Домашній експеримент при вивченні динаміки твердого тіла в курсі фізики технічного університету
Вантажиться...
Дата
2024
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Розглянуто методику проведення домашнього натурного експерименту по вивченню плоского руху твердого тіла на прикладі саморобного аналога маятника Максвелла. Формулювання проблеми. Фізикає наукою експериментальною і тому проведення студентами експериментальних досліджень є невід’ємною складовою методики її навчання. В ході виконання досліджень студенти не тільки перевіряють наслідки законів фізики, але й набувають експериментаторські вміння. В умовах дистанційного навчання реальний експеримент може здійснюватися студентами тільки в домашніх умовах з використанням доступного обладнання. Прикладом такого дослідження може бути вивчення руху саморобного аналога маятника Максвелла. Його виконання дозволяє студентам краще зрозуміти теоретичні концепції, набути уміння підготовки і проведення реального експерименту, а також обробки одержаних результатів.Матеріали і методи. Дослідження ґрунтується на аналізі програми курсу фізики для студентів бакалаврату технічного університету, огляді літературних джерел, присвячених темі дослідження, експериментам по вивченню динаміки плоского руху твердого тіла та задач курсу фізики з цієї теми та методам і засобам вимірювання в домашніх умовах механічного руху невеликої тривалості.Результати. У якості маятника Максвелла може бути використана іграшка Йо-Йо, або ж її саморобний аналог. В роботі продемонстровані конструкції маятників, які студенти НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського» виготовляли для проведення досліджень. Одержані дані дозволяють студентам одержати експериментальне підтвердження законів динаміки твердого тіла. Висновки.Виготовлення аналога маятника Максвелла та проведення експерименту за його допомогою дозволяє студентам набути певні експериментаторські уміння й навчитися опрацьовувати результати реального експерименту із застосуванням законів динаміки твердого тіла. Виготовлене обладнання може бути використано як для проведення лабораторного дослідження в домашніх умовах, так і в якості основи експериментальних задач. На думку студентів проведення домашніх дослідів є цікавим і корисним для покращення розуміння понять динаміки твердого тіла.
The methodology of conducting a home natural experiment to study the plane motion of a rigid body using the example of a homemade analog of Maxwell's pendulum is considered.Formulation of the problem.Physics is an experimental science; therefore, student engagement in experimental research is integral to its teaching methodology. During the execution of experiments, students verify the consequences of the laws of physics and acquire practical experimental skills. Students can only conduct natural experiments at home using readily available equipmentin distance learning. An example of such research is the study of the motion of a homemade analog of Maxwell's pendulum. Its execution allows students to gain a better understanding of theoretical concepts, develop skills in preparing and conducting natural experiments, and analyze the obtained results.Materials and methods.The study is based on the analysis of the curriculum of the physics course for undergraduate students of a technical university, a review of the literature on the research topic, experiments on the dynamics of the plane motion of a rigid body, and tasks of the physics course on this topic—also, methods and means of measuring short-term mechanical motion at home.Results.A Yo-Yo toy or its homemade analog can be used as a Maxwell's pendulum. The paper demonstrates the design of pendulums that NTUU "KPI" students created to conduct the research. The obtained data enable students to experimentally confirm the laws of rigid body dynamics.Conclusions.Creating Maxwell's pendulumanalog and conducting an experiment with its help allows students to acquire specific experimental skills and learn to work out the results of a natural experiment using the laws of rigid body dynamics.The constructed device can be used for laboratory research at home and as a basis for experimental tasks. According to the students, conducting experiments at home is exciting and helpful in improving their understanding of the concepts of rigid body dynamics.
The methodology of conducting a home natural experiment to study the plane motion of a rigid body using the example of a homemade analog of Maxwell's pendulum is considered.Formulation of the problem.Physics is an experimental science; therefore, student engagement in experimental research is integral to its teaching methodology. During the execution of experiments, students verify the consequences of the laws of physics and acquire practical experimental skills. Students can only conduct natural experiments at home using readily available equipmentin distance learning. An example of such research is the study of the motion of a homemade analog of Maxwell's pendulum. Its execution allows students to gain a better understanding of theoretical concepts, develop skills in preparing and conducting natural experiments, and analyze the obtained results.Materials and methods.The study is based on the analysis of the curriculum of the physics course for undergraduate students of a technical university, a review of the literature on the research topic, experiments on the dynamics of the plane motion of a rigid body, and tasks of the physics course on this topic—also, methods and means of measuring short-term mechanical motion at home.Results.A Yo-Yo toy or its homemade analog can be used as a Maxwell's pendulum. The paper demonstrates the design of pendulums that NTUU "KPI" students created to conduct the research. The obtained data enable students to experimentally confirm the laws of rigid body dynamics.Conclusions.Creating Maxwell's pendulumanalog and conducting an experiment with its help allows students to acquire specific experimental skills and learn to work out the results of a natural experiment using the laws of rigid body dynamics.The constructed device can be used for laboratory research at home and as a basis for experimental tasks. According to the students, conducting experiments at home is exciting and helpful in improving their understanding of the concepts of rigid body dynamics.
Опис
Ключові слова
домашній експеримент, маятник Максвелла, аналіз експерименту, home experiment, Maxwell's pendulum, analysis of the experiment
Бібліографічний опис
Подласов С. Домашній експеримент при вивченні динаміки твердого тіла в курсі фізики технічного університету [Текст] / С. Подласов, О. Долянівська,О. Матвійчук // 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. 1 (39). – С. 44–48. – DOI: 10.31110/fmo2024.v39i1-06