Физические явления

Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии, постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги – это примеры физических явлений.

И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизировано, расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом его состав останется тем же.

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из раствора сахара воду,  молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы.

Но и растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода переходит в пар. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. При воздействии низких температур (ниже 0˚С) вода переходит в твёрдое состояние – превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды – это молекула воды. Молекула воды  является и  мельчайшей частичкой пара или льда. Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях.

Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества  в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры. Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000˚С.

А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям. Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного состояния или температуры, но состав веществ останется  тем же.

Все физические явления можно разделить на несколько групп.

Механические явления – это явления, которые происходят с физическими телами при их движении относительно друг друга (обращение Земли вокруг Солнца, движение автомобилей, полёт парашютиста).

Электрические явления – это явления, которые возникают при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов (электрический ток, телеграфирование, молния при грозе).

Магнитные явления – это явления, связанные с возникновением у физических тел магнитных свойств (притяжение магнитом железных предметов, поворот стрелки компаса на север).

Оптические явления – это явления, которые происходят при распространении, преломлении и отражении света (радуга, миражи, отражение света от зеркала, появление тени).

Тепловые явления – это явления, которые происходят при нагревании и охлаждении физических тел (таяние снега, кипение воды, туман,  замерзание воды).

Атомные явления – это явления, которые возникают при изменении внутреннего строения вещества физических тел (свечение Солнца и звезд, атомный взрыв).

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Физика-наука о природе

 

3.      Изложение нового материала

Фронтальная беседа

Цель: Установить уровень знаний о природе, умений видеть и наблюдать, умение высказывать свою точку зрения и обобщать.

Описание:

    Прежде, чем я начну свое объяснение, мне бы очень хотелось, чтобы вы  рассказали о том, какие науки вы уже начали изучать?

        математику —  которая учит вас складывать числа, умножать, делить, возводить в степень и многому другому, т. е. можно сказать , что математика –это наука о числах.

        русский язык —  вы узнали,  какие бывают члены предложения, части речи, виды предложений, происхождение слов…Кроме того, вы  учитесь правильно выражать свои мысли на письме..

        литература —  здесь вы знакомитесь с биографиями и творчеством поэтов , писателей, учитесь писать сочинения….

        история – наука о развитии человеческого общества, от первобытно -общинного до феодального, капиталистического или социалистического.

        география  — наука о земной поверхности, о том, как деятельность человека  на нее повлияла.

        биология – наука о живых организмах: растениях, животных.

Таким образом, мы можем сказать, какие из перечисленных наук изучают природу?

Можем,  география и биология – это науки о природе.

Еще одной наукой о природе является физика.

Слово «физика»  происходит от греческого слова «фюзис» , что означает природа.

Действие учителя:выслушивает ответы учеников, комментирует их, выясняет уровень подготовки ученика к восприятию новых знаний.

Действие ученика:

Ученики демонстрируют свои знания, умение формулировать словами свои мысли, систематизируют свои знания, слушают ответы одноклассников.

Оценивание: Учитель оценивает не только знания учеников, но и умение ученика воспринимать информацию, умение точно отвечать на поставленный вопрос, умение работать в команде.

 

Введение основных понятий

Описание: Работа со слайдами, фронтальная беседа.

Учитель:Давайте посмотрим вокруг себя —  вокруг нас каждый день все  неизменно?  Конечно, нет!!! Вокруг все постоянно меняется: (рассматриваются примеры, запечатленные на слайде)

Всевозможные изменения, происходящие в природе, называются явлениями.

Физика изучает различные явления (рассматриваются примеры, приведенные на слайде)

Ученики: приводят примеры явлений, с которыми они знакомы из быта и окружения.

 

Проверка знаний:

Описание: А сейчас я хочу продемонстрировать вам примеры некоторых  явлений, а вы мне скажите, к какому виду они относятся

демонстрируются опыты:

 

        шарик скатывается по наклонному  желобу

        звучит камертон

        груз колеблется на пружине

        колебание тела на нити

        получение  различных  по размеру изображений свечи на экране

        притяжение металлических опилок к магниту

        картины магнитных линий  постоянного магнита

        электризация  султанов и их взаимодействие

        плавление свечи при ее нагревании

 

Ученики:ребята комментируют их и объясняют, почему они относят явление к тому или иному виду

Действие учитель:Делает вывод и приводит учеников к мысли, что знание только явлений не позволяет описать все происходящее в природе.

Учитель:Все  рассмотренные явления называются ФИЗИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ

Но физика не просто изучает и описывает различные явления, происходящие вокруг нас, она  устанавливает ЗАКОНЫ, которые помогают объяснить, почему происходят те или иные явления.

Физические явления могут происходить как с телами живой природы, так и с телами неживой природы, именно поэтому законы физики могут быть использованы и в биологии и в географии,  и  в других науках.

Законы физики  УНИВЕРСАЛЬНЫ.

Именно поэтому физика – такая важная наука, одна из древнейших наук. Физические знания передавались из поколения в поколение, постоянно совершенствуясь.  С именами  выдающихся ученых –физиков мы будем  знакомиться постепенно, а сегодня я назову лишь некоторые из них: ( демонстрируются портреты ученых)

 

Теперь вы  немного понимаете, что мы будем изучать. 

Но у меня снова к вам вопрос: « Скажите, а на уроках математики вы используете только обычные слова, или есть какие-то специальные ,  которые подходят только для уроков математики?

Действие ученика:работа со слайдом, дети приводят примеры специальных терминов.

Действие учителя:  приводятся примеры физических терминов и раскрывается смысл таких терминов, как материя, вещество, поле.

Дается понятие о физическом теле, приводятся примеры различных физическихтел, рассматриваются примеры, показывающие, что тела могут иметь разную форму  и  занимать  разный объем.

 

Проверяем, как усвоили учащиеся основные физические  термины: тело, вещество. Ученики выполняют предлагаемое задание

Проверь себя

Молодцы, вы замечательно справились с заданием,  умеете привести примеры веществ.

А сейчас у меня к вам более сложное задание – я буду задавать вам вопросы, а вы попробуете на них ответить.

Описание:         рассматриваются вопросы, приведенные на слайде.

И вот теперь самый главный вопрос,  ответ на который я хочу услышать.

В: Вы еще только начинаете знакомиться с физикой! Откуда же вы знаете ответы на мои вопросы???

Действие учителя: можно спросить индивидуально кого-то из ребят, а можно адресовать вопрос классу и слушать  ответы сразу нескольких учеников, чтобы потом их подытожить.

        видели много раз,   как это происходит

        сами пробовали так делать,  и поэтому знаем

Какие вы молодцы!!! Сейчас, сами  о том  не подозревая, вы назвали  источники физических знаний!!!

Действие ученика: работа со слайдом,   рассматриваются примеры наблюдений, опытов, чтобы было понятно, в чем их отличие

 Естественно, ребята, что порой опыты бывают настолько сложны, что для их проведения требуется не один год, очень много  приборов и оборудования, но ученых эти трудности никогда не останавливали. Известны случаи, когда путь от  идеи до  открытия закона занимал не один год, а десятилетие!!!  Физика  — наука, которая постоянно развивается, открываются новые законы, изучаются новые явления, и все это поставлено на службу человеку!!! Возможно, кому – то из вас тоже предстоит сделать свое открытие, или   сформулировать новый закон!!! Дерзайте!!! Все в  ваших руках!!!

3. Закрепление изученного материала. Проверка умения применять полученные знания.

Действие ученика:дети отвечают на вопросы по изученному материалу, правильный ответ демонстрируется сразу после ответа

 

Действие учителя:Ребятам предлагается   распределить правильно  по  трем столбикам примеры физических явлений, веществ и физических тел.  Они сразу имеют возможность проверить правильно ли  дан  ответ.

 

Предлагается заполнить таблицу, правильно расположив различные физические явления в ту строку, к  которой они  должны относиться.

Попросить учащихся заполнить следующие таблицы:

 

№ 1.

Тело	Вещество

№ 2.

Физические величины	Единицы измерения

Предложить учащимся выполнить задание на установление соответствий физических величин и их единиц измерения. Попросить перевести единицы измерения массы, длины и времения.

«Что изучает физика. Физические явления. Наблюдения и опыты». 7-й класс

Цели урока:

• Дать понятие о предмете физики.
• Создать представление о первичных понятиях в физике (тело, вещество, явление).
• Сформулировать цели изучения явлений природы.
• Выявить источники физических знаний, определить круг изучаемых явлений, пояснить связь физики с другими науками и техникой.
• Ознакомить учащихся с методами исследования физических явлений.
• Пробудить у детей интерес к изучению физики и развить любознательность.

Оборудование: три линейки из разного материала, наклонный желоб, стальной шарик, штатив; пружина, набор грузов; электрическая лампочка на подставке электрофорная машина, электрический звонок, зеркало, детская машинка.

Ход урока

Организационный момент

Объяснение нового материала

Мы приступаем с вами к изучению основ очень интересной и полезной науки – физики. Садясь в поезд, такси, трамвай, нажимая на кнопку электрического звонка, просматривая кинофильм или наблюдая, как комбайн убирает урожай, вы едва ли задумывались над тем, какой путь прошло каждое из этих больших и маленьких достижений техники, сколько труда вложено в каждое из них. К технике мы привыкли, она стала нашим спутником.

А ведь не очень давно люди ездили в тарантасах, запряженных лошадьми, жали рожь и пшеницу серпами, сидели при свете горящих лучин в длинные зимние вечера и только в сказках мечтали о различных волшебствах. Гусли-самогуды, ковер-самолет, топор-саморуб ? вот предметы сказочных мечтаний. Вспомните, в сказке А.С.Пушкина звездочет и мудрец, подаривший царю Додону чудесного петушка, заверял его:

Петушок мой золотой
Будет верный сторож твой:
Коль кругом все будет мирно,
Так сидеть он будет смирно;
Но лишь чуть со стороны
Ожидать тебе войны,
Иль набега силы бранной,
Иль другой беды незваной,
Вмиг тогда мой петушок
Приподымет гребешок,
Закричит и встрепенется
И в то место обернется.

И вот мечта сбылась. Современные радиолокационные установки куда лучше золотого петушка. Они позволяют мгновенно и точно обнаружить в небе самолеты, ракеты и другие объекты.

Как о чуде говорится в сказке Ершова “Конек-горбунок” о холодном свете:

Огонек горит светлее,
Горбунок бежит скорее.
Вот уж он перед огнем.
Светит поле словно днем.
Чудный свет кругом струится,
Но не греет, не дымится.
Диву дался тут Иван,
“Что, — сказал он, — за шайтан!
Шапок с пять найдется свету,
А тепла и дыму нету.
Эко чудо-огонек…”

И вот чудо-огонек в виде ламп дневного света проник в наш быт. Он радует людей на улицах, в магазинах, в учреждениях, в метро, в школах, на предприятиях.

Да, сказки становятся былью: гусли-самогуды воплотились в магнитофон. Электропилы за несколько секунд валят вековые деревья лучше сказочных топоров-саморубов. Не ковры, а самолеты стали широко распространенным средством транспорта. Наши ракеты выводят на орбиты искусственные спутники Земли и космические корабли с космонавтами на борту. Все это стало возможным не по милости волшебника, а на основе умелого применения достижений науки.

Трудно было человеку миллионы лет назад,
Он совсем не знал природы,
Слепо верил в чудеса,
Он всего, всего боялся.
И не знал, как объяснить
Бурю, гром, землетрясенье,
Трудно было ему жить.

И решил он, что ж бояться,
Лучше просто все узнать.
Самому во все вмешаться,
Людям правду рассказать.
Создал он земли науку,
Кратко «физикой» назвал.
Под названьем тем коротким
Он природу распознал.

«Физика» – это греческое слово и в переводе означает, как вы поняли, «природа».

Одной из древнейших наук, которая позволяет познать силы природы и поставить их на службу человеку, которая дает возможность понять современную технику и развивать ее дальше, является физика. Знания физики необходимы не только ученым и изобретателям. Без них не может обойтись ни агроном, ни рабочий, ни врач. Каждому из вас они тоже потребуются не раз, а многим, может быть, доведется сделать новые открытия и изобретения. То, что сделано трудом многих ученых и изобретателей – великолепно. Имена многих из них вы уже слышали: Аристотель, М. Ломоносов, Н. Коперник и многие другие. Но впереди еще много нерешенных задач: надо поставить на службу человеку тепло и свет Солнца, научиться безошибочно предсказывать погоду, предсказывать стихийные бедствия, надо проникнуть на огромные океанские и земные глубины, надо разведать и освоить другие планеты и звездные миры и многое другое, чего нет даже в сказках.

Но для этого надо прежде всего усвоить то, что добыто, в частности, овладеть знаниями по физике. Физика – интереснейшая наука. Ее надо изучать с большим вниманием, доходить до самой сути. Однако не рассчитывайте на легкий успех. Наука – не развлечение, не все будет весело и занимательно. Она требует настойчивого труда.

