Сравнительный анализ методик преобразований Галилея в курсе общей физики и в курсе элементарной физики
.
В этом случае задачу решают в одно действие, в то время как в первом решении – в четыре действия, во втором – в три. Следовательно, последнее решение наиболее рационально. Это первый вывод, который можно сделать на основании проведенных решений задачи.
Второй, наиболее важный, вывод: характер движения тела зависит от выбора системы отсчета: в первых двух решениях мы имели дело с равноускоренным прямолинейным движением тел, в третьем решении первое тело двигалось относительно второго равномерно и прямолинейно.
Полезны также задачи для случая, когда векторы скорости направлены под углом друг к другу.
Завершая изучение кинематики, целесообразно предложить учащимся обобщить материал об относительности в виде таблицы (табл. 2).
Эту таблицу школьники дополняют при изучении динамики и законов сохранения. [2]
| В механике Ньютона (ИСО) | |
| относительно | инвариантно |
|
Движение |
Время |
|
Покой |
Длина(расстояние между взаимодействующими телами) |
|
Траектория |
Относительная скорость |
|
Координата |
Ускорение |
|
Перемещение | |
|
Скорость | |
Преобразования Галилея.
Преобразования Галилея – это уравнения, связывающие координаты и время некоторого события в двух инерциальных системах отсчета. Событие определяется местом, где оно произошло (координаты 
), и моментом времени 
, когда произошло событие. Событие полностью определено, если заданы четыре числа: 
- координаты события.
Пусть материальная точка 
в системе отсчета 
в момент времени имела координаты , т.е. в системе заданы координаты события - .
Найдем координаты 
этого события в системе 
, которая движется относительно системы равномерно и прямолинейно вдоль оси 
со скоростью
.
Выберем начало отсчета времени так, чтобы в момент времени 
начала координат совпадали. Оси и 
направлены вдоль одной прямой, а оси 
и 
, 
и 
- параллельны.
Рис. 3
Тогда из рисунка очевидно:
.
Кроме того, ясно, что для наших систем координат
,
.
В механике Ньютона предполагается, что
,
т.е. время течет одинаково во всех системах отсчета.
Полученные четыре формулы и есть преобразования Галилея:
,
,
,
.
Программы.
Курс общей физики.
- Физические преобразования координат.
- Инерциальные системы отсчета, первый закон Ньютона.
- Классический закон сложения скоростей.
- Инвариантность длины, интервала времени, ускорения.
- Абсолютный характер понятия одновременности.
Курс школьной физики.
1. Относительность механического движения.
2. Относительная, абсолютная, переносная скорости.
Сравнительный анализ методик.
Преобразования Галилея – наиболее простой и естественный переход из одной системы отсчета в другую. Это уравнения, связывающие координаты и время некоторого события в двух инерциальных системах отсчета.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7