáva nič (najmä pre ľudí s malou priestorovou predstavivosťou).

Predtým, ako sa pustíte do štúdia tohto zaujímavého predmetu, musíte okamžite zistiť dve veci - prečo študujete fyziku a aké výsledky očakávate.

Chcete zložiť skúšku a prihlásiť sa na technickú univerzitu? Skvelé - môžete začať dištančné vzdelávanie na internete. Teraz mnoho univerzít alebo len profesorov vedie svoje online kurzy, kde prezentujú celý kurz fyziky škôl v pomerne prístupnej forme. Ale sú tu niektoré menšie nevýhody: prvý - pripravte sa na skutočnosť, že to bude zďaleka zadarmo (a strmší vedecký názov vášho virtuálneho učiteľa, drahšie), a druhý - budete učiť iba teóriu. Budete musieť použiť akúkoľvek technológiu doma aj samostatne.

Ak máte len problematické školenie - rozpory v názoroch s učiteľom, zmeškané hodiny, lenivosť alebo jazyk prezentácie je jednoducho nepochopiteľný, potom je situácia oveľa jednoduchšia. Musíte sa len pritiahnuť k sebe, do rúk - knihy a učiť, učiť, učiť. Iba tak je možné získať zrejmé objektívne výsledky (a okamžite vo všetkých predmetoch) a významne zvýšiť úroveň vedomostí. Pamätajte si - vo sne je učenie fyziky nereálne (hoci to naozaj chcete). Áno, a veľmi efektívny heuristický výcvik neprinesie ovocie bez dobrých znalostí základných teórií. To znamená, že pozitívne plánované výsledky sú možné iba s:

  • kvalitatívne štúdium teórie,
  • rozvoj výučby vzťahov fyziky a iných vied,
  • cvičenie v praxi,
  • triedy s rovnako zmýšľajúcimi ľuďmi (ak ste naozaj chceli robiť heuristiku).

Bude tiež potrebné veľmi dobre sprísniť matematiku (najmä algebra) - stalo sa tak, že tieto dva predmety sú veľmi úzko spojené. Bez nej, vo všeobecnosti nikde - všetky aktívne metódy výučby fyziky, tak či onak, naznačujú práve takúto štúdiu.

Keď ste sa rozhodli, čo presne chcete z kurzov, mali by ste odpovedať na nasledujúcu otázku - ktoré školenie je pre vás vhodnejšie, doma alebo diferenciálne?

Samostatne študovať objekt doma v akomkoľvek vhodnom čase je, samozrejme, dobré a nie je ťažké, ale dosiahnuť veľké výšky týmto spôsobom, žiaľ, nebude fungovať. Iným typom domácich úloh je individuálna výučba (inými slovami práca s tútorom). To nie je vôbec zlé za predpokladu, že učiteľ podáva nielen veľa teoretických vysvetlení, ale aj vysvetľuje (a lepšie ukazuje), ako aplikovať vedomosti v praxi. Bez praktickej stránky problému je výučba fyziky s tútorom rovnaká ako zvládnutie tejto úlohy sami.

Ďalšou vecou je špecializované diferenciálne vzdelávanie, keď intenzívne študujete matematiku a fyziku v škole plus štúdium doma (samostatne alebo s tútorom). V tomto prípade je vaša znalosť praktickej orientácie omnoho vyššia. Áno, a okamžite vám ponúknu hlbšiu znalosť predmetu. Je to prijateľné, iba ak sa rozhodnete spojiť svoj budúci život s fyzikou. Ak to potrebujete iba na to, aby ste mohli ukončiť školu s uspokojivými známkami - pre vás bude stačiť povrchná znalosť získaná doma.

Začať fyzický tréning od nuly je najťažšia, ale zároveň jednoduchá etapa. Jediným problémom je, že si musíte zapamätať veľa dosť protichodných a komplexných informácií v doteraz neznámom jazyku - budete musieť tvrdo pracovať za podmienok. Ale v zásade je to všetko možné a nebudete na to potrebovať nič nadprirodzené.

Ako sa učiť fyziku od nuly?

