Таблица вред и польза инерции

Весь мир вокруг нас находится в непрерывном изменении и движении. Эти явления изучает и описывает древняя наука физика. Для некоторых людей она кажется скучной. Но чтобы уверенно и безопасно существовать в окружающей среде, правильно пользоваться достижениями цивилизации, необходимо понимать сущность элементарных физических явлений. Поговорим об одном из них – инерции, которая может быть полезной, а может и навредить, привести к катастрофическим последствиям с человеческими жертвами.

Общая информация

Впервые этот термин применил и попытался описать явление древнегреческий философ Аристотель в IV веке до н.э. Позже, проделав многочисленные опыты, его учение развил Галилео Галилей. В конце XVIII века Исаак Ньютон обобщил их исследования и сформулировал закон инерции или первый закон механики, носящий его имя.

Инерцией называют свойство любых предметов (материальной точки) сохранять покой или движение при отсутствии внешних воздействий (сил), а также противостоять изменению своей скорости при действии посторонних сил.

Просто суть этого явления можно описать так: если на абсолютно ровной скользкой поверхности толкнуть какой-то предмет, то он будет двигаться с одинаковой скоростью бесконечно долго. При этом допускают, что силами трения и сопротивления окружающей среды можно пренебречь.

Все знают, что скорость любого предмета сама по себе не изменяется. Он не сможет самостоятельно начать двигаться или изменить направление без влияния внешних сил. Например, лодка стоит у берега и не двигается, но если её толкнуть, то она поплывёт. Движение начнётся только после воздействия извне.

Все предметы стремятся сохранять состояние покоя или движения. При трогании грузовика незакреплённый груз в его кузове смещается назад, при остановке – вперёд. То же самое можно наблюдать со стоящими пассажирами в общественном транспорте при резком изменении его скорости или направления.

Чем массивнее предмет, тем труднее привести его в движение, а в движении остановить. Ногой можно легко толкнуть лёгкий мячик, и он полетит далеко. Для его остановки не надо прилагать больших усилий. Чтобы сдвинуть гружёный товарный состав, нужны усилия двух тепловозов, а при его внезапной остановке тормозной путь может быть более 1000 метров.

Плюсы инерции

Из самого определения инерции исходит возможность использования этого явления. Стремление предметов сохранять свою скорость и направление может приносить людям выгоду или много вреда. Всё зависит от того в какой ситуации оно проявляется. Вот некоторые примеры положительного использования инерции:

• Многие виды спорта и игр существуют благодаря этому явлению: лыжные, велосипедные и конькобежные гонки, толкание ядра, метание молота, диска, копья, хоккей, футбол, кёрлинг, фигурное катание, теннис и многие другие.
• Сглаживание неравномерностей вращения в различных механизмах и двигателях внутреннего сгорания. В устройствах предусмотрен массивный вращающийся маховик, который периодически накапливает и отдаёт кинетическую энергию. При рабочем ходе поршня энергия запасается, а при холостом ходе – отдаётся, при этом помогает выводить поршень из нижней мёртвой точки. В итоге коленчатый вал вращается равномерно.
• Экономия энергии при движении объектов (транспортных средств). Движение космических аппаратов вне атмосферы Земли происходит долго по инерции после отключения двигателей. Благодаря этому мы обеспечены надёжной связью через спутники, расположенные на геостационарных орбитах. Автомобилист экономит топливо, когда выключает передачу в машине и двигается какое-то время накатом. Для большей экономии придумали инерционный аккумулятор, в котором энергия торможения транспортного средства передаётся на вращающийся маховик, а потом используется для движения. В середине XX века в некоторых странах эксплуатировали необычный вид общественного транспорта – гиробус. Его движение осуществлялось от массивного маховика, который раскручивался при остановках на зарядных станциях.
• Применение в приборах инерциальной навигации. Их работа основана на свойствах явления. Основной частью приборов является быстро вращающийся ротор, который имеет несколько степеней свободы. Такие устройства применяют в системах навигации космических аппаратов, морских судов, самолетов, подводных лодок, ракет.
• Фиксация в определённом положении частей или всего механизма (объекта). Свойство вращающегося тела соблюдать своё положение используется в гироскопах. А они применяются для стабилизации космических аппаратов, летающих объектов (автопилот), положения отдельных частей механизмов. Гироскоп танкового орудия позволяет сохранять неизменное, наведённое на цель, положение ствола даже во время движения.
• Стабилизация высотных объектов. Верхушки высотных сооружений под воздействием ветровой нагрузки отклоняются от вертикального положения. Для компенсации таких колебаний и ослабления эффекта горизонтального сейсмического воздействия, в небоскрёбах помещают инерционные демпферы. Они представляют собой массивные грузы, которые подвешиваются или устанавливаются на специальных креплениях в верхних этажах башен. При влиянии внешних сил на здание, груз по инерции сопротивляется этому, колебания гасятся.