Получив некие знания, человек сформулировал закон, использовал в своей жизнедеятельности изученное явление, создал приборы и машины, прочие вспомогательные орудия, с помощью которых он может успешнее и совершеннее изучать и глубже описывать другие явления. Процесс изучения физики можно сравнить с движением по лестнице всегда вверх.

Сегодня на уроке нам предстоит понять и усвоить основные физические термины: физическое тело, вещество, физические явления, понять, что является предметом изучения физики и как она изучает природу.

Физика имеет дело с физическими телами. Что бы вы назвали физическим телом? (Учащиеся выдвигают свои предположения, которые я записываю на правой половине доски. Обобщая высказывания, приходим к выводу, что физическое тело – это любой предмет подлежащий рассмотрению в физике.

Назовите тела, которые вас окружают. (Приводят примеры.)

Чем отличаются друг от друга три линейки, которые у меня в руках?

Класс. Сделаны из разного материала: дерево, пластмасса, металл.

Учитель. Какой можно сделать вывод?

Класс. Тела могут различаться веществом.

Учитель. Что такое вещество?

Класс. Это то, из чего состоит физическое тело.

Учитель. Приведите примеры веществ, которые имеются у вас на столах. (Дети отвечают.)

Вещество – это один из видов материи.

Материя – это все то, что существует во Вселенной, независимо от нашего сознания.

Материя – вещество, поле.

Любой материальный предмет состоит из вещества. Мы можем его потрогать и увидеть. Сложнее с полем – мы можем констатировать последствия его действия на нас, но не можем увидеть. Например существует гравитационное поле, которое мы не ощущаем, но благодаря которому мы ходим по земле и не улетаем с нее, несмотря на то, что она вращается со скоростью 30 км/с, измерить его мы пока не можем. А вот электромагнитное поле человека не только можно ощущать по последствиям его воздействия, но и изменять.

В природе с телами происходят различные изменения. Они называются явлениями. Физическими явлениями называется. различные изменения, происходящие с физическими телами.

Какие физические явления вы наблюдали? (Учащиеся приводят примеры.)

Все явления делятся на несколько видов: механические, тепловые, звуковые, электрические, магнитные, световые. Рассмотрим их на конкретных примерах и опытах. (Демонстрируются некоторые виды явлений.)

Механические явления	Оптические явления	Электрические явления	Тепловые явления
Движение автомобиля, полет парашютиста, морская зыбь, работа пресса	Мираж: в пустыне, мерцание звезд, затмение Солнца, образование тени, радуга, игра цветов тонкой пленки, солнечный зайчик	Молнии при грозе, иллюминация, “путешествие” телеграммы из города в город, горение эл. лампы	Утренний туман, таяние снега, замерзание воды, выпаривание соли, нагревание ладоней при трении

А сейчас подумаем вместе над таким вопросами:“Как изучают физику? Какими методами пользуются для этого?”

– Можно наблюдать за явлением, что мы и делали на уроке.

– Можно самим проводить опыты и эксперименты. При этом физики используют свое главное “оружие” – физические приборы. Назовем некоторые из них: часы, линейка, вольтметр,

– Можно применять математические знания

– Обязательно нужно делать обобщения

Закрепление материала

Задача 1. Разделите на три группы понятий следующие слова: стул, древесина, дождь, железо, звезда, воздух, кислород, ветер, молния, землетрясение, масло, компас.

Физические тела	Вещества	Явления
Стул Звезда Компас Воздух	Древесина Железо Кислород Масло	Дождь Ветер Молния Землетрясение

Задача 2. Вы случайно спрятали в карман шоколадку, и она там растаяла. Можно ли случившееся назвать явлением? (Да.)

Задача 3. Вам во сне явился добрый волшебник, подарил много мороженого, и Вы угостили им всех своих друзей. Жаль только, что это был сон. Можно ли считать появление доброго волшебника физическим явлением? (Нет.)

Задача 4. Коля ловил девчонок, окунал их в лужу и старательно измерял глубину погружения каждой девочки. Толя только стоял рядышком и смотрел, как девчонки барахтаются. Чем отличаются Колины действия от Толиных, и как такие действия называют физики? (И физики и другие ученые назовут действия хулиганством. Но с точки зрения бесстрастной науки Толя производил наблюдения, а Коля ставил опыты).

Запись домашнего задания § 1 ? 3. Ответить на вопросы.

Физика – это наука о неживой природе. Физические тела и физические явления.

Физика – это наука о неживой природе. Живую природу, то есть растения и животных, изучает биология.

А что именно в неживой природе изучает физика? Физика изучает явления, которые происходят в неживой природе. Давайте более точно сформулируем, что такое явление. Явление – это любое изменение. Вот несколько примеров явлений неживой природы:

• Падение камня под действием силы тяжести.
• Звук от удара упавшего камня.
• Радуга в небе.
• Вращение Луны вокруг Земли.

А где эти явления происходят? В природе. А что такое природа? Это то, что вокруг нас. Нас окружает Вселенная. Природа – это весь материальный мир Вселенной.

Физика изучает явления неживой Вселенной. Всё что составляет Вселенную мы называем материей.

Существует 2 вида материи:

1. Вещество – это всё, что можно ощутить органами чувств. Вещество бывает в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Например, если растопить твёрдый лёд, то он станет жидкостью – водой. Если нагреть воду, то она превратится в пар.
2. Второй вид материи – поля. Физическое поле было открыто в 19 веке. Пример поля – это магнитное поле.

Физические тела

Для изучения физики важно знать что такое физическое тело. Область пространства заполненная веществом – физическое тело. То есть физическое тело имеет свои границы. Из одного и того же вещества могут состоять разные тела. Вещество и тело – это разные понятия. Например, из вещества мела могут состоять множество физических тел – кусочков мела.

Физические явления

Есть явление в неживой природе, а есть физическое явление – это разные вещи. Рассмотрим пример явления природы – молнию. Во время молнии происходит много всего разного: видим вспышку, слышим гром, в молнии высокая температура, во время разряда молнии могут выйти из строя электрические приборы. Т.е. у такого явления природы как молния множество различных проявлений. Физики сложное явление природы разложили на составные части, и эти составные части называются физическими явлениями. Вспышка – световое явление. Гром – звуковое явление. Температура – тепловое явление. Выход электроники из строя – электрические и магнитные явления. Движение тучи по небу – это механическое явление.

Для каждой категории физических явлений существуют физические законы, которые изучают разные разделы физики.

• Световые явление изучает оптика.
• Звуковые явления изучает акустика.
• Тепловые явления изучает термодинамика.
• Электромагнитные явления изучает электродинамика.
• Механические явления изучает механика.

Когда физики проникли в глубь материи появились следующие разделы физики:

• Атомная физика
• Ядерная физика
• Физика элементарных частиц.

Физические явления очень разнообразны и задача физики разложив их по полочкам объяснить каждое из этих явлений.

Примеры физических явлений:

Примеры физических явлений

Физические явления	Примеры
Механические	Полёт ракеты, бег собаки, вращение планет вокруг Солнца
Звуковые	Пение птиц, гром, разговор, звон колокольчика
Тепловые	Горение пламени, замерзание воды, таяние льда
Электромагнитные	Притяжение магнитов, разряд молнии, элетризация волос
Световые	Затмения (солнечные и лунные), радуга, свечение лампочки

Следующий урок: Научные методы изучения природы.

Примеры световых явлений. Световые явления в живой природе

Значение света в нашей жизни сложно переоценить. От него зависит вся человеческая деятельность от начальных периодов до наших дней. Для световых потоков находящаяся в постоянном движении атмосфера Земли – это своеобразная оптическая система, в которой постоянно меняются параметры.

Примеры световых явлений в атмосфере

Слои газовой оболочки нашей планеты перемешиваются, меняя свою плотность, прозрачность, в них отражается часть света, освещая земную поверхность. В определенных случаях ход лучей искривляется, создавая самые удивительные и красочные явления в атмосфере. Некоторые из них встречаются очень часто, а другие недостаточно известны людям.

Нашему глазу доступны не все физические явления. Световые картины звездного шлейфа, например, можно обнаружить только при помощи камеры с большой выдержкой, которая запечатлевает, как звезды оставляют в небе уникальные следы при вращении земли вокруг оси. Поэтому часто применяются специальные оптические устройства.

Удивительными по красоте и доступными для наблюдения являются природные атмосферные явления, являющиеся взаимодействием игры света и газовой оболочки нашей планеты. Чаще всего они возникают из-за рассеивания лучей, их преломления и дифракции, когда они огибают границы непрозрачных тел. В статье рассмотрим уникальные примеры световых явлений, возникающих в атмосфере.

Радуга

В древности ее считали мостом, соединяющим землю и небо. Философ Декарт обосновал теорию возникновения радуги, основанную на преломлении световых лучей. Однако ни он, ни Ньютон, дополнивший знания, не смогли объяснить происхождение нескольких таких явлений, одновременно наблюдаемых в небе. И только в XIX веке астроном Эри смог дать объяснение этому феномену: завеса дождя им рассматривалась как структура, при которой возникала дифракция света. Его теория актуальна и до сегодняшнего дня. Радуга наблюдается при освещении солнечными лучами пелены дождя, находящейся на стороне неба, противоположной светилу. Часто взглядам восхищенного зрителя предстает не одна, а несколько радуг, но расположение цветов в них всегда одинаково.

Такие световые явления в живой природе наблюдаются не только при дымке дождя, но и на каплях воды фонтанов, а источником света служат луна, солнце и обыкновенный прожектор. Интересно, что ученые, задавшиеся целью воспроизвести явление в искусственных условиях, получали около девятнадцати изображений.

Обычную радугу видели, несомненно, все, а вот ночная считается редким природным явлением. В лунном свете она кажется белой, но как только капли дождя становятся крупнее, сразу превращается в цветную. Такой феномен еще часто наблюдается над падающими водопадами.

Огненная радуга

Ученые относят ее к редчайшему оптическому эффекту. Она появляется при особом расположении солнца над линией горизонта на фоне перистых облаков, состоящих из кристаллов льда, чьи грани находятся параллельно земле. Только при таких условиях свет проходит в вертикальную грань, преломляется и выходит в горизонтальную. И тогда нашим изумленным взорам предстают облачка, напоминающие разноцветный полыхающий огонь, небо словно покрывается радужной пленкой.

Световой столб

В древности часто принимали за мистические предзнаменования созданные солнцем световые явления. Физика же объясняет такие столбы игрой солнечных лучей с кристалликами льда, образованными в верхних слоях атмосферы. У природного явления всегда будет цвет источника света, а им может оказаться солнце, луна или любой фонарь. Но если они образованы природными светилами, то такие колонны оказываются намного длиннее.

Световой столб образуется в холодное время года. Кристаллы льда испаряются при минусовой температуре, у поверхности земли они представляют собой туман, способный хорошо отражать огни в виде колонн. Постоянно возникает это природное явление зимой в Ниагарском водопаде, причем кристаллы отражают свет только от прожекторов.

Биолюминесценция на Мальдивах

Световые явления в живой природе иногда разрушают наши представления о них. Остров Ваадху известен неподражаемым голубоватым свечением, которое испускают миллионы фитопланктонов, живущих в воде. Кажется, что звезды отражаются на поверхности воды. На самом деле биолюминесценция – это сложный химический процесс, происходящий в организме микробов. Свечение из воды двигается вместе с накатывающими волнами, производя неизгладимое впечатление на туристов. Однако с восходом солнца уникальное явление бледнеет и полностью исчезает.

Огни святого Эльма

Необычные примеры световых явлений в физике наблюдаются при грозе или шторме. Моряки рассказывали, что пугающие огни появлялись на мачтах и бесследно пропадали. Наукой такие явления давно изучены, они всегда возникают на одиночных и заостренных объектах, когда повышается вокруг них напряженность электрического поля. Свечение возникает и на вершинах гор или деревьев, на углах высоток. Оно представляет собой мерцание отдельных огоньков, а иногда его принимают за бушующее пламя. Однако сопровождающееся шипением явление светло-голубого цвета не горит и не обжигает, а длится не больше одной минуты.

Полярное сияние

Есть удивительные по красоте примеры световых явлений, которые всегда окружены мистическим ореолом. В древних эскимосских и индейских легендах рассказывается о душах умерших, улетевших на небо во дворец над Полярной звездой. Для тех, кто жив, он невидим, но можно наблюдать свет, падающий на облака, когда жители небес открывают свои окна. Известны загадочные истории, когда целое селение уходило в полярную ночь, бросая свои жилища, при появлении пульсирующего свечения.

