Презентация "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОСТЕЙ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОСНОВ ФИЗИЧЕСКИЙ ЗНАНИЙ"

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОСТЕЙ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОСНОВ ФИЗИЧЕСКИЙ ЗНАНИЙ

• Н.Ю.Клинк, учитель физики МОУ «Лицей №3» г.Чебоксары,
• победитель конкурса лучших учителей РФ- 2006 г.

Актуальность:

• В школьной физике по стандарту используется система СИ, однако в научных исследованиях допускается применение гауссовой системы единиц (СГС), и часто применяются внесистемные единицы.
• Анализ ответа, полученного при решении любой физической задачи, включает в себя как проверку на физическую состоятельность, так и анализ размерности полученного выражения.

Цели занятия:

• объяснить принципы построения различных систем единиц;
• познакомить с правилами теории размерностей;
• потренировать в определении размерностей величин, смоделированных искусственно.

Принципы Гаусса ( лежат в основе любой системы единиц) :

• а) выделяется несколько основных единиц, несколько дополнительных, через которые выражаются все остальные;
• б) отношение единиц в системе кратно 10 (за исключением единиц времени).

• Размерность физической величины есть выражение, устанавливающее связь единицы этой величины с основными единицами.
• Понятие размерности лежит в основе любой системы единиц.
• Обозначение размерности – dim
• ( от английского dimension - размер ).

Основные единицы системы СИ:

• длина L ( м, метр);
• масса M (кг, килограмм);
• время Т ( с, секунда);
• количество вещества N ( моль);
• температура Θ (К, кельвин);
• сила тока I (А, ампер);
• сила света J ( кд, кандела).
• Дополнительные: радиан, рад. ( плоский угол) и стерадиан, ср. ( телесный угол).

Для обозначения числовых значений используются фигурные, а для единиц измерения- квадратные скобки.

• Если энергия равна 50 Дж, это может быть записано и таким образом:
• {W}=50;.
• [W ]= Дж;

В теории размерностей символы обычно записываются в одну строчку в определенном порядке: LMTNΘIJ.

• Например, размерность энергии

Для определения размерности любой физической величины необходимо руководствоваться следующими правилами:

• размерности правой и левой части равенства должны быть одинаковы;
• с размерностями производятся все те же математические действия, что и с числами, кроме сложения и вычитания;
• показатели степени, логарифмы, аргументы тригонометрических функций считаются безразмерными.

Знание размерностей необходимо при:

• анализе решений задач на размерность;
• установлении соотношений между единицами в различных системах;
• установлении безразмерных чисел или критериев подобия;
• определении единиц произвольных физических величин.

Пример использования теории размерностей для вывода числа Рейнольдса Решая систему уравнений, получаем соотношение между показателями степеней: то есть: Приравнивая Мнемоническое правило для запоминания формулы числа Рейнольдса:

• « Ве-де-ро на нутро»
• Переход от ламинарного течения к турбулентному происходит при критическом значении

Затем следует практическая часть.

• Разбирается пример на доске.
• Выполняется самостоятельная работа по карточкам.
• Для ее выполнения ученикам необходимо вспомнить основные формулы и определения.

• Таким образом, использование теории размерностей имеет большое значение не только для закрепления физических знаний, но и носит познавательный характер с точки зрения ознакомления с теорией подобия.
• Подробнее с опытом работы автора можно ознакомиться на сайте: klink.21202s01.edusite.ru
• Спасибо за внимание!