Опасные проявления

Неправильное понимание и использование инерции иногда приводит к непоправимому ущербу. Ниже перечислены некоторые негативные проявления:

1. Трата дополнительной энергии на разгон и торможение транспортных средств. Из-за инерции автомобили и поезда не могут мгновенно набрать нужную скорость или остановиться. По этой же причине происходит износ деталей тормозной системы. Их приходится периодически заменять.
2. Аварии при столкновениях транспортных средств, несчастные случаи с людьми при переходе дорог. Из-за того, что движущиеся тела невозможно мгновенно остановить, может причиняться вред. Для каждого вида транспорта существует определённый тормозной путь. Для тяжёлых объектов он может быть довольно большим. По этой причине происходят столкновения автомобилей или поездов с гибелью людей. Особенно это актуально для морского транспорта, который останавливается очень медленно. При ходьбе человек может запнуться за какой-то предмет или поскользнуться на льду. По инерции тело будет двигаться вперёд и произойдёт падение, результатом которого может быть травма.
3. Получение травм пассажирами транспорта. Когда люди едут в автомобиле, то они перемещаются относительно Земли со скоростью транспортного средства. При создании аварийной ситуации на дороге и резком торможении водитель и пассажиры, не зафиксированные ремнями безопасности, продолжают свое движение по инерции вперёд с прежней скоростью. Результатом могут быть травмы или вылет через лобовое стекло с вытекающими последствиями.
4. Смещение перевозимых грузов при изменении скорости или направления транспортных средств. По этой причине всё, что перевозится, должно хорошо закрепляться. Несоблюдение этого правила приводит к авариям.
5. Разрушительные последствия природных стихийных бедствий. Губительные действия землетрясений, цунами, лавин основаны на явлении инерции. Разрушение зданий при резких толчках земной поверхности происходит из-за того, что сами массивные строения не могут быстро сместиться. При лавине огромные массы снега съезжают по склону горы и, достигнув подножья, продолжают по инерции двигаться, сметая на своём пути всё, что встретилось.

Подведём итоги

Человек сам не может изменить законы природы, но ему под силу их познать и правильно использовать. Проявление инерции в повседневной жизни встречаются на каждом шагу. С ней мы сталкиваемся, когда выбиваем пыль из ковра, перепрыгиваем с разбега препятствие, бросаем мяч в кольцо. В кратком материале невозможно описать всё её многообразие. Но необходимо помнить, что она приносит пользу людям, а может быть опасной. При этом необходимо уберечь себя от вредных проявлений инерции, соблюдать меры предосторожности в быту, на улице, в транспорте, при выполнении работ, на отдыхе.

Источник

Конспект урока:

Урок физики на тему «Инерция» в 7 классе (слайд 1)

Цель: Изучить явление – инерция.

Задачи: Научить находить в окружающем мире примеры проявления инерции и объяснять их.

Подготовить учащихся к восприятию первого закона Ньютона.

Развивать логическое мышление, культуру речи. Формировать осознание детьми культурных ценностей науки и умение ценить их.

Оборудование: мяч, разборный деревянный молоток, рубанок, шарик, наклонный желоб, штатив, кусочек ткани, стакан, открытка, монета, листы бумаги с надписями, магниты, интерактивная доска, проектор, компьютер.

План урока

1. Организационный момент – 2 мин.
2. Повторение раннее изученного материала – 5 мин.
3. Объяснение нового материала – 15 мин.
4. Физкультминутка – 1 мин.
5. Закрепление знаний и умений учащихся (решение экспериментальных и качественных задач, выполнение тестового задания) – 20 мин.
6. Подведение итогов урока. Домашнее задание – 2 мин.

Ход урока

1. Создание эмоционального настроя.

Добрый день! Я рада приветствовать вас в компьютерном классе, где сегодня проведём урок физики.

«Познать законы природы – наша цель!». Их вы изучаете и исследуете каждый раз на уроках физики. Физика любит удивлять вас, любит, чтобы вы наблюдали и думали, получали научные знания об окружающем нас мире с помощью Его Величества «Эксперимента».

Цель нашего урока – изучить необыкновенное явление под названием инерция, которая проявляется в окружающем нас мире на каждом шагу, но мы настолько привыкли к ней, что и не замечаем её.