Этому явлению тоже находится в легендах объяснение: когда окна открывают боги, то они зовут к себе живых людей, и они идут на зов к Полярной звезде, находя там последний приют. Это действительно таинственное явление, окутанное загадками. Известны исследования ученых, попытавшихся с помощью мощных передатчиков и радаров создать искусственное явление вкупе с созданием низкочастотных электрических полей, воздействующих на психику человека. Работы были засекречены, и о них даже сейчас мало что известно.

В виде ярких пятен, похожих на облака, и выразительных огромных лент представлены примеры световых явлений при полярном сиянии. Последние появляются при мощном свечении, как только интенсивность пропадает, они разбиваются на пятна. Полярное сияние представляет собой свечение верхних слоев атмосферы, обладающих магнитным полем, при взаимодействии с заряженными частицами потока из солнечной короны в окружающее пространство. Во время свечения, напоминающего огромную завесу, простирающуюся на тысячи километров, в атмосфере возникают электрические токи, пробуждающие магнитные бури.

Звуковые и световые явления сопровождают появление полярного сияния, ведь к ярким вспышкам присоединяются шумы и трески, которые влияют на радиопередатчики, вследствие чего связь прерывается или полностью прекращается.

В заключение

Физическая природа световых явлений становилась предметом исследования людей с древних времен. Оптические эффекты, возникающие в атмосферных слоях земли, рассмотрены и обоснованы с научной точки зрения. Примеры световых явлений в физике, приведенные в обзоре, да и не только они, неоднократно становились настоящим потрясением для человека, однако, даже самые сложные и причудливые картины сейчас находят свое объяснение. А многие явления были повторены в искусственных условиях. Игра света издавна привлекала и еще долгое время будет предметом восхищения других поколений, наблюдающих, как солнечный луч или лунное сияние придают нашей планете неповторимый вид.

Самые необычные явления природы. Огненная радуга и не только

Тройное солнце, огненная радуга, перламутровые облака и тучи в виде вымени — честное слово, бывает и не такое! Собрали самые необычные природные феномены, которые можно наблюдать в разных уголках мира.

Пока непонятно, когда границы снова полностью откроются после пандемии. Но виртуальные путешествия никто не отменял: смотрите на эти потрясающие фотографии и сохраняйте идеи, куда однажды отправитесь, чтобы сделать такие снимки лично.

1.

Двойная радуга

«Вторичные радуги вызваны двойным отражением солнечного света в каплях дождя», — скучно бубнит энциклопедия. Но мы-то знаем, что двойная радуга — это просто красота в квадрате. Любопытно, что во второй, менее яркой радуге, цвета идут в обратном порядке — от фазана к охотнику.

2. Круговая (кольцевая) радуга

NASA объясняет, что на самом деле каждая радуга — круглая, а с земли мы видим только ее часть. И если взглянуть на радугу с высокой горы или самолета, то при правильных условиях ее можно увидеть целиком, всю окружность. Шах и мат, лепреконы!

3. Лунная радуга

Когда луна находится невысоко и близка к полнолунию, напротив нее идет дождь, а небо темное и безоблачное, может возникнуть лунная радуга. Комбинация условий непростая, поэтому в отличие от солнечной радуги лунная встречается нечасто. Как правило, в дождливых местах или рядом с гигантскими водопадами — например, на Гавайях, Кавказе, в Йосемитском национальном парке в Калифорнии.

Смотрите также: 24 самых красивых водопада мира

4. Световые (или солнечные) столбы

Морозный зимний воздух состоит из миллионов ледяных кристалликов или крошечных пластинок. Изредка они выстраиваются в особом порядке и на закате или восходе отражают солнечный свет. В результате появляются вертикальные столбы света — будто мощный прожектор светит в небо (или с неба, как считают поклонники НЛО). По тому же принципу световые столбы могут возникнуть и ночью, при отражении света луны, уличных фонарей и автомобильных фар.

5. Полярное сияние

Полярное сияние — бесспорно, самое грандиозное зрелище, которое можно увидеть с поверхности Земли. Наблюдать его можно на широтах около 67–70°, а иногда и ближе к экватору. Шансы увидеть северное сияние выше всего ясной морозной ночью с сентября по март. И для этого даже не нужен загранпаспорт — в России масса мест, где бывают сияния и куда можно быстро и недорого добраться.

Еще по теме: 10 лучших мест, где можно увидеть северное сияние — в России и за границей

6.

Паргелий (ложное солнце, три солнца)

Паргелий — явление очень редкое и бывает только зимой в ясную погоду, когда солнце висит низко над горизонтом. Возникает оно из-за витающих в воздухе кристалликов льда, которые как миллионы крошечных призм, преломляют солнечные лучи. В результате в небе видны сразу три солнца: настоящее и по двойнику слева и справа.

Если солнечный паргелий случается редко, то лунный паргелий — явление попросту уникальное. Вот одна из немногих в мире фотографий этого оптического чуда:

7. Огненная радуга или окологоризонтальная дуга

Несмотря на название, огненная радуга не имеет отношения ни к огню, ни к радуге. Этот оптический феномен возникает из-за преломления света в крошечных льдинках, из которых состоят перистые облака. В результате облако целиком превращается в яркую радугу на фоне синего неба.

8. Перламутровые облака

Иногда в сумерках или перед восходом облака на высоте 15-25 км отражают свет Солнца, скрытого за горизонтом. Дальше в дело вступают все те же крошечные льдинки — они преломляют свет, и облака окрашиваются в разные цвета, хоть и более тусклые, чем при огненной радуге. Перламутровые облака — соседи северных сияний: чаще всего их можно увидеть в полярных широтах, например, в Исландии, Осло или шведской Кируне.

9. Лентикулярные или линзовидные облака

При высокой влажности между двумя мощными воздушными потоками могут возникать лентикулярные облака. Примечательны они не только линзовидной формой, но и способностью зависать на месте, несмотря на ветер. Из-за формы и неподвижности раньше их частенько принимали за НЛО. Увидеть лентикулярные облака можно в горах, даже невысоких. На Камчатке, к примеру, сопки частенько примеряют такие облачные короны.

10. Вымеобразные облака

Когда дождевое облако оказывается под слоем сухого воздуха, из него начинают «проступать» завихрения. Одним они напоминают сумки, другим пузырчатую упаковку для хрупких вещей. Но для большинства, судя по названию, они похожи на грудь или вымя. Увидеть, как небо превращается в гигантское вымя, можно весной в Австралии или в других тропических краях.

11. Волнисто-бугристые (дьявольские) облака

Самый редкий и малоизученный тип облаков имеет вид устрашающий, хоть и обманчивый. Дьявольские облака действительно выглядят зловеще, будто небеса вот-вот порвутся в клочья, и сверху хлынет огонь и сера. Но на самом деле из них не льется даже банальный дождь. Говорят, чаще всего такие облака возникают в Шотландии и Новой Зеландии. Пока никто из российской команды Скайсканера ни разу не видел их в шотландском небе — продолжаем наблюдения.

12. Замерзшие пузырьки метана

Растения на дне искусственного озера Эйбрахам в Канаде всю зиму вырабатывают метан. Пузырьки газа всплывают к замерзшей поверхности и буквально толпятся подо льдом, пока озеро промерзает все глубже. Да-да, мысль о поджоге озера напрашивается, и ученые из Университета Аляски это уже проделали. Горит. Прямо как у Чуковского: «А лисички взяли спички, к морю синему пошли, море синее зажгли».

13. Водяной смерч

Водяной смерч по природе своей похож на обычный, но протягивается от дождевых облаков к большим водоемам. Длятся такие смерчи обычно не дольше 20 минут, и вообще считаются слабыми и безобидными по сравнению с настоящими ураганами. Полюбоваться зрелищем можно практически на любом побережье: от Мексиканского залива и озера Мичиган до Адриатического и Черного морей.

14. Глория

Глория — радужный ореол вокруг вашего силуэта — возникает, когда вы находитесь между облаком и солнцем. На обычной улице это едва ли возможно, а вот в горах — запросто. В принципе, глория возникает в любом достаточно влажном горном регионе, но чаще всего свою тень на облаках можно увидеть с пика Брокен в горах Гарц в Германии, поэтому глорию часто так и называют — «Брокенский призрак».

Не пропустите и другие чудесные творения природы и человека:

20 удивительных улиц из разных уголков земли

Посетите Новые семь чудес света (виртуально!)

Как очутиться в дикой природе не выходя из дома

Физические явления в технологии современных материалов // Physical phenomena in technology of advanced materials

«Физические явления в технологии современных материалов»

Сафронова Т. В., июнь 2005 г.

1

Физические явления в технологии современных материалов

Сафронова Т.В.

Посвящается моим учителям с благодарностью

Наше представление о физике по большей части складывается на

уроках в школе. Два поезда, несущихся навстречу друг другу, яблоко,

падающее на голову, жидкость, карабкающаяся по капилляру. Со временем

формулы забываются, и остаются вокруг нас явления, которые изучаются

физикой. Но для нас это лишь обстоятельства, без которых мы не

представляем своей жизни: день и ночь, тепло и холод, ветер, звуки музыки.

Многие возможности и комфорт связаны с использованием физических

законов и явлений. Телевидение, средства связи, автомобили, поезда,

самолеты стали обычными. Мы привыкли к достижениям цивилизации. Вряд

ли лыжника интересует коэффициент трения, тогда как подходящая мазь для

лыж, как правило, бывает припасена. И едва ли, качаясь в лодке на воде, мы

думаем о том, что волна переносит энергию, а не вещество.

Наше отношение к физике неизбежно связано с личностью учителя,

человека, который первым представлял нам предмет. Мне повезло. Мой

первый учитель физики

*

был бесконечно влюблен в свой предмет, знал его и

мог интересно преподнести, был строг и требователен. А последнее

немаловажно в точных науках, изучение которых невозможно без

соблюдения дисциплины. Экзамен по физике в выпускном классе школы

означает для многих прощание с этим интересным предметом. Для тех же,

кто выбирает техническое, естественнонаучное образование, изучение

физики может продлиться еще несколько лет в институте в рамках таких

предметов как строение вещества, физика твердого тела, ядерная физика,

термодинамика, физическая химия, теоретическая механика, сопротивление

материалов и т.д.

Для некоторых специальностей физика – знание явлений и

закономерностей – становится основой успешного существования в

профессии. Моя специальность – неорганическое материаловедение. Это

500 — Erro Interno do Servidor

Por que estou vendo esta página?

O Erro 500 показывает значение сервера encontrou uma condição inesperada que o impediu de realizar uma solicitação. Нормально или без ошибок, если проблема с сервером, содержащим информацию, не может быть согласована с конкретным сервером, если требуется, чтобы он оставил ошибку.

Em muitos casos não se trata de um проблема real com o servidor, mas um problem com as informações que o servidor está sendo Instruído a acessar.É Possível que o erro seja causado por algum проблема no seu site, o que pode exigir uma revisão adicional da nossa equipe.

O erro também pode acontecer em função de algum problem no seu site, o que vai exigir uma revisão adicional da nossa equipe. Caso acredite que a situação seja essa, entre em contato com nosso support через билет (электронная почта), информирующий о ситуации.

Existe alguma coisa que eu Possa fazer?

Existem alguns motivos comuns para esse tipo de erro, включая проблемы с исполнением скрипта algum. Alguns são mais fáceis de detectar e corrigir do que outros.

Propriedade de Arquivos e Diretórios

O servidor espera que arquivos e diretórios sejam propriedade de um usuário cPanel específico. Caso voiceê tenha realizado alterações na propriedade de algum arquivo через SSH, o perfect é que reajuste o proprietário e o grupo de forma адекватная.

Permissões de diretórios e arquivos

На сервере, созданном с использованием архива HTML, образы и другие изображения имеют разрешение на конфигурацию 644 .Ele espera, também, que os diretórios tenham permissões Definidas como 755 , na maioria dos casos.

(В деталях, с указанием раздела Compreendendo permissões de sistema de arquivos)

Erros na sintaxe do arquivo .htaccess

Éposível que Você Tenha adicionado regras no arquivo.htaccess que estejam em conflito umas com as outras, ou que não sejam allowidas.

Caso voiceê precision verificar alguma regra específica, voiceê pode comentar a linha específica no. htaccess adicionando # no início da linha.

Важно: lembre-se de semper fazer um backup desse arquivo antes de fazer qualquer mudança.

Por exemplo, se o .htaccess tem esse в формате:

DirectoryIndex default.html
Приложение AddType / x-httpd-php php5

Tente algo como:

DirectoryIndex default.html
#AddType application / x-httpd-php5 php

Nota : разработайте формат конфигурации для всех серверов, которые используются без использования php_value em um arquivo.htaccess.

Limites de processos simultâneos

O erro também pode ser causado pelo número alto de processos no servidor ligados à sua conta. Cada conta de um servidor comparehado pode utilizar até 25 simultâneos, sejam esses processos ligados ao seu site or outros process de propriedade do mesmo usuário como, por exemplo, e-mail.

