Mişcarea crpurilor sub acţiunea mai multor forţe.

„Aprobat”

Director adjunct

instruire şi educaţie

N. Griţco_________

Proiect didactic la fizică

Anul I

Data____________________________________

Grupa___________________________________

Subiectul: Mişcarea crpurilor sub acţiunea mai multor forţe.

Tipul lecţiei: de rezolvare a problemelor.

Obiectiv de referinţă:

   Elevii vor fi capabili să:

  să rezolve probleme la mişcarea corpurilor sub acţiunea mai multor forţe.

Obiective operaţionale:

-          să aplice legea lui Newton.

-          să examineze mişcarea corpului sub acţiunea mai multor forţe.

-          să aplice algoritmul la rezolvarea problemelor concrete.

-          să interpreteze rezultatele finale.

Bibliografie:

M.Marinciuc, S. Rusu, Fizica, cl.a X-a. Chişinău, Editura Ştiinţa,2001.

A.P.Rîmkevici, Culegere de probleme de fizică. Chişinău, Editura Lumina,1992.

E.Micu, Probleme de fizică pentru liceu. Brăila, Editura Evrica, 2001.

Etapele lecţiei:

I. Momentul organizatoric.

II. Verificarea temei pentru acasă (apelul, răspunsul elevilor constă în numărul problemelor rezolvate acasă).

III. Elevii iau cunoştinţă de algoritmul rezolvării problemelor. Profesorul prezintî acest algoritm pentru fiecare masă:

 1. Corpul se reprezintă într-o poziţie arbitrară, cu toate forţele care acţionează asupra lui.

 2. Dcaă sensul acceleraţiei nu este evident din datele problemei, se alege cel mai probabil sens.

 3. Se alege sistemul de coordonate cu originea în punctul de intersecţie a suporturilor forţelor aplicate corpului. De regulă, axa Ox se orientează de-a lungul vectorului acceleraţeie.

 4. Se scrie ecuaţia a II-a a lui Newton:

                                    ma = F₁+F₂+...+F_n.

 5. Se proiectează această ecuaţie pe axa Ox.

 6. Dacă ecuaţia algebrică astfel obţinută conţine o singură necunoscută, ea se determină.

 7. Dacă prima ecuaţie algebrică (punctul 5) conţine două sau mai multe necunoscute, ecuaţia vectorială se proiectează şi pe axa Oy,

 8. Se rezolvp sistemul de ecuaţii în formă generală.

 9. Se verifică unităţile de măsurp (în SI).

 10. Se analizează rezultatele obţinute, cercetînd diferite cazuri-limită.

 11. Se efectuează cazuri numerice.

 12. Dacă valoarea unei mărimi oarecare se obţine cu semnul minus, se trage concluzia că în realitate această mărime vectorială are sens opus celei din figură.

IV. Împreună cu clasa se rezovă o problemă,parcurgînd toate etapele algoritmului.

     Exemplu: Un corp cu masa m=10 kg se află pe un plan înclinat sub un unghi ά=60⁰ faţă de orizontală. Asupra lui acţionează o forţă orizontală F=120N. (fig.) Să se determine acceleraţia corpului.

                                          Rezolvare:

      Orientînd aceleraţia ca în figuraă şi accelerînd algoritmul, se obţine următorul rezultat:

                            a ) F/m * cosά – gsinά

 Se cercetează cazurile – limită ά, deci ά=F/m, ά=90⁰, deci a= -g, F = 0, deci a = -gsinά.

 După substituirea valorilor numerice, se obţine a = -2,66m/s². Aceasta înseamnă să în realitate acceleraţia este orientată în sens opus. Se poate rezolva problema a doua oară, orientînd vectorul acceleraţiei în acest sens. Se va demonstra că acceleraţia se obţine cu semnul plus.

V. Problematizarea.

  Exemplu: Asupra unui frigider cu masa m = 50kg, situat pe o suprafaţă orizontală, acţionează o forţă F = 150N. Să se determine acceleraţia frigiderului dacă coieficientul de frecare μ=0,4.

                                      Rezolvare:

      Considerînd că forţa de frecare este egală cu μN şi aplicînd algoritmul, se obţine următorul rezultat:

                 ά = F-μmg / m ) = -1m/s².

 Acest rezultat este paradoxal. Corpul este împins într-un sens, iar el se mişcă în sens opus pe o suprafaşă orizontală. Eroarea putea fi depistată şi la etapa 10, considerînd cazul-limită F=0. Dar practica demonstrează că exemplul devine mai problematizat după efectuarea calculelor numerice, iar orientarea este mai vualată.

         Elevul care găseşte răspunsul corect (a=0) va obţine un punct, iar cel care va stabili în ce loc s–a comis eroarea (F1=μN) - 2 puncte.

   

VI. Diferenţierea sarcinilor.

   Se propun 3 tipuri de probleme, cîte 3 – 4 de fiecare tip. Aceste probleme se propun ca sarcină pentru acasă, iar dacă mai rămîne timp pînă la recriaţie, elevii rezolvă individual problemele alese de ei.

    

 VII. Notarea. Elevii care rezolvă pînă la recriaţie o problemă sau mai multe sînt notaţi, ţinînduse cont de corectitudinea rezolvării şi de tipul problemei, adică de nivelul ei.

VIII. Elevii foarte buni li se mai propun pentru acasă probleme de dificultate maximă.