Сегодня будем исследовать инерцию с помощью наблюдений, опытов, решением экспериментальных и качественных задач, выполнением тестовых заданий.

И тогда наверняка никто не забудет про неё.

Выясним, кто же первый о ней заговорил. Поэтому

Приглядывайтесь к облакам,

Прислушивайтесь к птицам,

Притрагивайтесь к родникам –

Ничто не повторится.

За мигом миг, за часом час

Впадайте в изумление.

Все будет так и все – не так

Через одно мгновение.

В дорогу мы возьмем багаж:

Учебник, ручку, карандаш,

Тетрадь и знаний саквояж.

2. Повторение раннее изученного материала. Фронтальная беседа

Учитель. Повторим изученный материал: (слайд 2)

1. Какое движение называется механическим? (Механическим движением называется изменение с течением времени положения тела относительно других тел. Примеры)

2. Какие виды движения вы знаете? (Равномерное и неравномерное).

3. Какое движение называют равномерным? Неравномерным? (Движение называют равномерным, если тело за равные промежутки времени проходит равные пути. Движение называют неравномерным, если тело за равные промежутки времени проходит разные пути)

4 .Чем они отличаются? (При равномерном движении скорость тела остаётся постоянной, а при неравномерном движении скорость тела изменяется).

3. Изучение нового материала (постановка первой учебной проблемы).

Учитель. (слайд 3)

1.- Может ли тело, находящееся в относительном покое, само собой изменить скорость?

Увеличить его? Уменьшить его? (Нет). Демонстрация с мячом, который на столе.

2.- Как можно изменить скорость тел? (Подтолкнуть, т.е. подействовать рукой)? Мяч начинает двигаться. Перестаю действовать, что наблюдаете? (Мяч останавливается).

Учитель. Как же можно изменить скорость движения тела? (Слайд 4.)

Ученики. Скорость тела изменяется, если на него действуют другие тела!!!

(1. Записать в листок с печатной основой).

3.Как можно изменить направление скорости тела? (Слайд 5)

Ученики. Направление скорости тела изменяется, если на него действуют другие тела!!! (2. Записать в листок с печатной основой).

Учитель. Так при каком же условии движется тело?

Ученик – Тело движется, если на него действуют другие тела.

Учитель. Рада за Вас. Вы рассуждаете как выдающийся философ древней Греции Аристотель. Жил он в IV в. до н.э. (Слайд с портретом Аристотеля и его высказыванием: «Все, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого. Без действия нет движения»). (Слайд 6)

Учитель. Согласно взглядам Аристотеля тело движется только тогда, когда на него действуют другие тела, а при отсутствии внешнего воздействия тело может только покоиться. Идеи древнего философа господствовали в науке около двух тысяч лет.

Верно ли утверждение Аристотеля?

(Постановка второй учебной проблемы). Опыт с машинкой и попугаем.

Учитель. Выполним опыт с попугаем Кешой, который отправился в Таити на машине. Но он так замечтался об отдыхе, что не увидел препятствия перед собой и упал. Подумайте и скажите, почему упал попугай? На него никто же не действовал, а он продолжил движение в виде падения.

В 17 веке итальянский ученый Галилео Галилей первый показал, что тело может не только покоиться в отсутствии внешнего воздействия, как утверждал Аристотель, но может ещё и двигаться. Это видно из опыта с попугаем.

Нам необходимо выяснить, как будет двигаться тело при отсутствии внешнего воздействия. Галилей использовал опыт. Наблюдал за движением шара по наклонной плоскости. Давайте и мы проделаем этот опыт и пронаблюдаем за движением шарика по наклонному желобу: сначала с тканью, а после без неё, т.е. без воздействия. Опыт. Вы заметили, что в первом случае скорость шарика уменьшилась очень быстро, движение было неравномерным, но во втором случае уменьшили трение, т.е. убрали ткань, шарик катится дальше, т.к. скорость шарика изменяется медленнее, т.е. дольше сохраняется, а движение шарика становится ближе к равномерному прямолинейному, но шарик снова останавливается. Почему?

Ученики. Потому что движению мешает трение шарика о поверхность наклонного желоба.

Учитель. Подумайте и скажите, как бы двигался шарик, если бы трения не было совсем.

Ученики. Шарик совершал бы равномерное и прямолинейное движение (РПД).

Учитель. Именно такое предположение высказал Галилей в ХVII в.

Учитель. Ещё раз рассмотрим, как зависит изменение скорости тела от величины действия другого тела? (Слайд 7.)

Вывод: чем меньше действие другого тела, тем дольше сохраняется скорость

движения и тем ближе оно к равномерному.

(3. Записать в листок с печатной основой).