Neočakávaj, že začiatok tréningu bude veľmi ťažký - je to pomerne jednoduchá veda za predpokladu, že pochopíš jej podstatu. Neponáhľajte sa učiť veľa rôznych pojmov - najprv sa vysporiadajte s každým fenoménom a „vyskúšajte“ to vo svojom každodennom živote. Iba tak pre vás môže fyzika ožiť a stať sa čo najjasnejšou - napchať to jednoducho nedosiahnete. Prvým pravidlom je preto učiť fyziku odmerane, bez ostrých trhnutí, bez extrémov.

Kde začať? Začnite učebnicami, nanešťastie, sú dôležité a potrebné. Tam nájdete potrebné vzorce a výrazy, bez ktorých sa nemôžete učiť. Nebudete sa ich môcť rýchlo naučiť. Existuje dôvod, aby ste ich namaľovali na kúsky papiera a zavesili na popredné miesta (nikto nezrušil vizuálnu pamäť). A potom, doslova za 5 minút, ich každý deň osviežite v pamäti, až si konečne pamätáte.

Kdekoľvek za rok môžete dosiahnuť najvyššiu kvalitu - toto je kompletný a zrozumiteľný kurz fyziky. Prvé posuny budú samozrejme možné vidieť za mesiac - tentokrát to bude stačiť na zvládnutie základných pojmov (ale nie hlboké znalosti - nezmieňajte sa).

Ale so všetkou ľahkosťou témy neočakávajte, že sa budete môcť naučiť všetko za 1 deň alebo týždeň - to je nemožné. Preto je dôvod sedieť si pre učebnice dlho pred začiatkom skúšky. Áno, a zamerať sa na otázku, koľko fyziky môže byť zničených, nestojí za to - to je veľmi nepredvídateľné. Je to preto, že rôzne časti tohto predmetu sú uvedené veľmi rozdielne a nikto nevie, ako vám bude kinematika alebo optika vyhovovať. Preto študujte postupne: odsek za odsekom, vzorec po vzorci. Definície sú najlepšie napísané niekoľkokrát a občas sa obnovujú. Toto je základ, na ktorý musíte pamätať, je dôležité naučiť sa pracovať s definíciami (používať ich). Skúste to preniesť do každodenného života.

Najdôležitejšie však je, že základom každej vyučovacej metódy a metódy je každodenná a tvrdá práca, bez ktorej nenájdete výsledky. A to je druhé pravidlo ľahkého štúdia témy - čím viac sa učíte nové veci, tým ľahšie vám bude dané. Zabudnite na odporúčania, ako je veda vo sne, aj keď to funguje, potom určite nie s fyzikou. Namiesto toho prevezmite úlohy - to nie je len spôsob, ako porozumieť nasledujúcemu zákonu, ale aj skvelé cvičenie pre myseľ.

Prečo potrebujete učiť fyziku? Pravdepodobne 90% študentov odpovie na skúšku, ale to vôbec nie je. V živote sa to hodí oveľa častejšie ako geografia - pravdepodobnosť straty v lese je o niečo nižšia ako výmena žiarovky sami. Preto možno na otázku, prečo je fyzika potrebná, odpovedať jednoznačne - pre seba. Samozrejme, že nie všetci ju budú potrebovať v plnom rozsahu, ale základné znalosti sú jednoducho potrebné. Preto sa bližšie pozrieme na základy - to je spôsob, ako ľahko a jednoducho porozumieť (neučiť sa) základné zákony.

Je možné učiť sa fyziku samostatne?

Samozrejme sa môžete - naučiť sa definíciám, pojmom, zákonom, vzorcom, snažiť sa aplikovať získané vedomosti do praxe. Vysvetlenie otázky - ako učiť? Vyňatie pôdy z fyziky si vyhradzujte najmenej hodinu denne. Nechajte polovicu času na prijatie nového materiálu - prečítajte si učebnicu. Nechajte štvrtinu hodiny na napchanie alebo opakovanie nových konceptov. Zostávajúcich 15 minút je tréningový čas. To znamená, pozorovať fyzikálny jav, vykonať experiment alebo len vyriešiť zaujímavý problém.

Je realistické rýchlo sa učiť fyziku takým tempom? Pravdepodobne nie - vaše znalosti budú dostatočne hlboké, ale nie rozsiahle. Ale to je jediný spôsob, ako sa správne naučiť fyziku.

