CC BY
37
ашьщ жiптiн орамын байлау кажет. Балаларга орам-нын сикырлы кYшi бар eKeHi, оны колына байлаган адам тез тынышталатыны айтылады.
Ойын «Суретп аякта». Ересек адам тактага су-реттiн кез келген бвлiгiн салады. Осыдан кейiн ба-лалар кезекпен тактага шыгады жэне суреттiн жетiспей турган бвлiгiн салады. Осылайша бiрлес-кен сурет пайда болады.
«Кус». Баланын колына кез келген Yлпiлдек жэне жумсак зат берiледi, ертегi айтылады. Баланын максаты - кусты взтц жылуымен жэне демiмен жылыту.
Ойын «Айкайлаймын - сыбырлаймын - Yнде-меймш». ТYрлi тYCтi картоннан 3 тYрлi алаканнын танбасын кию кажет: кызыл, сары жэне квк. Олар команда-сигналдарды бейнелейтiн болады. Ересек адам кызыл алаканды квтередi - жупруге, айкай-лауга, катты шулауга болады; сарыны квтередi -тыныш козгалуга жэне сыбырлауга болады; квктi квтередi - балалар орындарында катып калулары керек.
Гипербелсендi балаларга мына твмендегi бiр-неше кызыкты ойындар мен жаттыгуларды усы-нуга болады: «Алаканнын согысын тында», «Келiндер, амандасайык», «Толкындар», «Колдар-мен энпме», «Партадагы ойындар».
Гипербелсендi балалардын бэрi сусымалы ма-териалдармен ойнаганды унатады, бул усак мото-риканы дамытады жэне жуйке жуйесш тыныштан-дырады.
Куммен ойындар психоэмоционалдык куйд^ усак моториканын дамуына ыкпал етедг К1шкентай балалар кумда суреттер мен фигуралар салса, ере-сектеу балалар таякпен немесе саусакпен эрiптердi, свздердi жаза алады. Кумга сурет салу шыдамды-лыкты, моториканы дамытады.
Куммен ойын калай втк1з1лед1? Б1р1нш1 кезекте балаларды кумнын мумк1нд1ктер1мен, онын кургак болатынымен, ал егер су куйса, ылгал болатыны-мен таныстыру кажет. Оны алаканнын ортасында усактауга, кысуга, жылан жэне саусактын танбала-рын жасауга, жануарлардын 1здер1н бейнелеуге бо-лады.
Балалар «^упия», «Казыиаиы тап» ойында-рын вте жаксы квредг Жург1зуш1 ойыншыктарды, бакалшактарды, тастарды кумга квмш кояды, ал бала квзш жума отырып, затты сипалайды, не екенш б1луге тырысады немесе оны жай казып алады. Кум мен су бар ойын устелдер1 гипербел-сенд1 балалар ушш вте кызыкты болады.
Оку удерювде киындыкты сезшетш балалар-мен жумыс кезвде эр балага жеке дара катынасты колдану, онын шш кушне назар аудару, олардын психологиялык ерекшелштерш есепке алу кажет.
Сонымен, педагогикалык колдау - тугелдей бшм алушынын шш куштер1 мен кабшеттерше назар аударуга непзделетш тэрбиеш айрыкша уйымдастыру. Сондыктан бшм алушынын вз бел-сендшп, киындыктарды жену тэалдерш 1здеу тшеп манызды. Ал мугал1мнщ м1ндет1 - баланын кез келген тандауын колдау жэне взшщ эрдайым квмектесуге дайын екенш б1лд1ру.
Эдебиеттер тшмк
1.Михайлова Н.Н. Педагогика поддержки: Учебно-методическое пособие. - М.: МИРОС, -2011. - 208 с.
2Лютова К.К., Монина Г.Б. Тренинг эффективного взаимодействия с детьми. - СПб.: Издательство «Речь»,- 2007. - 186 с.
З.Монина Г.Б., Лютова - Робертс Е.К., Чутко Л.С. Гиперактивные дети: психолого - педагогическая помощь. Монография. - СПб: Издательство «Речь», - 2007. - 190 с.
ЛЕКЦИОННАЯ ДЕМОНСТРАЦИЯ «РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ»
Иванюк Юрий Олегович, 2Ланкин Сергей Викторович
1 «Амурский колледж сервиса и торговли», преподаватель физики, г. Благовещенск 2 «Благовещенский государственный педагогический университет»,
профессор каф. ФиМО, г. Благовещенск DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2019.5.61.32
АННОТАЦИЯ.