Учитель. Вспомните, если движение равномерное и прямолинейное, то скорость тела изменяется или сохраняется постоянной? Ученики. Скорость тела сохраняется постоянной.

Учитель. Обобщим мысленно эксперимент Галилео Галилея и наши наблюдения и ответим на вопрос: Как же будет двигаться тело, если на него не будут действовать другие тела? (Слайд 8.)

Ученик. Тело, на которое не действуют другие тела, движется с постоянной скоростью.

Учитель. Именно так формулируется явление – инерция.

Откройте учебник и найдите в тексте (на с. 41) определение инерции, прочитаем.

Вывод: явление сохранения скорости тела, при отсутствии действия на него других

тел называется инерцией. (4. Записать в листок с печатной основой).

Кстати «инерция» в переводе с латинского – бездеятельность или бездействие.

Учитель. Кто-нибудь догадался, почему наш попугай упал.

Ученики. Потому что он двигался по инерции.

Учитель. Таким образом, движением по инерции называется движение тела при

отсутствии действия на него других тел.

(5. Записать в листок с печатной основой).

Учитель. На стр. 41 учебника найдите, что называется движением по инерции, прочитаем. (Слайд 9 с ракетой)

Учитель. В конце 17 века английский учёный Исаак Ньютон обобщил выводы Галилея, сформулировал закон инерции и включил его в качестве первого из трёх законов в основу механики. Законы Ньютона будете изучать в 9 классе.

Все открытия представляют бесценное культурное наследие для нас. Мы должны ценить всё, что сделано человечеством.

Теперь посмотрим 2 видеосюжета на понятие «движение по инерции».

Учитель. Проявление инерции мы наблюдаем постоянно и настолько привыкли, что даже не замечаем её. Явление инерции учитывается во многих видах спорта. (Слайд10.) Именно инерция помогает устанавливать мировые рекорды. (Слайд 11.)

Недавно в Ванкувере прошла Зимняя олимпиада. Наши спортсмены принимали участие почти во всех видах спорта, в том числе и в кёрлинге, где явно проявляется явление инерции.

1. Видеосюжет спортивного соревнования «Керлинг» (Инерция движения).

2. Видеоролик «Инерция покоя»

Учитель. «Движение по инерции» понимается так, что неподвижные тела сохраняют неподвижность, а движущиеся – сохраняют своё движение.

4. Физкультминутка с музыкой. Теперь немного отдохнём. Предлагаю вам изобразить поведение пассажиров во время поездки в троллейбусе.

Представьте, что я – водитель. Я:

• Резко трогаюсь с места. Куда отклоняетесь? (Назад). Почему? Из-за инерции движения пассажира. При резком увеличении скорости ноги уходят вперёд, а верхняя часть тела продолжает двигаться с прежней скоростью, в результате происходит отклонение пассажира назад.

• Поворачиваю направо. (Налево). Почему? Т.к. вы продолжили по инерции двигаться по курсу вперёд.

• Поворачиваю налево. (Направо).

• Резко торможу. (Вперёд). Происходит это в силу инерции движения пассажира, т.к. при внезапной остановке ноги из-за трения «припечатываются» к полу, а тело продолжает двигаться

Учитель. Пока мы ехали, всё время с нами была госпожа «Инерция». Подумайте и ответьте, когда же проявляется инерция? Ученики. Инерция проявляется, если изменяется значение скорости или её направление. (6. Записать в листок с печатной основой).

5. Закрепление знаний и умений учащихся

а). Решение экспериментальных задач

Учитель. Человек не может изменить законы, но может их познать и учитывать в жизни и практике. У учителя технологии вышел из строя деревянный молоток и затупился рубанок. Предлагаю вам изготовить заново киянку, а железку вытащить из рубанка для заточки. (вызываются 2 учащихся). Покажите, как можно насадить молоток на рукоятку. Теперь объясните свои действия с использованием термина «инерция». Ученик. Здесь используется инерция молотка. Учитель. Правильно. Кто может извлечь железку (резец) из рубанка? Эксперимент объясните. Ученик. Здесь необходимо стукнуть по колодке. Используется инерция резца. Учитель. Как видите, явление инерции помогло нам подготовить для работы инструменты. Я думаю, в жизни полученные знания обязательно вам пригодятся.

Учитель. На стакане лежит открытка, на ней монета. Как, не задевая монеты, опустить её в стакан? (Ударить по открытке щелчком, открытка отлетит, а монета упадёт в стакан). Почему? Ученики. Объясняется это тем, что ввиду краткости взаимодействия сила трения не успевает сообщить монете достаточную скорость в направлении удара, и монета падает в стакан.