Najjednoduchší spôsob, ako to dosiahnuť, je strata vedomostí iba pre 7. ročník (hoci v 9. ročníku je to už problém). Jednoducho obnovíte malé medzery vo vedomostiach a vo všetkých. Ale ak je stupeň 10 na nose a vaša znalosť fyziky je nulová - je to samozrejme ťažká situácia, ale je možné ju opraviť. Stačí vziať všetky učebnice pre triedy 7, 8, 9 a podľa potreby postupne študovať každú časť. Existuje jednoduchší spôsob - vydať publikáciu pre žiadateľov. Tam, v jednej knihe, sa zhromažďuje celý školský kurz fyziky, ale neočakávajú podrobné a konzistentné vysvetlenia - pomocné materiály vyžadujú základnú úroveň vedomostí.

Učiaca sa fyzika je veľmi dlhá cesta, ktorá sa koná poctou iba každodennou usilovnou prácou.

Špecifiká výučby

Spravodlivo by sa malo poznamenať, že je chybou ľudská povaha, a preto nemožno očakávať, že v textoch najsvedčivejších autorov sa nedajú nájsť nepríjemné chyby.

Preto je absolútna nevyhnutnosť neustále ostražitosť čitateľa a kritický prístup k úsudkom orgánov bez ohľadu na ich hodnosť a stupeň, ak si skutočne stanovil cieľ porozumieť fyzike. Vo väčšine prípadov takýto skepticizmus odhalí neúplnosť a chyby podľa svojich vlastných vedomostí. V zriedkavých prípadoch však uznávaní vedci môžu prekvapiť čitateľa.

Napríklad v hlbokej práci citovanej nižšie profesorom Khaykinom S.E. (Najmä „zotrvačné sily a beztiaž“, s. 205 - 208) sa zvažuje najmä otázka pádu kameňa na Zem. V záujme prehĺbenia situácie autor zvažuje otázku pádu Zeme na kameň a robí významnú chybu, čím spochybňuje závery, ktoré dostal v tejto veci. Chyba spočíva v tom, že kameň aj zemegule skutočne spadajú do spoločného centra príťažlivosti, a teda aj na cestu cestovanie po Zemi sa nerovná ceste, ktorú prechádza kameň.

Ďalším príkladom je úvaha akademika. Shuleikin, Vladimir Vladimirovich, vo svojej grandióznej práci (Shuleikin V.V. "Physics of the Sea", 4. vydanie z roku 1968), ktorá dokazuje, že prílivy sú dôsledkom „príťažlivosti Mesiaca“, a nie kombinovaným pôsobením gravitácie a zotrvačnosti. že keby bol takýto prístup pravdivý, všetka voda z oceánov by bola dlho na Mesiaci.

Vážnou prekážkou pri získavaní skutočných vedomostí je stále nejasná terminológia. Preto je autorom učebnice mechaniky, ktorá prešla tromi vydaniami Khaikin S.E. preukázal svoju schopnosť pozerať sa do budúcnosti a vyjadril názor, že odstránenie rozšírených mylných predstáv spôsobených chybami v terminológii je „úloha takmer beznádejná“ (Khaikin, Semyon Emanuilovich. Setrvačné sily a beztiažová sila, M., 1967. Vydavateľstvo "Science". Hlavné vydanie fyzickej a matematickej literatúry. 3).

Nedostatočný pokrok v tomto smere je spôsobený skutočnosťou, že systém názorov na priestor, čas a pohyb je základom svetonázoru mysliaceho subjektu a keďže názory ľudí majú špecifické črty, nemožno očakávať úplnú jednotu názorov na otázku vysvetlenia javu zotrvačnosti. zdedí znalosti a chyby vyššie uvedeného.

Najlepším spôsobom, ako uspieť v tomto procese, je vyriešiť problémy. Je to porovnanie vlastného rozhodnutia s odpoveďou a analýza toho, prečo nesúhlasil, a existuje istý spôsob, ako porozumieť téme.