Com acesso SSH (shell), голосовой помощник для визуализации процессов в исполняемых файлах, которые не требуются. Para fazer isso, simplesmente digite o comando

искусственный пс

Ou digite no formato abaixo para visualizar a conta de um usuário específico (não esqueça de substituir «nome de usuário» pelo nome real):

пс искусственный | grep nome de usuário

Assim que tiver o ID do processo («pid»), digite o comando abaixo para matar o processo específico (não esqueça de substituir «pid» pelaidentificação real do processo):

убить pid

Caso a causa do Erro 500 seja o limit de processos, entre em contato com nossa equipe через билет (электронная почта).Ao enviar o ticket, certifique-se de Incluir os passos needários para que nossa equipe Possa Visualizar o erro em seu site.

Compreendendo o sistema de permissões de arquivos

Представительство Simbólica

O Primeiro caractere indica o tipo de arquivo e não está relacionado às permissões. Os 9 caracteres remanescentes formam três concuntos, cada um submitando a class da permissão em três caracteres. O Primeiro Concunto представляют собой класс usuário, o segundo concunto представляют собой класс do grupo e o Terceiro Concunto представляют собой классы outras.

Cada caractere submita um tipo de permissão: permissão de Leitura, Escrita e Execução:

• r se для разрешения leitura ( читать ), — se não для разрешения.
• w se для разрешения escrita ( укажите ), — se não для разрешения.
• x SE для разрешения execução ( выполнение ), — se não для разрешения.

Abaixo vemos alguns exemplos de notação simbólica:

• -rwxr-xr-x um arquivo regular no qual a classe de usuário Possui todas as permissões; в качестве классов grupo e outros Possuem apenas permissões de leitura e Execução.
• crw-rw-r— um arquivo com caractere especial no qual as classes usuário e grupo Possuem permissões de leitura e escrita, enquanto a class outros Possui apenas permissão de leitura.
• dr-x —— um diretório no qual a classe de usuário Possui permissões de leitura e Execução, enquanto os demais grupos não possible nenhuma permissão.

Представительство по номеру

Outro método for submitar permissões é o Octal (base-8), que conta com pelo menos três dígitos. Esta notação consiste em pelo menos tres digitos. Cada um dos dígitos, mais a direita, представляет собой различные компоненты разрешений: usuário , grupo , e outros .

Cada um destes dígitos mostra o resultado da soma de seus components em bits.

• O Bit de Leitura adiciona 4 ao seu total. (100 em binário),
• O Bit de escrita adiciona 2 ao seu total. (010 em binário) e
• O Bit de execução adiciona 1 ao seu total. (001 em binário).

Estes valores nunca produzem combinações ambíguas. Када сома представляет ум коньюнто específico de permissões.Mais tecnicamente, является представителем восьмеричного числа для группы битов: cada bit — это ссылка для получения разрешения на отдельную запись, e agrupar os 3 bit de uma vez em octal соответствует agrupar essas permissões por usuário , grupo e outros.

Confira, abaixo, alguns exemplos que mostram a formação das permissões:

Разрешение 0755

4 + 2 + 1 = 7

Лер, эскревер, исполнитель

4 + 1 = 5

Лер, Экзекутар

4 + 1 = 5

Лер, Экзекутар

Разрешение 0644

4 + 2 = 6

Лер, escrever

4

лер

4

лер

Como modificar seu arquivo. htaccess

O arquivo .htaccess contém diretivas (инструкций) que informarão ao servidor como ele deve se comportar emterminados cenários, e afeta diretamente or funcionamento de seu website.

Redirecionamentos e reescritas de URL são duas diretivas comuns encontradas no .htaccess e muitos scripts, como o WordPress, Drupal, Joomla e Magento, por exemplo, adicionam diretivas ao arquivo .htaccess для того, что возможно для правильного функционала.

Возможность точного редактирования записи .htaccess em algum momento. Essa seção irá mostrar como editar o arquivo em seu cPanel, mas não como ele deve ser alterado. (Возможна работа с поиском информации.)

Existem muitas maneiras de editar или arquivo .htaccess

• Editar or arquivo em seu computador e fazer upload para o server via FTP
• Используется или редактируется в программе FTP
• Используемый редактор Texto SSH
• Utilizar o Gerenciador de Arquivos no cPanel

Para a maioria das pessoas, a maneira mais fácil de editar um arquivo. htaccess é através do Gerenciador de Arquivos no cPanel.

Como editar o arquivo .htaccess através do Gerenciador de Arquivos no cPanel

Antes de qualquer coisa, sugerimos que faça um backup de seu site. Assim, caso alguma falha ocorra, voiceê poderá reverter para uma versão anterior do arquivo.

Abra o Gerenciador de Arquivos

1. Faça Войти без cPanel.
2. Na seção Arquivos , clique no ícone do Gerenciador de Arquivos
3. Na caixa que abre, selection Raiz do Documento e informe or domínio que deseja acessar no drop-down меню.
4. Assegure-se de que a opção Exibir arquivos ocultos (dotfiles) está marcada.
5. Нажмите Перейти . О Gerenciador de arquivos irá abrir em uma nova aba ou janela.
6. Получить доступ к архиву .htaccess в списке архивов. Você poderá Precisar usa rolagem para encontrá-lo.

Для редактирования или архива .

htaccess

1. Clique com o botão direito no arquivo.htaccess e clique em Code Edit no menu. Альтернативный вокал под кликар, без доступа к .htaccess и энтан кликар в Редактор кода без топо на странице
2. Uma nova caixa de diálogo irá abrir perguntando sobre codificação. Apenas clique em Править paracontinar. О редактор ира абрир эм ума нова Джанела.
3. Edite o arquivo conforme sua needidade.
4. Clique em Salvar alterações no canto superior direito quando estiver terminído.Как alterações serão salvas.
5. Teste seu site para assegurar-se de que as alterações foram bem-sucedidas e salvas. Caso não, corrija o erro ou reverta para a versão anterior até que seu site volte a funcionar.
6. Após a summaryão, clique em Fechar .

Como modificar as permissões de arquivos e diretórios

As permissões de um arquivo ou diretório dizem ao servidor como e de que maneira ele deve intergir com um arquivo ou diretório.

Essa seção irá mostrar como editar as permissões de arquivos através do cPanel, mas não como Você deve modificá-las. (Veja nossa seção Existe algo que eu Possa fazer? Para mais informações).

Existem muitas formas de Editar as Permissões dos Arquivos

• Использовать um programa FTP
• Используйте текстовый редактор SSH
• Используйте o Gerenciador de Arquivos no cPanel

Para a maioria das pessoas, maneira mais fácil de editar as permissões é através do Gerenciador de Arquivos no cPanel.

Como editar as permissões dos arquivos pelo Gerenciador de Arquivos do cPanel.

Antes de qualquer coisa, sugerimos que faça um backup de seu site. Assim, caso alguma falha ocorra, voiceê poderá reverter para uma versão anterior.

Abra o Gerenciador de Arquivos

1. Faça Войти без cPanel.
2. Na seção Arquivos , clique no ícone do Gerenciador de Arquivos
3. Na caixa que abre, marque Raiz do Documento e selection or domínio que deseja acessar no drop-down меню.
4. Assegure-se de que a opção Exibir arquivos ocultos (dotfiles) está marcada.
5. Нажмите Перейти . О Gerenciador de arquivos irá abrir em uma nova aba ou janela.
6. Procure pelos arquivos ou diretórios na lista de arquivos, voiceê poderá Precisar utilizar a rolagem para encontrá-los.

Para editar as Permissões

1. Нажмите кнопку, чтобы открыть окно или перейти по ссылке и нажмите кнопку Изменить права доступа Нет меню.
2. Uma caixa irá aparecer allowindo que voice selecione as permissões corretas или использовать um valor numérico para configurar as permissões corretas.
3. Edite as permissões dos arquivos conforme sua needidade.
4. Нажмите Изменить права доступа для других изменений.
5. Teste seu site para ter certeza de que as modificações foram salvas com sucesso. Caso não, corrija o erro ou reverta para uma versão anterior, até que volte a funcionar.
6. Após a summaryão, clique em Fechar .

естественных законов науки: определение и примеры — видео и стенограмма урока

Примеры

Когда упоминаются законы природы, одна из наиболее распространенных научных дисциплин, которая приходит на ум, — это физика. Законы физики включают такие понятия, как закон всемирного тяготения Ньютона. Этот закон описывает силу притяжения ( F ), которая существует между двумя массами ( M sub 1 и M sub 2).Вот закон всемирного тяготения, выраженный математическим уравнением:

Другим примером естественного закона в физике является закон Ома, который описывает взаимосвязь между напряжением ( В, ), током ( I ) и сопротивлением ( R ).

Законы природы также присутствуют в химии. Один из важнейших законов химии — закон сохранения вещества. Этот закон гласит, что материю нельзя ни создать, ни уничтожить. Этот закон закладывает основу для понимания химических реакций, поскольку вещество в реакциях просто рекомбинируется, образуя различные комбинации. Закон сохранения вещества предсказывает, что до и после химической реакции присутствует одинаковое общее количество атомов.

В биологии тоже есть законы, описывающие природные явления. Прекрасным примером является закон сегрегации Менделя.Этот закон описывает, как физические черты передаются от одного поколения к другому.

Законы против теорий

Разницу между законами и теориями часто понимают неправильно. Ключевое заблуждение состоит в том, что теории после тщательной проверки могут стать законами. Эта идея ложна, потому что она ошибочно предполагает, что эти продукты научного метода связаны друг с другом.

Сфера действия закона ограничена описанием. Законы описывают взаимосвязь между явлениями. Они объясняют, как что-то работает, но не пытаются объяснить, почему вообще существуют отношения.

Теория — это объяснение взаимосвязи между различными явлениями, а также основных причин природных явлений. Объяснение теории выходит далеко за рамки простого описания. Другими словами, теории говорят нам, почему что-то происходит, а не только как это происходит.

Чтобы лучше проиллюстрировать эту мысль, рассмотрим наше понимание гравитации.Основное притяжение между двумя массами описывается законом всемирного тяготения Ньютона, как было показано ранее. Этот закон, однако, не объясняет, почему массы вообще тянутся друг к другу. Общая теория относительности Эйнштейна объясняет гравитацию как результат того, что массы деформируют ткань пространства и времени.

Резюме урока

Законы природы — это краткие описания природных явлений. Законы природы, как и теории, являются продуктом научного метода. научный метод — это систематическое изучение мира природы посредством экспериментов и наблюдений. В то время как теории описывают причины природных явлений, естественные законы описывают только отношения между природными явлениями. Законы природы можно найти в виде простых утверждений, а также математических соотношений во всех естественных науках.

Примеры естественного закона: сводка

Закон всемирного тяготения Ньютона : Закон всемирного тяготения Ньютона описывает силу притяжения между двумя массами.

Закон Ома : Закон Ома описывает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.

Закон сохранения материи : Закон сохранения материи описывает, как количество атомов остается неизменным до и после химической реакции.

Закон сегрегации Менделя : Закон сегрегации Менделя описывает, как черты характера передаются из поколения в поколение.

Результаты обучения

После просмотра этого урока вы должны уметь:

• Определять и описывать законы природы
• Список примеров естественных законов
• Противопоставьте естественный закон теории

6 Стандартов научного содержания | Национальные стандарты естественнонаучного образования

Duschl, R.А., Р.Дж. Гамильтон, ред. 1992. Философия науки, когнитивной психологии и педагогической теории и практики. Олбани, штат Нью-Йорк: Государственный университет Нью-Йорка.

Глейзер, Р. 1984. Образование и мышление: роль знания. Американский психолог, 39 (2): 93-104.

Гросслайт, Л., К. Унгер, Э. Джей, К.Л. Смит. 1991. Понимание моделей и их использование в науке: концепции учащихся средних и старших классов и экспертов. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 799-822.

Hewson, P.W., and N.R. Торли. 1989. Условия концептуального изменения на уроках. Международный журнал естественно-научного образования, 11 (5): 541-553.

Ходсон, Д. 1992. Оценка практической работы: некоторые соображения по философии науки. Наука и образование, 1 (2): 115-134.

Ходсон Д. 1985. Философия науки, естествознания и естественнонаучного образования. Исследования в области естественнонаучного образования, 12: 25-57.

Кайл, В. С. Младший, 1980.Различие между исследованием и научным исследованием и почему старшеклассники должны осознавать это различие. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 17 (2): 123-130.

Лонгино, Е. 1990. Наука как социальное знание: ценности и объективность в научных исследованиях. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.

Mayer, W.V., ed. 1978. Справочник учителя биологии BSCS, третье издание. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья.

Metz, K.E. 1991 г.Развитие объяснения: Постепенные и фундаментальные изменения в детских знаниях физики. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 785-797.

