Вимірювання кута відриву тіл під час їх рухупо сферичній поверхні

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЗдещиц Валерій Максимович
dc.contributor.authorZdeshchyts Valerii Maksymovych
dc.contributor.authorЗдещиц Анастасія Валеріївна
dc.contributor.authorZdeshchyts Anastasiia Valeriivna
dc.contributor.authorПирховка Карина
dc.contributor.authorPyrkhovka Karyna
dc.date.accessioned2024-09-20T09:45:55Z
dc.date.available2024-09-20T09:45:55Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractРозглянуто методику проведення фізичного експерименту, яка використовує саморобну дослідницьку установку для визначення кутавідриву кульки та шайби під час їх руху по сферичній поверхні.Формулювання проблеми. В задачах класичної механіки, пов'язаних з рухом по поверхні сфери під дією гравітаційної сили матеріальної точки або кульки, пропонується знайти кут, при якому вони відриваються від поверхні. Це завдання відносно легко розв’язується більшістю студентів. Однак ті самі задачі з врахуванням сили тертя викликають труднощі під час їх розв’язання у багатьох обізнаних студентів.Перевірити результати теоретичного розгляду проблеми в експерименті неможливо, особливо дистанційно, через відсутність дослідницьких установок такого типу та методичних рекомендаційдо них.Матеріали і методи. Теоретично розглянуті з тертям і без нього всі можливі варіанти руху матеріальної точки та кульки по поверхні сфери. На основі цих розглядів визначено рівень складності отримання розв’язку такого рода завдань для студентів бакалаврського та магістерського рівня. Визначено оптимальний варіант постановки завдання для бакалаврського рівня з експериментальною перевіркою висновків теорії. Поставлена мета: визначення кутавідриву плоского тіла та кульки під час їх руху по сферичній поверхні –вирішувалася за допомогою розробленої дослідницької установки у вигляді двох транспортирів, розділених аркушами паперу для утворення рейкової сферичної дороги. Смартфони студентів у режимі slowmotionвикористовувалися під час дистанційного виконання ними шкільного фізичного експерименту як цифрова вимірювальна лабораторія. Результати.Експериментально визначено кут відриву від поверхні сфери плоского тіла (шайби), який дорівнює 520та кульки –570.Розроблена методика вимірювання кутів відриву та дослідницька установка.Висновки.Значення кутів відриву, передбачені теорією руху тіл при наявності тертя –520 для шайби та 570,для кульки підтверджені в експериментах. Доведена незмінність величини кута відриву від сферичної поверхні кулькинезалежно від її маси та радіусу.Ці результати доводять той факт, що розроблена методика та дешева дослідницька установка дозволяє бакалаврам високоточно вимірювати кути відриву кульки та її швидкість навіть в дистанційному режимі.
dc.description.abstractThe method of conducting a physical experiment, which uses a homemaderesearch installation to determine the separation angle of a ball and a puck during their movement on a spherical surface, is considered.Formulation of the problem. In the problems of classical mechanics, related to the movement of a sphere on the surface under the influence of the gravitational force of a material point or ball, it is proposed to find the angle at which they break away from the surface. This task is relatively easy to solve for most students. However, the same problems with the friction force cause difficulties during their solution for many knowledgeable students. It is impossible to verify the results of thetheoretical consideration of the problem in an experiment, especially remotely, due to the lack of research installations of this type and methodological recommendations for them.Materials and methods. Theoretically, with and without friction, all possible options for the movement of a material point and a ball on the surface of the sphere are considered. Based onthese considerations, the level of difficulty of obtaining the solution of this kind of taskfor students of bachelor's and master's level is determined. The optimal variant of setting the task for the bachelor's level with experimental verification of the conclusions of the theory was determined. The goal: to determine the separation angle of a flat body and a ball during their movement on a spherical surface -was solved with the help of a developed research installation in the form of two protractors separated by sheets of paper to form a rail spherical road. Students' smartphones in slow-motionmode were used as a digital measurement laboratory during their remote performance of a school physics experiment.Results.The angle of separation from the surface of the sphere of a flat body (puck) was experimentally determined, which is equal to 520, and the ball -570. The technique of measuring separation angles and a research facility were developed.Conclusions. The values of the separation angles predicted by the theory of the movement of bodies in the presence of friction -520for the puck and 570for the ball -have been confirmed in experiments. The invariance of the separation angle from the spherical surface of the ball is proven, regardless of its mass and radius. These results prove the fact that the developed technique and cheap research equipment allow undergraduates to measure ball separation angles and theirspeed with high accuracy even in remote mode.
dc.identifier.citationЗдещиц В. Вимірювання кута відриву тіл під час їх руху по сферичній поверхні [Текст] / В. Здещиц, А. Здещиц, К. Пирховка // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, М.Г. Друшляк та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2024. – Вип. 3 (39). – С. 53–60. – DOI: 10.31110/fmo2024.v39i3-07
dc.identifier.doi10.31110/fmo2024.v39i3-07
dc.identifier.orcid0000-0002-2404-8979
dc.identifier.orcid0000-0001-5092-6918
dc.identifier.urihttps://repository.sspu.edu.ua/handle/123456789/15452
dc.language.isouk
dc.subjectфізичний експеримент
dc.subjectкут відриву
dc.subjectсферична поверхня
dc.subjectрух кульки
dc.subjectшайби
dc.subjectphysical experiment
dc.subjectangle of separation
dc.subjectspherical surface
dc.subjectmovement of ball
dc.subjectpuck
dc.titleВимірювання кута відриву тіл під час їх рухупо сферичній поверхні
dc.title.alternativeMeasurement of the Angle of Departure of Bodies During their Motion on a Spherical Surface
dc.typeArticle
dc.udc.udc378:531.3
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Zdeshchyts Valerii.pdf
Розмір:
4.42 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
2.9 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Фізико-математична освіта