Príkladom riešenia tejto situácie sú klasické knihy o zábavnej vede. Perelman, Jakov Isidorovič alebo na vyššej úrovni prednášky profesora Kirpichev, Victor Ľvovičakademik Mandelstam, Leonid Isaakovich a jeho akademických kolegov Landsberg, Grigory Samuilovich, Rovnako ako profesori z Mandelstamskej školy profesorov Gorelik, Gabriel Simonovich a Khaikin, Semyon Emanuilovich

Charakteristickým rysom diel týchto autorov je, že úmyselne predvídajú ťažkosti, ktoré vznikajú pri prezentácii materiálu od ich študentov, a prostredníctvom podrobného, ​​bez straty malých detailov, rozprávania, sa snažia vytvoriť pevný základ pre pochopenie vyučovaného predmetu. Autori používajú veľmi efektívnu pedagogickú techniku, vedúcu čitateľa k zdanlivo paradoxnému, spiacu s plynulo prechádzajúcim rozprávaním, núti ho aktívne sa zapájať do porozumenia materiálu a budovať si svoj vlastný obraz súvisiaci s osobnými charakteristikami vnímania zákonov sveta.

Veľmi efektívna pedagogická technika bola spôsobom profesora Sommerfeld Pri rozhovore so študentom napodobňujte osobu, ktorá nepozná danú otázku. A tým ho povzbudiť k ucelenej a informovanej prezentácii jeho myšlienok.

Vo výučbe fyziky sa vyvinula zvláštna situácia, ktorá, hoci nie všeobecne, sa dá uviesť prinajmenšom vo svojom obmedzenom odbore, napríklad v mechanike, s úplnou úplnosťou. Preto je svedomitý autor učebnice, vždy obmedzený zoznamom a nákladmi na publikovanie, nútený robiť kompromisy a súhlasiť s tým, že zníži av niektorých prípadoch vylúči nejaký materiál, vedený svojimi subjektívnymi predstavami o jeho kognitívnej hodnote v rámci svojej vlastnej úlohy. To znamená, že akýkoľvek materiál obsahuje nedostatky, ktoré vznikli z rôznych dôvodov, a to aj preto, že autor vzal niektoré ustanovenia zo svojho hľadiska (ale nie z hľadiska čitateľa) za samozrejmé.

Až donedávna bola úroveň redakčnej prípravy učebníc na predaj pomerne vysoká a zásadné chyby, najmä pri písaní matematických vzorcov, boli stále veľmi zriedkavé. Štýl prezentácie materiálu rôznymi autormi, ktorí svoje dielo považovali za originálne dielo, určite odráža ich osobné preferencie a názory na uvažovanú problematiku, je však výrazne odlišný. Stačí porovnať napríklad suchý a pedantický kurz fyziky Sommerfeld a prednášky Feynmana alebo kurzy vyššej matematiky Smirnov a Fichtenholtz.

Ten, kto sa pri štúdiu fyziky obmedzuje na jednu učebnicu prijatú v jeho vzdelávacej inštitúcii, sa teda mýli. To takmer vždy vedie k formálnemu vzdelávaniu a vzdelávaniu. Je veľmi žiaduce rozvinúť širší pohľad na predmet, zoznámiť sa s radom študijných sprievodcov, ak je to možné, čo je veľmi efektívny spôsob, ako získať mimoriadne užitočnú vlastnosť, konkrétne erudovanie.

Preto by sme nikdy nemali brať všetko, čo je napísané na viere. Nie však s cieľom odhaliť vážne chyby autora, ktoré sú veľmi nepravdepodobné, ale s cieľom udržať v aktívnom stave svoju schopnosť vedome, teda kriticky, asimilovať materiál.

V roku 1964 Richard Courant poznamenal, že metóda výučby, ktorú používajú niektorí autori na základe použitia dedukcie, založenej na dogmatických axiómoch a pripravených formuláciách zákonov, úplne dezorientuje študenta. Aj keď vám to umožňuje rýchlo zobraziť veľké množstvo poznatkov. Konštruktívna induktívna metóda, ktorá vedie od konkrétneho k všeobecnému a vyhýba sa dogmatickému nátlaku, s väčšou pravdepodobnosťou povedie k nezávislému tvorivému mysleniu.