NRC (Национальный исследовательский совет). 1988. Повышение показателей качества естественнонаучного и математического образования в классах K-12. Р.Дж. Murnane, S.A. Raizen, ред. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

NSRC (Национальный центр научных ресурсов). 1996. Ресурсы для преподавания естественных наук в начальной школе.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

Олссон, С. 1992. Познавательные навыки формулировки теории: забытый аспект естественнонаучного образования. Наука и образование, 1 (2): 181-192.

Рот, К.Дж. 1989. Научное образование: недостаточно «делать» или «относиться». Американский педагог, 13 (4): 16-22; 46-48.

Резерфорд, Ф.Дж. 1964. Роль исследования в преподавании естественных наук. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 2: 80-84.

Шаубле, Л. , Л. Клопфер, К. Рагхаван. 1991. Переход студентов от инженерной модели к научной модели экспериментирования. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 859-882.

Schwab, J.J. 1958. Преподавание науки как исследования. Бюллетень ученых-атомщиков, 14: 374-379.

Schwab, J.J. 1964. Преподавание науки как исследования. В «Преподавании науки» Дж. Дж. Шваб и П.Ф. Брандвейн, ред .: 3-103. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Welch, W.W., L.E. Клопфер, Г.С.Айкенхед, Дж. Робинсон. 1981. Роль исследования в естественно-научном образовании: анализ и рекомендации. Научное образование, 65 (1): 33-50.

Физические науки, науки о жизни, а также науки о Земле и космосе

AAAS (Американская ассоциация развития науки). 1993. Ориентиры для научной грамотности. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

AAAS (Американская ассоциация развития науки). 1989. Наука для всех американцев: отчет проекта 2061 по целям грамотности в науке, математике и технологиях. Вашингтон, округ Колумбия: AAAS.

1.3 Язык физики: физические величины и единицы

Точность, прецизионность и значащие числа

Наука основана на экспериментах, требующих точных измерений. Достоверность измерения можно описать с точки зрения его точности и точности (см. Рисунок 1.19 и рисунок 1.20). Точность — это насколько измерение близко к правильному значению для этого измерения.Например, предположим, что вы измеряете длину стандартного листа бумаги для принтера. На упаковке, в которой вы приобрели бумагу, указано, что она имеет длину 11 дюймов, и предположим, что указанное значение верное. Вы трижды измеряете длину бумаги и получаете следующие размеры: 11,1 дюйма, 11,2 дюйма и 10,9 дюйма. Эти измерения довольно точны, потому что они очень близки к правильному значению 11,0 дюймов. Напротив, если бы вы получили размер в 12 дюймов, ваше измерение не было бы очень точным. Вот почему измерительные приборы калибруются на основе известного измерения. Если прибор постоянно возвращает правильное значение известного измерения, его можно безопасно использовать для поиска неизвестных значений.

Рис. 1.19. Механические весы с двумя чашами используются для сравнения различных масс. Обычно объект неизвестной массы помещается в одну чашу, а объекты известной массы — в другую. Когда стержень, соединяющий две посуды, расположен горизонтально, массы в обеих посуде равны.Известные массы обычно представляют собой металлические цилиндры стандартной массы, например 1 грамм, 10 грамм и 100 грамм. (Серж Мелки)

Рис. 1.20. В то время как механические весы могут считывать массу объекта только с точностью до десятых долей грамма, некоторые цифровые весы могут измерять массу объекта с точностью до ближайшей тысячной доли грамма. Как и в других измерительных приборах, точность шкалы ограничивается последними измеренными цифрами. Это сотые доли шкалы, изображенной здесь. (Splarka, Wikimedia Commons)

Точность указывает, насколько хорошо повторные измерения чего-либо дают одинаковые или похожие результаты.Следовательно, точность измерений означает, насколько близки друг к другу измерения, когда вы измеряете одно и то же несколько раз. Одним из способов анализа точности измерений было бы определение диапазона или разницы между самым низким и самым высоким измеренными значениями. В случае размеров бумаги для принтера наименьшее значение составляло 10,9 дюйма, а максимальное значение — 11,2 дюйма. Таким образом, измеренные значения отклонялись друг от друга не более чем на 0,3 дюйма. Эти измерения были достаточно точными, потому что они варьировались всего на долю дюйма.Однако, если бы измеренные значения были 10,9 дюймов, 11,1 дюймов и 11,9 дюймов, тогда измерения не были бы очень точными, потому что есть много отклонений от одного измерения к другому.

Измерения в бумажном примере точны и точны, но в некоторых случаях измерения точны, но неточны, или они точны, но неточны. Давайте рассмотрим систему GPS, которая пытается определить местоположение ресторана в городе. Думайте о расположении ресторана как о самом центре мишени в яблочко.Затем представьте каждую попытку GPS определить местонахождение ресторана как черную точку в яблочко.

На рис. 1.21 вы можете видеть, что измерения GPS разнесены далеко друг от друга, но все они относительно близки к фактическому местоположению ресторана в центре цели. Это указывает на низкую точность измерительной системы с высокой точностью. Однако на Рисунке 1.22 измерения GPS сосредоточены довольно близко друг к другу, но они находятся далеко от целевого местоположения.Это указывает на высокую точность измерительной системы с низкой точностью. Наконец, на рис. 1.23 GPS является точным и точным, что позволяет определить местонахождение ресторана.

Рис. 1.21. Система GPS пытается определить местонахождение ресторана в центре мишени. Черные точки представляют каждую попытку определить местоположение ресторана. Точки расположены довольно далеко друг от друга, что указывает на низкую точность, но каждая из них находится довольно близко к фактическому местоположению ресторана, что указывает на высокую точность.(Темное зло)

Рис. 1.22 На этом рисунке точки сосредоточены близко друг к другу, что указывает на высокую точность, но они довольно далеко от фактического местоположения ресторана, что указывает на низкую точность. (Темное зло)

Рис. 1.23 На этом рисунке точки сосредоточены близко друг к другу, что указывает на высокую точность, и они находятся недалеко от фактического местоположения ресторана, что указывает на высокую точность. (Темное зло)

Неопределенность

Точность и прецизионность измерительной системы определяют неопределенность ее измерений.Неопределенность — это способ описать, насколько ваше измеренное значение отклоняется от фактического значения, которое имеет объект. Если ваши измерения не очень точны или точны, то неопределенность ваших значений будет очень высокой. В более общем плане неопределенность можно рассматривать как отказ от ответственности за ваши измеренные значения. Например, если кто-то попросил вас указать пробег вашего автомобиля, вы можете сказать, что это 45 000 миль, плюс-минус 500 миль. Сумма плюс или минус — это неопределенность в вашей стоимости.То есть вы указываете, что фактический пробег вашего автомобиля может составлять от 44 500 миль до 45 500 миль или где-то между ними. Все измерения содержат некоторую неопределенность. В нашем примере измерения длины бумаги мы могли бы сказать, что длина бумаги составляет 11 дюймов плюс-минус 0,2 дюйма или 11,0 ± 0,2 дюйма. Неопределенность измерения, A , часто обозначается как δA («дельта A »),

.

Факторы, способствующие неопределенности измерения, включают следующее:

1. Ограничения измерительного прибора
2. Навыки человека, производящего измерение
3. Неровности в измеряемом объекте
4. Любые другие факторы, влияющие на результат (в значительной степени зависящие от ситуации)

В примере с бумагой для принтера неточность может быть вызвана: тем фактом, что наименьшее деление на линейке равно 0. 1 дюйм, человек, использующий линейку, имеет плохое зрение или неуверенность, вызванную бумагорезательной машиной (например, одна сторона бумаги немного длиннее другой). Хорошей практикой является тщательное рассмотрение всех возможных источников неопределенности в измерение и уменьшение или устранение их,

Процент неопределенности

Один из методов выражения неопределенности — это процент от измеренного значения. Если результат измерения A выражается с погрешностью δ A , погрешность в процентах составляет

. 1.2% неопределенности = δAA × 100%.% Неопределенности = δAA × 100%.

Рабочий пример

Расчет процента неопределенности: мешок яблок

В продуктовом магазине продаются 5-фунтовые пакеты с яблоками. Вы покупаете четыре пакета в течение месяца и каждый раз взвешиваете яблоки. Вы получите следующие размеры:

• Неделя 1 Вес: 4,8 фунта 4,8 фунта
• Вес 2 недели: 5,3 фунта 5,3 фунта
• Вес 3 недели: 4,9 фунта 4,9 фунта
• 4 неделя вес: 5. 4 фунта 5,4 фунта

Вы определили, что вес 5-фунтового мешка имеет погрешность ± 0,4 фунта. Какова погрешность в процентах от веса мешка?

Стратегия

Во-первых, обратите внимание, что ожидаемое значение веса мешка, AA, составляет 5 фунтов. Неопределенность этого значения, δAδA, составляет 0,4 фунта. Мы можем использовать следующее уравнение для определения процентной неопределенности веса

% Неопределенности = δAA × 100%.% Неопределенности = δAA × 100%.

Решение

Подставьте известные значения в уравнение

% Неопределенности = 0.4 фунта5 фунтов × 100% = 8%.% Погрешности = 0,4 фунта5 фунтов × 100% = 8%.

Обсуждение

Можно сделать вывод, что вес мешка с яблоками составляет 5 фунтов ± 8 процентов. Подумайте, как изменился бы этот процент неопределенности, если бы мешок с яблоками был вдвое меньше, но неопределенность в весе осталась бы прежней. Совет для будущих расчетов: при вычислении процентной погрешности всегда помните, что вы должны умножить дробь на 100 процентов. Если вы этого не сделаете, у вас будет десятичная величина, а не процентное значение.

Неопределенность в расчетах

Есть неопределенность во всех расчетах на основе измеренных величин. Например, площадь пола, рассчитанная на основе измерений его длины и ширины, имеет неопределенность, потому что и длина, и ширина имеют неопределенности. Насколько велика неопределенность в том, что вы вычисляете умножением или делением? Если измерения в расчете имеют небольшую погрешность (несколько процентов или меньше), то можно использовать метод сложения процентов.В этом методе говорится, что процент неопределенности в величине, вычисленной путем умножения или деления, представляет собой сумму процентных погрешностей в элементах, использованных для выполнения расчета. Например, если пол имеет длину 4,00 м и ширину 3,00 м с погрешностями 2 процента и 1 процент соответственно, то площадь пола составляет 12,0 м ² и имеет погрешность 3 процента ( выраженная как площадь, это 0,36 м ( ² ), которую мы округляем до 0,4 м ( ² , поскольку площадь пола дается с точностью до одной десятой квадратного метра).

Для быстрой демонстрации точности и неопределенности измерений в зависимости от единиц измерения попробуйте это моделирование. У вас будет возможность измерить длину и вес стола в миллиметрах по сравнению с сантиметрами. Как вы думаете, что обеспечит большую точность, точность и неопределенность при измерении стола и блокнота в моделировании? Подумайте, как природа гипотезы или исследовательского вопроса может повлиять на точность измерительного инструмента, необходимого для сбора данных.

Прецизионность измерительных инструментов и значимых фигур

Важным фактором точности и прецизионности измерений является точность измерительного инструмента. В общем, точный измерительный инструмент — это инструмент, который может измерять значения с очень маленькими приращениями. Например, рассмотрите возможность измерения толщины монеты. Стандартная линейка может измерять толщину с точностью до миллиметра, а микрометр может измерять толщину с точностью до 0,005 миллиметра. Микрометр — более точный измерительный инструмент, поскольку он может измерять очень небольшие различия в толщине.Чем точнее измерительный инструмент, тем точнее и точнее могут быть измерения.

Когда мы выражаем измеренные значения, мы можем перечислить только столько цифр, сколько мы первоначально измерили с помощью нашего измерительного инструмента (например, линейки, показанные на рисунке 1.24). Например, если вы используете стандартную линейку для измерения длины палки, вы можете измерить ее дециметровой линейкой как 3,6 см. Вы не можете выразить это значение как 3,65 см, потому что ваш измерительный инструмент не был достаточно точным, чтобы измерить сотую долю сантиметра.Следует отметить, что последняя цифра в измеренном значении была определена каким-то образом лицом, выполняющим измерение. Например, человек, измеряющий длину палки линейкой, замечает, что длина палки находится где-то между 36 и 37 мм. Он или она должны оценить значение последней цифры. Правило состоит в том, что последняя цифра, записанная в измерении, является первой цифрой с некоторой погрешностью. Например, последнее измеренное значение 36,5 мм состоит из трех цифр или трех значащих цифр.Количество значащих цифр в измерении указывает на точность измерительного инструмента. Чем точнее инструмент измерения, тем большее количество значащих цифр он может сообщить.

Рисунок 1.24 Показаны три метрические линейки. Первая линейка измеряется в дециметрах и может измерять до трех дециметров. Вторая линейка имеет длину в сантиметрах и может измерять три целых шесть десятых сантиметра. Последняя линейка в миллиметрах и может измерять тридцать шесть целых пять десятых миллиметра.