Предлагается демонстрация по изучению реактивного движения ракеты. В качестве которой используется литровая пластиковая бутылка из под воды. Масса пустой бутылки - 32 г. Горючим топливом является 3 мл спирта. В опыте бутылка с помощью крючков подвешивается на натянутую леску длиной 910 метров. Леска закреплена вдоль аудитории на высоте 1,5 м от пола и 0,5 метрах от стены. Спирт с помощью шприца вводится через специальное отверстие, проделанное в дне бутылки - во внутрь ее объема. Для быстроты испарения спирта перед стартом бутылку встряхивают около минуты. Выходящий газ поджигается спичкой. Время движения фиксируется электронным секундомером. Для расчета скорости истекания газа приведены формулы. Работа предназначена для студентов и школьников.
ABSTRACT
A demonstration on the study of rocket propulsion is proposed. As which is used liter plastic bottle of water. The weight of the empty bottle is 32 g. the Fuel is 3 ml of alcohol. In the experiment, the bottle is hung with hooks on a stretched fishing line length of 9-10 meters. The fishing line is fixed along the audience at a height of 1.5 m from the floor and 0.5 meters from the wall. Alcohol with a syringe is introduced through a special hole made in the bottom of the bottle - inside its volume. For the speed of evaporation of alcohol before the start of the bottle shake for about a minute. The exhaust gas is ignited by a match. The movement time is recorded by an electronic stopwatch. To calculate the gas flow rate formulas are given. The work is intended for students.
Ключевые слова: импульс, закон сохранения импульса, реактивное движение, скорость движения модели ракеты, скорость истечения газа.
Key words: momentum, law of conservation of momentum, rocket motion, speed of motion of the model rocket, the velocity of the gas.
Цель демонстрации - экспериментальная проверка закона сохранения импульса для реактивного движения и определение скорости истечения газов.
Оборудование: натянутая леска, литровая пластиковая бутылка из под воды переоборудованная под ракету, шприц, 10 мл спирта (эфира), рулетка, электронный секундомер, спички.
Теоретическая часть демонстрации
Для замкнутых систем справедлив закон сохранения импульса, который можно сформулировать так: суммарный импульс замкнутой системы тел сохраняется при любых процессах, происходящих в этой системе.
Не следует думать, что этот закон требует неизменности импульса каждого тела, входящего в систему. Как раз наоборот - благодаря действию внутренних сил импульсы тел, входящих в систему, все время изменяются. Сохраняется лишь векторная сумма импульсов всех составных частей системы.
Если система (замкнутая) состоит из нескольких тел, то для нее закон сохранения импульса выглядит следующим образом [1-3]:
Скорость газов (скорость истечения) относительно ракеты равна и и направлена в сторону, противоположную скорости ракеты. Тогда скорость газов относительно Земли в момент времени 11 равна:
уг = у1 — и (2)
Суммарный импульс ракеты и газов в момент времени 11 запишем так
р1 = т1ь1 + тгиг = т1и1 + (т — т1)(и1 — и) (3)
Так как ракета и газы образуют замкнутую систему, к ней применим закон сохранения импульса. Следовательно
ту = т1и1 + (т — т1)(и1 — и) (4)
Раскрыв скобки (4) и приведя подобные члены, получим:
т(ь — у-^ = и(т — т1) (5)
Обозначим Ли = (и1 — и), а Ат = (т — т1). Тогда выражение (5) имеет вид:
m1Ul + m2v2 + —+ тпйп = const, или = const. (1)
Закон сохранения импульса служит основой для объяснения обширного круга явлений природы, применяется в различных науках:
1. Закон строго выполняется в явлениях отдачи при выстреле, явлении реактивного движения, взрывных явлениях и явлениях столкновения тел.
2. Закон сохранения импульса применяют: при расчетах скоростей тел при взрывах и соударениях; при расчетах реактивных аппаратов; в военной промышленности при проектировании оружия; в технике - при забивании свай, ковке металлов и т.д.
Закон сохранения импульса широко используется для исследования реактивного движения (работы И.В. Мещерского и К.Э. Циолковского). Под реактивным движением подразумевают движение тела, обусловленное действием выходящих газов с определенной скоростью, относительно тела. При этом возникает реактивная сила, толкающая тело.
Пусть в некоторый момент времени to масса ракеты вместе с горючим и окислителем равна m, а скорость движения относительно Земли равна и. При сгорании некоторого топлива к моменту времени t1 ракета будет иметь массу m1 и скорость и1.
А /^
/
—mAv = иАт
(6)
где Ау - приращение скорости ракеты, а Ат -приращение масса топлива выгоревшего за время Д1.
Газы, вырываясь из ракеты, действуют на нее с некоторой силой, которая называется реактивной силой тяги. Разделив обе части уравнения (6) на Д1, получим выражение:
тАу Ат ~ Ат
-= —и — или ^ = —и — (7)
дt дt дt у '
„ Ат
где F- сила тяги, а — = ц. - ежесекундный
расход топлива.