Akademik Zeldovich vytvoril obraz obmedzeného čitateľa - háčkovaného klobúka, vymýšľal námietky a rád zistil chybu v dôsledku nedostatočnej platnosti ustanovení, ktoré čítal. Malo by sa to dôsledne a vytrvalo bojovať pomocou prísneho sledu logických stavieb, ktoré nasledujú jeden po druhom. Akademik trvá na nasledujúcom: „Najprv sa porozprávajte, pochopte, o čo ide. Potom, ako budete starší a vzdelaný, môžete sa vrátiť k otázke prísnosti dôkazov.“

Vo svojich spisoch o mechanike profesor Harkevič vidí východisko zo súčasnej situácie v odmietaní neúrodných putovaní v oblasti terminológie medzi protichodnými názormi. V rámci školského kurzu fyziky sa spolieha na zdravý rozum a čitateľské vedomie. A je presvedčený, že samotný čitateľ musí prostredníctvom podrobnej analýzy fyzického obrazu nezávisle spresniť terminológiu takým podrobným preskúmaním, aby sa defekty terminológie javili najkonvexnejšie a najzreteľnejšie. A iba to mu umožní vytvoriť si fyzický obraz javu alebo koncepcie, ktorý je prijateľný pre neho a zároveň primeraný realite.

Autor vidí svoju úlohu učiteľa v pomoci čitateľa, dodáva mu maximum informácií a venuje pozornosť jemnostiam dôležitým pre porozumenie. A pokiaľ je to možné, nahradenie mnohých matematických výrazov oveľa väčším počtom slov vysvetľujúcich význam týchto výrazov. При этом автора не смущает, что это ведёт к существенному увеличению объёма книги. Он надеется, что в случае, если такой подход позволит хотя бы частично устранить недоразумения в отношении силы инерции, то это увеличение объёма себя оправдает. (Силы инерции и невесомость.Стр.4)

Решение задач

V oblasti presných vedomostí sa všeobecne verí, že v každej vede je toľko vedy, koľko obsahuje matematika. A fyzika je v tomto ohľade najviac v súlade s touto pozíciou. V žiadnom prípade nie je možné konečne vyriešiť ani jeden problém týkajúci sa fyziky, ak nie je sprevádzaný výpočtom založeným na použití pojmov a pravidiel matematiky.

Základom pre osvojenie vedomostí z fyziky je riešenie problémov. A nie tie, ktoré obsahujú dobre známy algoritmus na nájdenie odpovede. Mali by ste si vybrať tie, ktoré majú charakter nezávislej pôvodnej štúdie. Len tak sa dá vyhnúť získaniu formálnych, a teda v podstate zbytočných znalostí.

Akademik Zeldovich cituje slová Einsteina, ktorý sa sťažoval, že „moderné vyučovacie metódy takmer úplne potlačili schopnosť prekvapenia“, čo je najsilnejšou motiváciou k výskumu, kde obyčajný človek vidí iba dobre známe fakty.

Úlohy tohto typu sú riešené v niekoľkých krokoch. Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je zjednodušiť danú úlohu, na vaše vlastné nebezpečenstvo a riziko, zbaviť sa všetkých detailov, ktoré sa zdajú byť nepodstatné v rámci konkrétneho problému. A je jasné, v akej forme by mala byť konečná odpoveď prijatá.

Potom by sme si mali pripomenúť kvantitatívne zákony vyjadrené vzorcami z príslušných častí fyziky.

Potom sa napíše vzorec, ktorý vám umožní získať odpoveď na vyriešenú otázku, alebo v pomerne komplikovaných prípadoch sa vypracuje plán rozhodovania, ktorý pozostáva z nájdenia priebežných výsledkov.