Нули

Особое внимание уделяется нулям при подсчете значащих цифр.Например, нули в 0,053 не имеют значения, потому что они всего лишь заполнители, устанавливающие десятичную точку. В 0,053 есть две значащие цифры — 5 и 3. Однако, если ноль встречается между другими значащими цифрами, нули имеют значение. Например, оба нуля в 10.053 значимы, поскольку эти нули были фактически измерены. Таким образом, заполнитель 10.053 содержит пять значащих цифр. Нули в 1300 могут иметь значение, а могут и не иметь значения, в зависимости от стиля написания чисел.Они могут означать, что число известно до последнего нуля, или нули могут быть заполнителями. Итак, 1300 может иметь две, три или четыре значащих цифры. Чтобы избежать этой двусмысленности, запишите 1300 в экспоненциальном формате как 1,3 × 10 ³ . Только значащие цифры приведены в множителе x для числа в экспоненциальном представлении (в форме x × 10yx × 10y). Таким образом, мы знаем, что 1 и 3 — единственные значащие цифры в этом числе. Таким образом, нули имеют значение, кроме случаев, когда они служат только в качестве заполнителей.В таблице 1.4 приведены примеры количества значащих цифр в различных числах.

657, 4, and there are no zeros and all non-zero numbers are always significant. The second data row contains 0.4578, 4, and the first zero is only a placeholder for the decimal point. The third data row contains 0.000458, 3, and the first four zeros are placeholders needed to report the data to the ten-thousandths place. The fourth data row contains 2000.56, 6, and the three zeros are significant here because they occur between other significant figures. The fifth data row contains 45600, 3, and with no underlines or scientific notation, we assume that the last two zeros are placeholders and are not significant. The sixth data row contains 15895000 (with the third-to-last and second-to-last zeros underlined, 7, and the two underlined zeros are significant, while the last zero is not, as it is not underlined. The seventh data row contains 5.456 times ten to the thirteenth, 4, and in scientific notation, all numbers reported in front of the multiplication sign are significant. The final data row contains 6. 520 times 10 to the negative twenty-third, 4, and in scientific notation, all numbers reported in front of the multiplication sign are significant, including zeros.»>

Таблица 1.4

Номер	значащие цифры	Обоснование
1,657	4	Нет нулей, и все ненулевые числа всегда значимы.
0,4578	4	Первый ноль — это только место для десятичной запятой.
0,000458	3	Первые четыре нуля — это заполнители, необходимые для представления данных с точностью до десятитысячных.
2000,56	6	Три нуля здесь значимы, потому что они встречаются между другими значащими цифрами.
45 600	3	Без подчеркивания или научного обозначения мы предполагаем, что последние два нуля являются заполнителями и не имеют значения.
15895 00 0	7	Два подчеркнутых нуля значимы, а последний ноль — нет, так как он не подчеркнут.
5,457 × 10 13	4	В экспоненциальном представлении все числа перед знаком умножения являются значащими
6.520 × × 10 –23	4	В экспоненциальном представлении все числа перед знаком умножения значимы, включая нули.

Значимые цифры в расчетах

При объединении измерений с разной степенью точности и точности количество значащих цифр в окончательном ответе не может быть больше количества значащих цифр в наименее точном измеренном значении. Существует два разных правила: одно для умножения и деления, а другое — для сложения и вычитания, как обсуждается ниже.

1. Для умножения и деления: Ответ должен иметь такое же количество значащих цифр, что и начальное значение с наименьшим количеством значащих цифр. Например, площадь круга можно рассчитать по его радиусу, используя A = πr2A = πr2. Посмотрим, сколько значащих цифр будет у площади, если в радиусе всего две значащие цифры, например, r = 2,0 м. Тогда, используя калькулятор, который хранит восемь значащих цифр, вы получите

   A = πr2 = (3,1415927 …) × (2,0 м) 2 = 4,5238934 м2. A = πr2 = (3,1415927 …) × (2,0 м) 2 = 4,5238934 м2.

   Но поскольку радиус состоит только из двух значащих цифр, вычисленная площадь имеет значение только до двух значащих цифр или

   , даже если значение ππ имеет значение не менее восьми цифр.

2. Для сложения и вычитания : ответ должен иметь такие же числовые разряды (например, разряды десятков, разряды единиц, разряды десятков и т. Д.), Что и наименее точное начальное значение. Предположим, вы купили в продуктовом магазине 7,56 кг картофеля, измеренного по шкале с точностью 0,01 кг. Затем вы кладете в лабораторию 6,052 кг картофеля, измеренного по шкале с точностью до 0,001 кг. Наконец, вы идете домой и добавляете 13,7 кг картофеля, измеренное на весах с точностью до 0.1 кг. Сколько у вас сейчас килограммов картошки и сколько значащих цифр уместно в ответе? Масса находится простым сложением и вычитанием:

   7,56 кг − 6,052 кг + 13,7 кг_ 15,208 кг 7,56 кг − 6,052 кг + 13,7 кг_ 15,208 кг

   Наименьшее измерение — 13,7 кг. Это измерение выражается с точностью до 0,1 десятичного знака, поэтому наш окончательный ответ также должен быть выражен с точностью до 0,1. Таким образом, ответ следует округлить до десятых, получая 15,2 кг. То же самое и с недесятичными числами.Например,

   6527,23 + 2 = 6528,23 = 6528,6527,23 + 2 = 6528,23 = 6528.

   Мы не можем указать десятичные разряды в ответе, потому что 2 не имеет значимых десятичных знаков. Следовательно, мы можем отчитаться только до одного места.

   Рекомендуется оставлять лишние значащие цифры при вычислении и округлять до правильного числа значащих цифр только в окончательных ответах. Причина в том, что небольшие ошибки из-за округления при вычислении иногда могут привести к значительным ошибкам в окончательном ответе.В качестве примера попробуйте вычислить 5,098– (5.000) × (1010) 5,098– (5.000) × (1010), чтобы получить окончательный ответ только на две значащие цифры. Учет всего значимого во время расчета дает 48. Округление до двух значащих цифр в середине расчета изменяет его до 5 100 — (5.000) × (1000) = 100, 5 100 — (5.000) × (1000) = 100, что является способом выключенный. Точно так же вы избежите округления в середине вычислений при подсчете и ведении бухгалтерского учета, когда нужно аккуратно сложить и вычесть много маленьких чисел, чтобы получить, возможно, гораздо большие окончательные числа.

Значимые цифры в этом тексте

В этом учебнике предполагается, что большинство чисел состоит из трех значащих цифр. Кроме того, во всех проработанных примерах используется постоянное количество значащих цифр. Вы заметите, что ответ, данный для трех цифр, основан на вводе как минимум трех цифр. Если на входе меньше значащих цифр, ответ также будет иметь меньше значащих цифр. Также уделяется внимание тому, чтобы количество значащих цифр соответствовало создаваемой ситуации.В некоторых темах, таких как оптика, будет использоваться более трех значащих цифр. Наконец, если число является точным, например, 2 в формуле, c = 2πrc = 2πr, это не влияет на количество значащих цифр в вычислении.

Рабочий пример

Приблизительные огромные числа: триллион долларов

Дефицит федерального бюджета США в 2008 финансовом году был немногим больше 10 триллионов долларов. Большинство из нас не имеют представления о том, сколько на самом деле стоит даже один триллион.Предположим, вам дали триллион долларов банкнотами по 100 долларов. Если вы составили стопки по 100 купюр, как показано на рис. 1.25, и использовали их для равномерного покрытия футбольного поля (между концевыми зонами), сделайте приблизительное представление о том, насколько высокой станет стопка денег. (Здесь мы будем использовать футы / дюймы, а не метры, потому что футбольные поля измеряются в ярдах.) Один из ваших друзей говорит, что 3 дюйма, а другой говорит, что 10 футов. Как вы думаете?

Рис. 1.25. Банковская пачка содержит сто банкнот по 100 долларов и стоит 10 000 долларов.Сколько банковских стеков составляет триллион долларов? (Эндрю Мэджилл)

Стратегия

Когда вы представляете себе ситуацию, вы, вероятно, представляете себе тысячи маленьких стопок по 100 завернутых банкнот по 100 долларов, которые вы могли бы увидеть в фильмах или в банке. Поскольку это величина, которую легко оценить, давайте начнем с нее. Мы можем найти объем стопки из 100 купюр, узнать, сколько стопок составляют один триллион долларов, а затем установить этот объем равным площади футбольного поля, умноженной на неизвестную высоту.

Решение

1. Рассчитайте объем стопки из 100 купюр. Размеры одной банкноты составляют примерно 3 на 6 дюймов. Пачка из 100 таких банкнот имеет толщину примерно 0,5 дюйма. Таким образом, общий объем стопки из 100 купюр равен объем стопки = длина × ширина × высота, объем стопки = 6 дюймов × 3 дюйма × 0,5 дюйма, объем стопки = 9 дюймов. 3. объем стопки = длина × ширина × высота, объем стопки = 6 дюйма × 3 дюйма × 0,5 дюйма, объем стопки = 9 дюймов 3.

2. Подсчитайте количество стопок.Обратите внимание, что триллион долларов равен 1 × 1012 $ 1 × 1012, а стопка из ста 100-долларовых банкнот равна 10000, 10000 долларов или 1 × 104 доллара 1 × 104. Количество стопок у вас будет

   . 1,3 $ 1 × 1012 (триллион долларов) / 1 × 104 доллара на стек = 1 × 108 стеков. 1 доллар × 1012 (триллион долларов) / 1 × 104 доллара на стек = 1 × 108 стеков.

3. Вычислите площадь футбольного поля в квадратных дюймах. Площадь футбольного поля составляет 100 ярдов × 50 ярдов 100 ярдов × 50 ярдов, что дает 5 000 ярдов 25 000 ярдов2.Поскольку мы работаем в дюймах, нам нужно преобразовать квадратные ярды в квадратные дюймы

   . Площадь = 5000 ярдов2 × 3 фут1 ярд × 3 фут1 ярд × 12 дюймов 1 фут × 12 дюймов 1 фут = 6 480 000 дюймов 2, Площадь ≈6 × 106 дюймов 2 Площадь = 5000 ярдов2 × 3 фут1 ярд × 3 фут1 ярд × 12 дюймов 0,1 фут × 12 дюймов 1 фут = 6 480000 дюймов 2, Площадь ≈6 × 106 дюймов 2.

   Это преобразование дает нам 6 × 106 дюймов 26 × 106 дюймов 2 для площади поля. (Обратите внимание, что в этих расчетах мы используем только одну значащую цифру.)

4. Рассчитайте общий объем купюр.Объем всех стопок по 100 долларов составляет 9 дюймов 3 / стопку × 108 стопок = 9 × 108 дюймов 39 дюймов / стопку × 108 стопок = 9 × 108 дюймов 3
5. Рассчитайте высоту. Чтобы определить высоту купюр, используйте следующее уравнение объем купюр = площадь поля × высота денег Высота денег = объем купюр Площадь поля Высота денег = 9 × 108 дюймов 36 × 106 дюймов 2 = 1,33 × 102 дюймов Высота денег = 1 × 102 дюйма = 100 дюймы объем купюр = площадь поля × высота денег Высота денег = объем купюр площадь поля Высота денег = 9 × 108 дюймов36 × 106 дюймов 2 = 1,33 × 102 дюйма Высота монеты = 1 × 102 дюйма = 100 дюймов

   Высота денег будет около 100 дюймов. Преобразование этого значения в футы дает

   . 100 дюймов × 1 фут 12 дюймов = 8,33 футов ≈ 8 футов 100 дюймов × 1 фут 12 дюймов = 8,33 футов ≈ 8 футов

Обсуждение

Окончательное приблизительное значение намного выше, чем ранняя оценка в 3 дюйма, но другая ранняя оценка в 10 футов (120 дюймов) была примерно правильной. Как это приближение соответствует вашему первому предположению? Что это упражнение может сказать вам с точки зрения приблизительных оценок, и тщательно рассчитанных приближений?

В приведенном выше примере окончательное приблизительное значение намного выше, чем ранняя оценка первого друга в 3 дюйма.Однако ранняя оценка другого друга в 10 футов (120 дюймов) была примерно верной. Как это приближение соответствует вашему первому предположению? Что это упражнение может предложить о значении приблизительных оценок и по сравнению с тщательно рассчитанными приближениями?

