«Содержательные и методические особенности изучения отдельных вопросов физики. Механика»

3) О законе Ньютона говорят в основном при его изучении, не используя внутрипредметные связи.

Очевиден ли второй закон Ньютона?

Основанный на наблюдениях «здравый смысл» говорит, что скорость тела должна быть направлена так же, как и действующая на это тело сила.

• Дело в том, что на практике мы часто встречаемся со случаями, когда начальная скорость тела, на которое действует сила, равна нулю – в этих случаях скорость, которую приобретает тело вследствие действия силы, действительно направлена так же, как и эта сила.
• Но если тело имеет некоторую начальную скорость (как, например, тело, брошенное вертикально вверх или под углом к горизонту), то направление скорости уже не обязательно совпадает с направлением действия силы - скорость тела может быть направлена под любым углом к действующей на тело силе.

Очевиден ли второй закон Ньютона?

• В триаде величин, характеризующих движение тела (сила–ускорение–скорость), скорость является «третьим лишним»: непонимание, что в любой момент времени направление и величина ускорения определяется только действующей на тело силой (точнее, равнодействующей)

ускорения определяется только равнодействующей на тело силой

• Пример. Автомобиль массой m движется равномерно со скоростью v по выпуклому мосту, имеющему радиус кривизны R. Модуль равнодействующей сил, действующих на автомобиль в верхней точке, равен

На автомобиль в указанной точке действуют сила тяжести, сила реакции моста, сопротивление воздуха, сила трения покоя. Но если в результате действия всех этих сил автомобиль движется со скоростью v по дуге окружности радиуса R, значит, он движется с центростремительным ускорением. А это означает, что равнодействующая всех действующих на автомобиль сил равна (4 ответ).

Устная разминка на законы динамики

• Понимание существа основных законов природы намного легче достигается при совместном разборе, обсуждении и постановке качественных вопросов и задач.
• Возможный набор качественных вопросов с не всегда очевидными ответами.
• Разбор этих вопросов желательно сопровождать простыми схемами на доске.