Zároveň je potrebné pripraviť sa na to, že tento vzorec nebude obsiahnutý v dobre známej vzdelávacej literatúre. Vo všeobecnosti sa nebude reprodukovať v žiadnom autoritatívnom zdroji. Vyhľadať analógie k vášmu rozhodnutiu, ak nie je presne známe, kde a kým bola vaša podobná úloha považovaná - strata času,

Akademik Zeldovič radí študentovi, aby nehodnotil ťažkosti podľa počtu vzorcov a ich zložitosti.Najťažšie a najťažšie je matematicky formulovať problém vo forme algebraickej rovnice, integrálnej alebo diferenciálnej rovnice. Píše:

Z vlastnej skúsenosti autor vie, že tie diela, ktoré neurobil (ktoré medzičasom urobili iní!), Sa nerobili, pretože autor sa neobmedzil na všeobecné myslenie, nenašiel odvahu písať rovnice, matematicky formulovať problém a výpočtové ťažkosti jasne nastavená úloha s jasným fyzickým obsahom je vždy prekonaná, ak nie presným výpočtom, potom približnými metódami

Ale aj tu sa neodporúča okamžite sa zaviazať prekonať ťažkosti s výpočtom. Jeden by sa mal spočiatku pokúsiť nájsť najjednoduchšiu cestu, aj keď je spojená so známou nepresnosťou, majúc na pamäti, že vo veľkom počte prípadov je cesta vedúca k všeobecnému riešeniu často neodolateľne komplikovaná. Na druhej strane, ako zdôrazňuje akademik, vždy existuje jednoduchá, hoci drsnejšie spôsoby.

Nerobiť približný výpočet a zároveň sa odvolávať na skutočnosť, že presný výpočet je zložitý, znamená jednoducho zakrývať takú nerozhodnosť a bojazlivosť takým spojením. Najčastejšie bránia začínajúcim vedcom a vynálezcom plachosť

Existuje zásada, podľa ktorej ak na začiatku výpočtový vzorec obsahoval určité množstvo, ktoré sa znížilo v konečnom výsledku, potom to znamená, že existuje iný spôsob, ako vzorec odvodiť, ak sa toto množstvo vôbec neobjaví. Ďalší a jednoduchší záver vzorca otvára možnosť získať iný a nový pohľad na opísaný fenomén.

Ak sa zistí, že problém nemá presné riešenie vo forme explicitného vzorca, malo by sa hľadať aspoň hrubé riešenie problému. Aby sme to dokázali, je mnohokrát užitočnejšie a plodnejšie ako zlovoľný dôraz na nedostatky hrubých rozhodnutí.

Malo by sa pamätať na to, že presné riešenie je zvyčajne veľmi citlivé na najmenšie zmeny vo formulácii problému. Niekedy stačí len malá komplikácia, aby bolo nemožné nájsť presné riešenie.


Okrem toho je absolútne povinná rozmerová analýza. To znamená, že dimenzie všetkých vzorcov zahrnutých do matematického záznamu vzorca by mali viesť k dimenzii zodpovedajúcej rozmerom očakávaného výsledku.

Potom sa zostaví program výpočtov podľa vytvoreného vzorca, čo je užitočné, pretože vám umožní získať predstavu o správaní sa odozvy pre rôzne hodnoty zahrnuté v úlohe argumentov. Výsledkom bude, že bude možné znázorniť výsledok vo forme grafu, ktorý je vhodné zostaviť pri každej danej príležitosti, pretože grafické znázornenie výsledku je oveľa informatívnejšie ako tabuľka číselných hodnôt.

Nakoniec, ak to čas dovolí, je potrebné analyzovať vytvorený vzorec, predstaviť jeho správanie pri extrémnych hodnotách argumentov, ktoré sú v ňom obsiahnuté, a vyhodnotiť chybu výsledku s možnými odchýlkami v ich hodnotách.

O integrite fyzického obrazu prírody

Cieľom fyzickej výučby je v konečnom dôsledku vytvoriť holistický a konzistentný pohľad na predmet, ktorý sa stane súčasťou osobného pohľadu žiaka na svet. Okamžite možno povedať, že nie je možné si tieto vedomosti požičať z nejakého super autoritatívneho zdroja. Po prvé, musia byť prežívaní a cítiť sami, t. tvoriť na základe získavania osobných skúseností robením chýb a ich vlastným rozpoznaním a opravou. Po druhé, pretože jednoducho neexistuje taký zdroj, ktorého ustanovenia by bolo možné bezohľadne dohodnúť na všetkom.