Физика американских горок — Урок

. (3 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 7 (6-8)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Физические науки, физика

Ожидаемые характеристики NGSS:

---

Поделиться:

Резюме

Студенты изучают физику, используемую инженерами при проектировании современных американских горок, включая потенциальную и кинетическую энергию, трение и гравитацию. Во-первых, они узнают, что все настоящие американские горки полностью управляются силой тяжести и что преобразование потенциальной и кинетической энергии необходимо для всех американских горок. Во-вторых, они рассматривают роль трения в замедлении автомобилей на американских горках. Наконец, они исследуют ускорение американских горок при движении по трассе. Во время сопутствующей деятельности учащиеся проектируют, строят и анализируют модели американских горок, которые они делают из пенопласта и мрамора (в качестве автомобилей). Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Студенты изучают самые основные физические принципы американских горок, которые имеют решающее значение для начального процесса проектирования для инженеров, создающих американские горки. Они узнают о возможностях и ограничениях американских горок в контексте энергосбережения, потерь на трение и других физических принципов. После урока учащиеся должны быть в состоянии проанализировать движение любых существующих горок с гравитационным приводом и спроектировать основы своих собственных моделей американских горок.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

• Объясните, почему инженерам важно знать, как устроены американские горки.
• Объясните с помощью физики, как устроены американские горки.
• Обсудите влияние силы тяжести и трения в контексте их дизайна американских горок.
• Используйте принцип сохранения энергии, чтобы объяснить расположение американских горок.
• Укажите точки на трассе американских горок, в которых автомобиль имеет максимальную кинетическую энергию и максимальную потенциальную энергию.
• Определите точки на трассе американских горок, где автомобиль испытывает силу больше или меньше 1 g.
• Укажите точки на трассе американских горок, где автомобиль ускоряется и замедляется.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
МС-ПС3-5. Сконструируйте, используйте и представьте аргументы в поддержку утверждения о том, что при изменении кинетической энергии объекта энергия передается к объекту или от него. (6-8 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Пересекающиеся концепции
Научное знание основано на логических и концептуальных связях между свидетельствами и объяснениями. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Когда энергия движения объекта изменяется, неизбежно одновременно происходит какое-то другое изменение энергии. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Энергия может принимать разные формы (например, энергия полей, тепловая энергия, энергия движения). Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

ГОСТ

Северная Каролина — наука

• Понять характеристики передачи энергии и взаимодействия материи и энергии. (Оценка 6) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Понимать формы энергии, передачи, преобразования и сохранения энергии в механических системах. (Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Объясните, как кинетическая и потенциальная энергия влияют на механическую энергию объекта. (Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Объясните, как можно преобразовать энергию из одной формы в другую (в частности, потенциальную энергию и кинетическую энергию), используя модель или диаграмму движущегося объекта (например, американские горки, маятник или автомобили на пандусах). (Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше подобной программы

Предварительные знания

Понимание сил, особенно силы тяжести и трения, а также некоторое знакомство с кинетической и потенциальной энергией. Понимание второго закона движения Ньютона и основных концепций движения, таких как положение, скорость и ускорение.

Введение / Мотивация

Сегодняшний урок посвящен американским горкам и стоящим за ними науке и технике. Однако прежде чем мы начнем говорить о физике, я бы хотел, чтобы вы поделились некоторыми своими впечатлениями от американских горок. (Послушайте, как несколько студентов описывают свои любимые американские горки.Укажите на некоторые уникальные особенности каждой горки, такие как холмы и петли, которые имеют отношение к уроку.)

Кто-нибудь знает, как устроены американские горки? Вы можете подумать, что у американских горок есть двигатели, которые толкают их по трассе, как автомобили. Хотя это верно для некоторых американских горок, большинство из них используют гравитацию для перемещения автомобилей по трассе. Кто-нибудь из вас помнит катание на американских горках, которое начиналось с большого холма? Если вы внимательно посмотрите на трассу американских горок (по которой движутся машины), вы увидите в середине трассы на том первом холме цепь. Возможно, вы даже почувствовали, что это «зацепило» машины. Эта цепь цепляется за днище машин и тянет их к вершине этого первого холма, который всегда является самой высокой точкой американских горок. Как только автомобили достигают вершины холма, они освобождаются от цепи и едут по остальной части пути, откуда и произошло название «американские горки».

Рис. 1. Пример настройки для быстрого демонстрационного урока. Copyright

Copyright © 2007 Программа повышения квалификации инженерных наук, Школа инженерии Пратта, Университет Дьюка

Как вы думаете, что произошло бы, если бы в центре трассы американских горок был холм, который был бы выше, чем первый холм на американских горках? Смогут ли машины подняться на этот больший холм, используя только силу тяжести? (Проведите короткую демонстрацию, чтобы доказать свою точку зрения.Возьмите кусок изоляционной трубы из пенопласта, разрезанный пополам по длине, и сформируйте из него американские горки, приклеив его к классным предметам, таким как рабочий стол и учебник, как показано на рисунке 1. Затем, используя шарики для изображения автомобилей, покажите ученикам, что первый холм американских горок должен быть самой высокой точкой, иначе машины не дойдут до конца трассы. Дополнительные инструкции см. В разделе «Строительство американских горок».)

(Затем воспроизведите опыт других учеников на американских горках, чтобы продвинуть урок вперед, охватывая материал, представленный в разделах «Предпосылки урока» и «Словарь».Например, расскажите о точке на американских горках, где вы путешествуете быстрее всего, как машины преодолевают петли и штопоры и что заставляет пассажиров чувствовать себя невесомыми или очень тяжелыми в определенных точках американских горок. Порядок, в котором вы преподаете эти, а возможно, и многое другое, не имеет решающего значения для урока. Кроме того, учащимся может быть интереснее задавать вопросы, основанные на их опыте работы с американскими горками, и позволять этим вопросам вести урок от одного пункта к другому.Все эти моменты можно продемонстрировать с помощью пенопласта и шариков, поэтому используйте их чаще, чтобы проиллюстрировать концепции урока. )

Предпосылки и концепции урока для учителей

Основным принципом всех американских горок является закон сохранения энергии, который описывает, что энергия не может быть ни потеряна, ни создана; энергия передается только из одной формы в другую. В американских горках две наиболее важные формы энергии — это гравитационная потенциальная энергия и кинетическая энергия.Гравитационная потенциальная энергия — это энергия, которую объект имеет из-за своей высоты, и она равна массе объекта, умноженной на его высоту, умноженную на гравитационную постоянную (PE = mgh). Гравитационная потенциальная энергия максимальна в самой высокой точке американских горок и, по крайней мере, в самой низкой точке. Кинетическая энергия — это энергия, которую объект имеет из-за своего движения, и она равна половине, умноженной на массу объекта, умноженную на квадрат его скорости (KE = 1/2 mv ² ). Кинетическая энергия максимальна в самой низкой точке американских горок и минимум в самой высокой точке. Потенциальную и кинетическую энергию можно обменивать друг на друга, поэтому в определенных точках машины американских горок могут иметь только потенциальную энергию (на вершине первого холма), только кинетическую энергию (в самой низкой точке) или некоторую комбинацию кинетической энергии. и потенциальная энергия (во всех остальных точках).

Первый холм на американских горках всегда является наивысшей точкой американских горок, потому что трение и сопротивление немедленно начинают отнимать у машины энергию. На вершине первого холма энергия автомобиля почти полностью представляет собой потенциальную энергию гравитации (потому что его скорость равна нулю или почти нулю).Это максимальная энергия, которая когда-либо будет у автомобиля во время поездки. Эта энергия может стать кинетической энергией (что происходит у подножия этого холма, когда машина движется быстро) или комбинацией потенциальной и кинетической энергии (как на вершинах небольших холмов), но общая энергия автомобиля не может быть больше, чем было на вершине первого холма. Если бы более высокий холм был помещен в середину американских горок, он представлял бы больше гравитационной потенциальной энергии, чем первый холм, поэтому автомобиль не смог бы подняться на вершину более высокого холма.

Автомобили на американских горках всегда быстрее всего движутся по подножию холмов. Это связано с первой концепцией, заключающейся в том, что у подножия холмов вся потенциальная энергия была преобразована в кинетическую энергию, что означает большую скорость. Точно так же автомобили всегда движутся медленнее всего в самой высокой точке, то есть на вершине первого холма.

Сетевое моделирование, демонстрирующее взаимосвязь между вертикальным положением и скоростью автомобиля на американских горках различных форм, представлено в MyPhysicsLab Roller Coaster Physics Simulation.На этом веб-сайте представлены числовые данные для смоделированных американских горок различной формы.

Трение присутствует во всех американских горках, и оно отнимает у них полезную энергию. В американских горках трение возникает из-за трения колес автомобиля о гусеницу и из-за трения воздуха (а иногда и воды!) О машины. Трение превращает полезную энергию американских горок (гравитационная потенциальная энергия и кинетическая энергия) в тепловую энергию, которая не служит цели, связанной с движением автомобилей по трассе.Из-за трения американские горки не могут существовать вечно, поэтому минимизация трения — одна из самых серьезных проблем для инженеров американских горок. Трение также является причиной того, что американские горки никогда не смогут восстановить свою максимальную высоту после первоначального подъема, если где-то на трассе не будет установлен второй цепной подъемник.

Машины могут проезжать петли только в том случае, если у них достаточно скорости в верхней части петли. Эта минимальная скорость называется критической скоростью и равна квадратному корню из радиуса петли, умноженному на гравитационную постоянную (v _c = (rg) ^1/2 ). Хотя этот расчет слишком сложен для подавляющего большинства семиклассников, они интуитивно поймут, что, если машина движется недостаточно быстро на вершине петли, она упадет. В целях безопасности большинство американских горок имеют колеса по обеим сторонам трассы, чтобы машины не падали.

Большинство петель американских горок не имеют идеально круглой формы, а имеют форму капли, называемую клотоидой. Дизайнеры американских горок обнаружили, что, если петля круглая, гонщик испытывает наибольшую силу в нижней части петли, когда машины движутся с максимальной скоростью.После того, как многие райдеры получили травмы шеи, петлевые американские горки были заброшены в 1901 году и возродились только в 1976 году, когда Revolution на Six Flags Magic Mountain стали первыми современными петляющими американскими горками, в которых использовалась форма клотоиды . В клотоиде радиус кривизны петли наибольший внизу, что снижает нагрузку на гонщиков, когда автомобили движутся быстрее всего, и наименьшее наверху, когда автомобили движутся относительно медленно. Это позволило сделать поездку более плавной и безопасной, а форма капли теперь используется на американских горках по всему миру.

Всадники могут испытывать невесомость на вершинах холмов (отрицательные перегрузки) и чувствовать тяжесть у подножий холмов (положительные перегрузки). Это ощущение вызвано изменением направления американских горок. На вершине американских горок автомобиль переходит от движения вверх к плоскому движению вниз. Это изменение направления известно как ускорение, и это ускорение вызывает у гонщиков ощущение, будто на них действует сила, выталкивающая их из сидений. Точно так же у подножия холмов всадники переходят от движения вниз к плоскому движению вверх, и, таким образом, они чувствуют, как будто сила толкает их на сиденья.Эти силы можно назвать гравитационными силами или гравитационными силами. Один «g» — это сила, действующая под действием силы тяжести при нахождении на Земле на уровне моря. Человеческое тело привыкло существовать в среде 1 г. Если ускорение американских горок у подножия холма равно ускорению свободного падения (9,81 м / с ² ), создается еще одна перегрузочная сила, и при добавлении к стандартному 1 g мы получаем 2 g. Если ускорение у подножия холма вдвое превышает ускорение свободного падения, общая сила составляет 3 gs.Если это ускорение действует вместо этого на вершине холма, оно вычитается из стандартного 1 g. Таким образом, он может быть меньше 1 г, а может быть даже отрицательным. Если бы ускорение на вершине холма было равно ускорению свободного падения, общая сила была бы равна нулю gs. Если бы ускорение на вершине холма было вдвое больше ускорения свободного падения, результирующая общая сила была бы отрицательной 1 g. При нулевой перегрузке гонщик чувствует себя совершенно невесомым, а при отрицательной перегрузке он чувствует, как будто сила поднимает его из сиденья.Эта концепция может быть слишком сложной для студентов, но они должны понимать основные принципы и то, где могут возникнуть перегрузки больше или меньше 1 g, даже если они не могут полностью связать их с ускорением американских горок.

Сопутствующие мероприятия

Словарь / Определения

ускорение: насколько быстро объект ускоряется, замедляется или меняет направление. Равно изменению скорости, деленному на время.

критическая скорость: скорость, необходимая на вершине петли для автомобиля, чтобы проехать петлю, не упав с трассы.

сила: любое толкание или тяга.

трение: сила, вызванная трением между двумя объектами.

g-force: сокращение от гравитационной силы. Сила, действующая на объект гравитацией Земли на уровне моря.2).

гравитация: сила, притягивающая любые два объекта друг к другу.

кинетическая энергия: энергия движущегося объекта, которая напрямую связана с его скоростью и массой.

потенциальная энергия: энергия, запасенная объектом, готовая к использованию. (В этом уроке мы используем потенциальную энергию гравитации, которая напрямую связана с высотой объекта и его массой.)