Исходя из формулы (7) можно записать что F = —^и.
Демонстрационная установка (см. ниже приведенный рисунок) состоит из: лески, которая крепится на крючки в противоположных стенах и имеет длину не менее 9 метров. Моделью ракеты является - литровая пластиковая бутылка из под воды, которая с помощью проволочных петель крепится на леску. В дне бутылки шилом прокалываем отверстие диаметром 2-3 мм, через которое вводится с помощью шприца 3 мл спирта.
6"
и
i
О"
г>
Рисунок 1 Схема установки
Указания к демонстрации: масса спирта 2,8 г (рсУс). Масса пустой бутылки 32 г. Общая масса бутылки перед стартом m = 34,8 г.
Порядок выполнения демонстрации:
1. С помощью шприца набранный спирт через отверстие в дне модели ракеты выливаем внутрь бутылки. Затем, отверстие затыкаем пальцем и трясем бутылку в течение 30-40 секунд для того, чтобы горючее испарилось по всему объему модели.
2. Для создания выхода газа из отверстия, сжимаем с небольшой силой середину бутылки. Далее, убираем палец с отверстия и поджигаем выходящий газ, который толкает ракету с определенной скоростью вперед по леске.
3. В первом приближении принимаем скорости истечения газа уг и ракеты ир постоянными, из-за сохранения газовых законов. Для простоты движение ракеты считаем равномерным.
4. С помощью секундомера и линейки измерим время движения (!) и пройденный путь
5. Средняя скорость движения ракеты (бутылки): ир = -. Время полета t составляет доли секунды (0,2-0,4) с, что возможно измерить электронным секундомером.
6. Из формулы (6), зная массу газа и скорость ракеты, определяем скорость истечения газа по
л. тир
формуле: иг = .
7. Делаем вывод по демонстрации, оцениваем полученный результат скорости истечения газов из бутылки, являющейся моделью ракеты.
Примечание: в предлагаемой демонстрации скорость истечения газа составила 130 м/с. ежесекундный расход топлива равен д = 7 10-3 кг/с.
Литература:
1. Александров Н.В., Якшин А.Я. Курс общей физики: Механика. - М.: Просвещение, 1978. - С. 121-130.
2. Архангельский М.Н. Курс физики: Механика. - М.: Просвещение, 1975. - С. 105-109.
3. Ревинская О.Г., Кравченко Н.С. Реактивное движение: учебно-методическое пособие по изучению моделей физических процессов и явлений на компьютере для студентов всех специальностей. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - 22 с.
ПОДХОД К ОРГАНИЗАЦИИ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ»_
Киселев Виктор Вадимович
к.т.н, доцент МГТУ им. Баумана г. Москва
АННОТАЦИЯ.
В статье рассматривается возможность использования методов общей теории систем и методов декомпозиции в учебном процессе при изучении дисциплин, связанных с математическим моделированием. Предполагается, что данный подход может быть использован для выполнения сложных проектов.
ABSTRACT.
The article discusses the possibility of using the methods of General theory of systems and decomposition methods in the educational process in the study of disciplines related to mathematical modeling. It is assumed that this approach can be used to perform complex projects.
Ключевые слова: математическое моделирование, общая теория систем, декомпозиция, Парето-оп-тимальность, Л-оптимальность.
Keywords: mathematical modeling, General system theory, decomposition, Pareto-optimality, Л-optimality.
В настоящее время при выполнении студентами курсовых и самостоятельных работ, связанных с математическим моделированием, студенты рассматривают отдельные, часто не связанные между собой, темы. Обычно такие темы являются частными случаями не сложных задач. В реальной жизни задачи создания и исследования математических моделей являются сложными и не решаются одним человеком, возникают проблемы междисциплинарного взаимодействия. Такие задачи предлагается исследовать в процессе коллективного взаимодействия с использованием методов общей теории систем и методов декомпозиции.
Для получения навыков работы со сложными моделями группе студентов предлагается общая, комплексная задача, которая вначале исследуется
по общей схеме, предложенной М. Месаровичем и Я. Такахарой [1]:
1. Словесное описание задачи.
2. Принципиальная схема.
3. Модель общей теории систем.
4. Детальная математическая модель.
На третьем этапе возможно проведение декомпозиции задачи, выделение подсистем и определение схемы их взаимодействия. На этом этапе формулируются основные аксиомы и свойства подсистем. Здесь формулируются основные критерии и агрегированные переменные, значения которых передаются другим подсистемам.
В общей теории систем считается нецелесообразным начинать исследования с подробной математической модели до того, как проверены основ-