Takže až teraz, v priebehu desaťročí, nebola otázka spoločného chápania základov klasickej fyziky - dynamiky a jej zákonov úplne vyriešená, a dôvod nespočíva iba v terminologickom zmätení kvôli rozdielnemu pochopeniu významu použitých formulácií, ale aj hlbšie - ďaleko od jasne pochopený vplyv svetonázoru.

Existuje opačné hľadisko založené na dôslednom uplatňovaní materialistického pohľadu na prírodné javy, podľa ktorého sú sily zotrvačnosti vo svojej činnosti celkom skutočné a rovnaké so známymi silami uvažovanými v inerciálnych referenčných rámcoch, hoci sa líšia svojím pôvodom.

Tento rozdiel nemá vplyv na aplikované problémy, ktorým je v praxi potrebné čeliť, pretože matematické vzorce nie sú citlivé na ideologické zaťaženie množstiev, ktoré ich vstupujú.

Zvážte úlohu zotrvačných síl pri formulácii základného zákona o mechanike. Pojem práce zotrvačnej sily je obsiahnutý v základnom zákone o dynamike:

Σ (δ A a (i) + δ A j (i)) = 0 < displaystyle Sigma ( delta A_ (i) + delta A_(i)) = 0> (1)

Σ (Fa (i) cos ⁡ α (i) + Fj (i) cos ⁡ β (i)) δ s (i) = 0 < displaystyle Sigma (F_ (i) cos alfa (i) + F_(i) cos beta (i)) delta (i) = 0> (2)

Tu: δ A x (i) < displaystyle delta A_(i)> vykonávajú elementárne práce „aktívne sily“ - index x = a (to znamená sily, ktorých pôvod možno v zásade sledovať) a index zotrvačných síl - x = j (tj sily vznikajúce pri pôsobení iných aktívnych síl nie sú do i-tej zložky samotného systému, ale do referenčného systému, ktorý v dôsledku toho zmenil svoje zrýchlenie.)

V (2) sa predpokladá, že operácia je spôsobená silou F x (i) < displaystyle F_(i)> nasmerované na uhol α (i) < displaystyle alfa (i)> pre aktívnu silu a na uhol β (i) < displaystyle beta (i)> pre zotrvačnosť v smere virtuálneho posunu δ s ( i) < displaystyle delta s (i)>

Všeobecná rovnica mechaniky zohľadňuje prácu zotrvačných síl spolu s činnosťou aktívnych síl. To znamená, že z pozície všeobecných princípov mechaniky, pokiaľ ide o zotrvačné sily (presnejšie, zotrvačné sily) „... malo by sa uznať, že nemáme žiadny dôvod pochybovať o realite zotrvačných síl ...“ („zotrvačné sily a beztiaž“), s. )

Všeobecná rovnica (zákon) mechaniky je matematická formulácia D'Alembert-Lagrangeovho princípu, ktorý poskytuje všeobecnú metódu riešenia problémov dynamiky a statiky a je jedným zo základných princípov teoretickej mechaniky. (str. 142) Tento princíp kombinuje princíp možných posunov a D'Alembertov princíp

A subjektívny idealista, ktorý je oboznámený so základným zákonom o dynamike, v ktorom bude práca vykonávaná na rovnakom základe ako sily v ich všeobecne známom chápaní a fiktívne (podľa jeho názoru) zotrvačné sily prezentované za rovnakých podmienok, dostane správne výsledky v dôsledku správneho uplatňovania tohto zákona. Otázka, ako zhrnúť na rovnakej úrovni ako skutočná práca skutočných síl, práca „vykonávaná fiktívnymi silami“, zostane na jeho svedomí. Tu si v tom čase pamätalo, že už v stredoveku čelil mních podobnému problému Tertullian, postavené do zložitej situácie z dôvodu potreby vysvetliť jednotu Najsvätejšej Trojice, zastúpenú v troch osobách. A napriek tomu našiel nespochybniteľnú odpoveď: „Verím - je to smiešne.“

Problémy svetonázoru týkajúce sa základov klasickej fyziky tam nekončia. V skutočnosti, historická skúsenosť Michelson - Morley, z ktorého vyšlo najavo, že rýchlosť svetla v akomkoľvek inerciálnom systéme zostáva konštantná, ukončila Newtonovu vieru o existencii hypotetického éteru, ktorý možno považovať za pôvodný referenčný rámec, v ktorom možno opísať pohyby hmotných telies. Ukázalo sa, že všetky zotrvačné systémy boli rovnaké a pohyby orgánov v nich boli jednotné a priamočiare (mier je zvláštny prípad), keď nie sú ovplyvnené silami vytvorenými telami alebo poľami, ktoré ich obklopujú (Newtonov prvý zákon).