Учитель. Но знайте, инерция приносит не только пользу, но и вред. Сейчас вы заполните таблицу, которая на доске. Примеры с полезным проявлением инерции вставляете под словом «Польза», а примеры, вредного проявления инерции под словом «Польза» (целесообразно подготовить таблички на листах А4 с готовыми примерами, где проявляется инерция, магниты, на доске подготовить таблицу). При заполнении таблицы, пояснить каждый пример. Примеры: колка дров, резкое поднятие груза подъёмным краном, насаживание лопаты на черенок, встряхивание мокрой одежды или термометра, спотыкание, резкое торможение транспорта. (Поднимать резко груз подъёмным краном запрещается из-за инерции покоящегося груза. Капли дождя слетают в силу инерции движения капель. При спотыкании ноги резко останавливаются, а тело продолжает двигаться по инерции в прежнем направлении.)

б). Решение качественных задач, используя слайдовую презентацию. (Слайд 12 -Слайд 18.)

1. Водитель микроавтобуса, увидев стоящий на дороге автомобиль, нажал на тормоза, но не избежал столкновения. Объясните, почему?
2. Почему при торможении автомобиля обязательно включается задний красный свет?
3. Почему необходимо закреплять грузы в кузове грузовика?
4. Объясните назначение ремней безопасности в автомобиле.
5. Что произойдёт с наездником, если лошадь, прыгая через препятствие, споткнётся?
6. Что произойдёт, если человек поскользнётся?
7. Почему при землетрясении разрушаются здания и мосты? (Основной причиной разрушений при землетрясении являются сильные подземные толчки и сотрясания земли, достигающие земной поверхности. Вследствие инерции и жесткости конструкции наземных сооружений они разрушаются.)
8. Почему лиса делает резкие прыжки в сторону, если её догоняет волк?

в). Решение тестовых заданий (интерактивный тест из 5 вопросов).

г). Проверка знаний. (Слайд 19). Тест к уроку «Инерция». Для проверки знаний класс делится на две группы. Одна группа работает за компьютерами, а вторая группа работает с раздаточными тестами за партами.

(Звучит музыка. Идёт самостоятельная работа учащихся.)

Тест (Слайд 20.)

Впишите в таблицу ответов буквы, соответствующие верному ответу на каждый вопрос.

1. Что такое инерция?

Г. Свойство тел сохранять скорость.

У. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.

В. Изменение скорости тела под действием других тел.

2. Что произойдет с бруском, если резко его дёрнуть вперёд за нить?

С. Упадёт назад.

Д. Упадёт вперед.

Е. Останется неподвижным.

3. В каком случае наблюдается проявление инерции?

А. Камень падает на дно ущелья.

П. Пыль выбивают из ковра.

Н. Мяч отскочил от стенки после удара.

4. Какое изменение произошло в движении автобуса, если пассажиры отклонились

влево?

И. Автобус остановился.

Е. Автобус повернул направо.

Ч. Автобус повернул налево.

5. Для чего делают разбег при прыжках в длину?

К. Чтобы выше подпрыгнуть.

Л. Чтобы увеличить длину траектории движения тела.

Х. Чтобы набрать скорость для толчка.

Таблица ответов

Учитель. Проверим ответы. Кто получил в таблице кодовое слово «успех»?

Вы достигли успеха в усвоении явления инерция.

Формула успеха – Удивляться! Действовать! Думать!

6. Домашнее задание. Подведение итогов урока. (Слайд 21.)

Прочитайте § 17. Составить таблицу: инерция в быту, технике, спорте, природе. Спасибо вам за урок! Желаю успехов!

Учитель. В завершение нашего урока помогите мне сочинить стихотворение. Я начинаю, а вы продолжаете: (Слайд 22.)

Если ты снежок (бросаешь),

Или в тире ты (стреляешь),

Или в мячик (ударяешь),

Или сам ядро (толкаешь), Почему же, почему же

Те предметы вдаль летят?

Отчего же, отчего же

Сразу падать не хотят?

Эти разные предметы

Потому вперед (летят),

Что (инерцию) имеют,

Скорость (сохранить) хотят.

Галилей был самым (первым),

Кто инерцию (открыл),

И прошло три с лишним века

С той поры, (когда он жил).

Учитель. Если время останется, то можно посетить музей вместе с героями мультфильма «Ну, погоди!» При просмотре мультфильма, заметив проявление инерции, надо крикнуть: «Стоп-кадр!» – встать и пояснить происходящее, (демонстрируется 12-й выпуск мультфильма «Ну, погоди!» – в музее.)

Источник