скорость: насколько быстро движется объект.Расстояние, которое проходит объект, деленное на время, которое он проходит.

скорость: сочетание скорости и направления, в котором движется объект.

Оценка

Оценка перед уроком

Перед уроком убедитесь, что учащиеся твердо владеют гравитацией, трением, потенциальной и кинетической энергией, а также основами движения. Это можно сделать в форме короткой викторины, разминки или краткого обсуждения.Примеры вопросов:

• Что вызывает гравитацию?
• Что такое трение?
• Чем различаются потенциальная и кинетическая энергия?
• В чем разница между скоростью и скоростью?
• Как ускорение связано со скоростью?

Итоги урока Оценка

Покажите студентам фотографию американских горок с холмом и петлей. Ожидайте, что они смогут идентифицировать:

• Точки максимальной потенциальной и кинетической энергии.
• Точки максимальной и минимальной скорости.
• Точки, в которых наблюдается перегрузка больше или меньше единицы.

Домашнее задание

Попросите учащихся спроектировать свои собственные американские горки или найти в Интернете существующие американские горки и определить их характеристики с точки зрения физических понятий, изученных на уроке. Это задание также служит введением в сопутствующее задание «Строительство американских горок».

использованная литература

Беннет, Дэвид. Американские горки . Аурум Лтд., 1999.

База данных американских горок. Авторские права 1996-2007. Дуэйн Марден. По состоянию на 03.05.2007. http://www.rcdb.com/

Funderstand Roller Coaster. Авторское право 1998. Финансирование. По состоянию на 03.05.2007. http://www.funderstanding.com/k12/coaster/

Петля (Американские горки). Последнее изменение: 9 апреля 2007 г. Википедия. По состоянию на 03.05.2007. http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_%28roller_coaster)

Песковиц, Давид.Американские горки Физика. Авторское право 1998–1999. Encyclopedia Britannica, Inc., дата обращения 3 мая 2007 г. http://search.eb.com/coasters/ride.html

Нойман, Эрик. Физическое моделирование американских горок. Авторское право 2004. MyPhysicsLab. По состоянию на 03.05.2007. http://www.myphysicslab.com/RollerSimple.html

Другая сопутствующая информация

Просмотрите концентратор учебной программы по физике, согласованный с NGSS, чтобы найти дополнительные учебные программы по физике и физическим наукам, посвященные инженерным наукам.

авторское право

© 2013 Регенты Университета Колорадо; оригинал © 2007 Университет Дьюка

Авторы

Скотт Лиддл

Программа поддержки

Техническая программа K-PhD, Инженерная школа Пратта, Университет Дьюка

Благодарности

Этот контент был разработан программой MUSIC (Понимание математики через науку, интегрированную с учебным планом) в Pratt School of Engineering в Университете Дьюка в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда. DGE 0338262. Однако это содержание не обязательно отражает политику NSF, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 14 декабря 2021 г.

Наука

Поддержка стандартов

Руководство по внедрению научных стандартов TN можно использовать для проведения встреч и исследований, которые связывают структуру с научными стандартами 2018-19 гг.Справочник по научным стандартам — это исследование всех трех измерений научного обучения: естествознания и инженерных практик, сквозных концепций и основных дисциплинарных идей. Этот документ содержит информацию о ходе обучения по каждой дисциплине, связи с Framework for K-12 Science Education , а также поддержку содержания для каждого стандарта в классах K-8, биологии, химии и физики.

Уроки и вспомогательные материалы, разработанные для Летнего курса обучения стандартам естественных наук 2018 г. , включают восемь уроков для каждого класса.Каждый из восьми разных уроков посвящен разным научным и инженерным практикам, охватывая основные дисциплинарные идеи для соответствующего класса.

Трёхмерная научная инструкция

Четыре основные дисциплинарные идеи (DCI) обеспечивают организацию содержания, более детально проясняемую в идеях, разработанных в компонентах.

• PS — Физические науки
• LS — Науки о жизни
• ESS — Науки о Земле и космосе
• ETS — Инженерия, технологии и приложения науки

Восемь научно-технических практик (SEP) отражают типы взаимодействия, с которыми ученый или инженер сталкивается в своей работе, и должны учитываться в соответствии с классом во всех классах.

• AQDP — Задание вопросов (для науки) и определение проблем (для инженерии) для определения того, что известно, что еще предстоит удовлетворительно объяснить и какие проблемы необходимо решить.
• MOD — Разработка и использование моделей для разработки объяснений явлений, выхода за рамки наблюдаемого и прогнозирования или для тестирования конструкций
  
• INV — Планирование и проведение контролируемых исследований для сбора данных, которые используются для проверки существующих теорий и объяснений, пересмотра и разработки новых теорий и объяснений или оценки эффективности, действенности и долговечности конструкций в различных условиях
• DATA — Анализ и интерпретация данных с соответствующим представлением данных (график, таблицы, статистика и т. Д.)), определяя источники ошибок и степень достоверности. Анализ данных используется для определения смысла и оценки решений.
• MATH — Использование математики и вычислительного мышления в качестве инструментов для представления переменных и их взаимосвязей в моделях, симуляциях и анализе данных с целью создания и проверки прогнозов.
• CEDS — Построение объяснений и разработка решений для объяснения явлений или решения проблем.
• ARGS — Использование аргументов на основе свидетельств для выявления сильных и слабых сторон в цепочке рассуждений, определения лучших объяснений, разрешения проблем и определения лучших решений.
• INFO — Получение, оценка и передача информации из научных текстов с целью извлечения смысла, оценки достоверности и интеграции информации.

Семь пересекающихся концепций (CCC) отражают концептуальные представления, которые выходят за рамки любой конкретной дисциплины, но проникают в понимание любой данной дисциплины на уровне мастерства.

• PAT — Образец наблюдение и объяснение
• CE — Причинно-следственные связи можно объяснить с помощью механизма
• SPQ — Масштаб, пропорции и количество , которые объединяют измерения, оценку масштаба природных явлений и точность языка
• SYS — Системы и модели систем с определенными границами, которые можно исследовать и охарактеризовать с помощью следующих трех концепций
• EM — Сохранение энергии и материи посредством преобразований, текущих или повторяющихся в системе, из нее или внутри нее
• SF — Устройство и функции систем и их частей
• SC — Устойчивость и изменение систем

Примечание: Государственный совет по образованию устанавливает требования для окончания средней школы (см. Политику средней школы 2.103). В соответствии с Правилом SBE, учащиеся должны получить три раздела естественных наук на уровне старшей школы, чтобы получить диплом средней школы, включая биологию I, химию I или физику, а также один дополнительный курс лабораторных наук. Просмотрите список курсов, необходимых для окончания средней школы.

Примечание: Третья лабораторная наука должна быть выбрана из списка курсов с постоянными кодами научных курсов или выбранных курсов CTE. Спецкурсы, представленные округами, не могут заменять собой третью лабораторную науку.Чтобы получить список постоянных кодов естественных курсов или найти выбранные курсы CTE, которые удовлетворяют третьему требованию для получения диплома по лабораторным наукам, обратитесь к документу о соотношении кодов курса.

Кодирование научных стандартов

Структура научных стандартов k-8 включает уровень / курс обучения, основную дисциплинарную идею и номер стандарта.

Пример кодировки для стандартов классов К-8:

S5.PS2.1

5 — это класс, в котором изучается стандарт.

PS2 указывает на то, что этот стандарт является частью основной идеи физической науки номер два: Движение и стабильность: силы и взаимодействия.

1 — стандартный номер. (Последовательная нумерация, которая возобновляется в каждом DCI для определенного класса.)

Пример кодировки для стандартов 9-12:

BIO1.LS1.2

BIO1 — это аббревиатура курса. В данном случае Биология 1.

LS1 указывает на то, что этот стандарт является частью основной дисциплинарной идеи медико-биологических наук №1: От молекул к организмам: структуры и процессы .

2 — стандартный номер. (Последовательная нумерация с перезапуском в каждом DCI для определенного объекта.)

Учебный план химии и физики для средней школы

Посмотреть демо наших уроков!

Учебная программа по физике должна обеспечивать обзор научных принципов и процедур и вести студентов к более четкому пониманию материи, энергии и физической вселенной. Он фокусируется на традиционных концепциях химии и физики и поощряет исследование новых открытий в этой области науки.

По мере того, как учащиеся совершенствуют и расширяют свое понимание физических наук, они будут применять свои знания в экспериментах, которые требуют от них задавать вопросы и создавать гипотезы. На протяжении всего курса студенты решают задачи, рассуждают абстрактно и учатся мыслить критически.

Что преподают в средней школе по физике?

Учебная программа по физике на дому — это исследование физической вселенной. Студенты погружаются в удивительный мир, в котором мы живем, узнавая о движении, энергии, природе материи и атомов, о том, как сочетаются химические вещества, а также о потенциальной и кинетической энергии.

В онлайн-курсе по физике

Time4Learning эти концепции разбиты на 11 отдельных учебных единиц. С помощью видеоинструкций, мультимедийных заданий и интерактивных инструментов исследования ваш средний школьник изучит:

• Дело
• Атомы, элементы и периодическая таблица
• Склеивание
• Химические реакции
• Растворы и другие смеси
• Движение и силы
• Работа и энергия
• Температура и тепло
• Волны и звук
• Свет
• Электричество и магнетизм

Посмотреть полный объем и последовательность уроков для средней школы по физике.

Задачи учебной программы по физике для средней школы

Комплексная программа обучения физике на дому поможет вашему ребенку получить полное представление о материи, энергии и физической вселенной. На протяжении всего курса ваш ученик средней школы будет достигать множества целей, в том числе:

• Исследование периодической таблицы и определение свойств элемента.
• Изучение структуры, типов и свойств материи.
• Изучение химических связей и химических реакций.
• Объяснение взаимосвязи между движением и силами.
• Признание взаимозависимости работы и энергии.
• Связь тепла и изменения температуры на макроскопическом уровне с движением частиц на
  микроскопическом уровне.
• Демонстрирует понимание волн, включая звук и свет.
• Анализ связи между электричеством и магнетизмом.

Почему стоит выбрать учебную программу по физике для средней школы Time4Learning?

Онлайн-курс по физике

Time4Learning — это всеобъемлющий, основанный на стандартах вариант для учащихся средних школ. Благодаря увлекательному обучению под руководством опытных преподавателей, виртуальным лабораториям, богатой графике, анимации и интерактивным инструментам студенты получают обширный объем физических наук и в процессе достигают перечисленных выше целей.

Родители оценят все бортовые ресурсы, сопровождающие курс, такие как самые свежие отчеты о проделанной работе, распечатываемые записи и полный доступ ко всем планам уроков, охватываемым курсом.

Вот лишь некоторые из причин, по которым так много семей выбирают нашу учебную программу по физике:

В качестве полной учебной программы Все уроки включают видеоинструкцию, а затем возможность попрактиковаться в использовании изученных концепций с помощью интерактивных подсказок, чтобы обеспечить мастерство. Учебная программа привлекает студентов к практическим исследованиям и объяснению явлений в одной или нескольких веб-лабораториях / виртуальных лабораториях или проектах в рамках каждого блока. Идеи, навыки и концепции основываются друг на друге на протяжении всего курса, так что учащиеся опираются на предыдущие знания и устанавливают связи внутри уроков и между уроками. Большинство наших видеоуроков содержат скрытые субтитры для поддержки учащихся с особыми потребностями. Тесты включены на протяжении всего курса и предназначены для поддержки мастерства учащихся и предотвращения недопонимания учащимися. Гибкая, настраиваемая и адаптируемая учебная программа для удовлетворения потребностей вашей семьи, независимо от вашего стиля обучения на дому. Низкая ежемесячная плата, проста в использовании и включает гарантию возврата денег, так что вы можете быть уверены, что это работает для вашего ребенка.

В качестве дополнения Наша программа помогает учащимся осваивать сложные концепции и улучшать оценки, что делает ее отличным вариантом после школы. Вспомогательные материалы для родителей просты в использовании и аккуратно организованы, чтобы не было «кривой обучения» при начале работы с курсом. Курс является самодостаточным и не требует внешних программ, текстов, программного обеспечения или материалов. Объем и последовательность для курса позволяет родителям выбирать темы и концепции, которые они хотят, чтобы учащиеся охватили. Учащиеся могут слышать любой фрагмент текста, прочитанный вслух — отлично подходит для средних школьников с различиями в обучении. Проверки понимания встроены в уроки, чтобы удерживать учащихся и избегать неправильных представлений и устранять их. Полезный вариант летнего обучения, чтобы помочь студентам продвинуться вперед или поработать над сложными темами. Уроки доступны 24/7 из любого места в соответствии с вашим графиком.

Дополнительные ресурсы домашнего обучения для 8-х классов

Вернуться к обзору учебной программы для 8-х классов. Или изучите наши другие ресурсы для восьмых классов:

.