Newton, na druhej strane, sformuloval základný koncept klasickej dynamiky, podľa ktorého existuje priama proporcionalita medzi silou, ktorá narúša rovnomerný a priamočiary pohyb masívneho tela, ktorá spočíva v získaní zrýchlenia ako vektorovej veličiny (Newtonov druhý zákon). Podľa súčasného názoru mal Newton na mysli iba pohyb tela v inerciálnom referenčnom rámci, hoci sa rozhodne netvrdí, že Newton nejako špecifikoval sily pôsobiace na telo z dôvodov ich výskytu.

V školskej literatúre je v každom prípade mimoriadne rozšírené a široko sa opakujúce, že druhý zákon je platný a uplatňuje sa iba na inerciálne systémy. Okrem toho je rovnako rozšírené presvedčenie, že zotrvačný systém ako taký je iba obmedzujúcim prípadom neinerciálneho systému. Dôvodom vzniku je zrýchlený pohyb pôsobením na hmotné teleso, ktoré je nositeľom tohto referenčného rámca sily. Osobitným, ale veľmi rozšíreným prípadom uskutočnenia takého neinerciálneho systému je teleso rotujúce pôsobením centripetálnej sily, ktorá nevykonáva prácu.

Paradoxná situácia sa teda umelo vytvára, keď sa Newtonov druhý zákon vyhlási za nespravodlivý vo väčšine prakticky zaujímavých prípadov. Pretože sa údajne dá uplatniť iba v inerciálnych systémoch, ktoré sú výnimkou. Vzťah medzi silou a zrýchlením teda nie je vysvetlený žiadnym prírodným zákonom. Aj keď treba pripustiť, že zotrvačné sily vyvíjali svoj vplyv na prírodné procesy od začiatku vesmíru, v každom prípade dlho predtým, ako niekto musel urobiť nejaké výpočty.

Svet je usporiadaný tak, že v skutočnosti okrem síl priamo pôsobiacich na telo z iných telies a polí existuje konať na rovnakom tele sily spôsobené nie priamym pôsobením na telo, ale nepriamo pôsobením na referenčný rámec, v ktorom sa uvažuje o jeho pohybe. Sily pôsobiace na referenčný rámec sa nelíšia od síl pôsobiacich na pozorované teleso, a preto majú zotrvačné sily veľmi skutočný fyzikálny pôvod.

Výsledkom je sila pôsobiaca na telo v neinerciálnom systéme referenčný rámec plus sila zotrvačnosti pôsobiace na rovnaké telo v tom istom referenčnom rámci je presne sila, ktorá pôsobí na telo v inerciálny systém.

Zohľadnenie síl zotrvačnosti teda umožňuje rozšíriť druhý zákon aj na neinertiálne systémy podávania správ. Toto je v skutočnosti stanovené v matematickej formulácii vyššie uvedeného základného zákona o dynamike.

V tomto ohľade vyvstáva problém určiť, či je systém inerciálny alebo nie. Hoci je pre fyziku dôležitejší, je otázkou, ako je neerciálny / inerciálny referenčný systém zvolený na vyriešenie konkrétneho problému. Odpoveď spočíva v analýze síl pôsobiacich v danom systéme na telo a vytvorení prijateľného príspevku k výslednej sile samotných zotrvačných síl. Ak sa táto hranica neprekročí, systém sa môže považovať za inertný so všetkými bezpodmienečnými výhodami vyplývajúcimi z takéhoto zjednodušenia úlohy.

Sila zotrvačnosti, chápaná v tomto zmysle, je objektívne pôsobiacim fyzikálnym faktorom, ktorý určuje vlastnosti referenčného systému a umožňuje nám považovať ho za zotrvačný alebo neinerciálny.

A táto otázka nie je jediná, ktorá porušuje pravidlá