ანგარიში

პროექტი: თავისუფალი ვარდნის აჩქარების განსაზღვრა

ფიზიკით მოსწავლეთა დაინტერესების მიზნით ჩავატარე კვლევითი პროექტ-გაკვეთილი თემაზე: თავისუფალი ვარდნის აჩქარების განსაზღვრა ჰიუგენსის ფორმულის გამოყენებით. პროექტისთვის ავირჩიე მე-11 კლასი. კლასი გაიყო 4 ჯგუფად, თითოეულმა  ჯგუფმა აირჩია დავალება.

პირველმა ჯგუფმა მოიძია ინფორმაციას G მუდმივას რიცხვითი მნიშვნელობის განსაზღვრის შესახებ. ინფორმაცია ნიუტონისა და კავენდიშის შესახებ. ნიუტონის მსოფლიო მიზიდულობის კანონი ერთ-ერთი ფუნდამენტური კანონია, რომლის აღმოჩენამ ძირეული გადატრიალება მოახდინა მეცნიერებაში. სამყაროს აგებულება, მისი კანონზომიერების დადგენა ყველა დროის სწავლულთა მთავარი საფიქრალი იყო. მზის გარშემო პლანეტების, ხოლო დედამიწის გარშემო მთვარის მოძრაობის მიზეზი შესაბამისად მზისა და დედამიწის მიზიდულობაა, ვარაუდობდა ჰუკი, მაგრამ მან ვერ შეძლო ამის დამტკიცება. 1667 წელს ისააკ ნიუტონმა დაადგინა მსოფლიო მიზიდულობის კანონი. 

G გრავიტაციული მუდმივას რიცხვითი მნიშვნელობის განსაზღვრა კანონის აღმოჩენიდან 100 წლის შემდეგ გახდა შესაძლებელი. კავენდიშის მიერ ჩატარებულმა ისტორიულმა ცდამ უდიდესი როლი შეასრულა მეცნიერებაში. G-ს გაზომვამ შესაძლებელი გახადა დედამიწის მასის განსაზღვრა. კავენდიში სიამაყით ამბობდა, რომ მან "აწონა დედამიწა"

 

მეორე ჯგუფის წევრებმა გააკეთეს პრეზენტაცია ჰარმონიულ რხევებსა და მათემატიკურ ქანქარაზე. ჰარმონიულ რხევებს იწვევს არა მხოლოდ დრეკადობის ძალა, არამედ ყოველი ძალა, რომელიც ტრაექტორიის ნებისმიერ წერტილში მიმართულია წონასწორობის მდებარეობისაკენ და მოდულით წანაცვლების პროპორციულია. ჰარმონიულ რხევებს ასრულებს მათემატიკური ქანქარა, რომელიც წარმოადგენს უჭიმად და უწონო ძაფზე დაკიდებულ ნივთიერ წერტილს. მათემატიკური ქანქარა არის მოდელი, რეალურად იგი არ არსებობს.

მათემატიკურ ქანქარად მიახლოებით შეიძლება ჩავთვალოთ ერთი ბოლოთი დამაგრებული გრძელ ძაფზე დაკიდებული მცირე ზომის მძიმე ბურთულა. ცდები ადასტურებენ, რომ მცირე გადახრისას    (8 გრადუსზე ნაკლები კუთხისთვის) მათემატიკური ქანქარას რხევის პერიოდი დამოკიდებული არ არის რხევის ამპლიტუდაზე-წონასწორობის მდებარეობიდან მაქსიმალურ გადახრაზე.

ჰიუგენსის ფორმულას  დიდი გამოყენება აქვს გეოლოგიაში-სასარგებლო წიაღისეულის ძიებისას, რადგან g დამოკიდებულია ქანების სიმკვრივეზე. თუ g-ს რიცხვითი მნიშვნელობა მაღალია, მაშინ აღნიშნულ ადგილზე წიაღისეულის არსებობის ალბათობა დიდია.

მესამე ჯგუფმა  ფორმულის გამოყენებით გამოთვალა g-ს რიცხვითი მნიშვნელობა.

მეოთხე ჯგუფმა ჩაატარა ცდა მათემატიკური ქანქარას საშუალებით, გამოითვალა პერიოდი (გაზომა დრო და რხევათა რიცხვი) ქანქარას სიგრძე და ჰიუგენსის ფორმულიდან გამოთვალეს g მნიშვნელობა მოცემული მომენტისთვის და შეადარეს თავისუფალი ვარდნის აჩქარების მუდმივას. გამოითვალეს აბსოლუტური და ფარდობითი ცდომილებები. ცდის შედეგებით მოსწავლეებმა გააკეთეს დასკვნა, რომ მათი ცდების ცდომილებები მისაღებია.

 

პროექტზე მუშაობა საინტერესო იყო იმ მიზნით, რომ მოსწავლეებმა შეძლეს ნასწავლი მასალის დაკავშირება ახალ მასალასთან,  შეაჯამეს რხევითი მოძრაობა. გაეცნენ ფორმულის პრაქტიკაში გამოყენების მნიშვნელობას. იმუშავეს ცხრილურ მონაცემებზე. გაიხსენეს აბსოლუტური და ფარდობითი ცდომილების განსაზღვრა. ცდით დარწმუნდნენ რომ, ჰიუგენსის ფორმულიდან მიღებული g-ს მნიშვნელობა მიახლოებით უტოლდებოდა მუდმივას მნიშვნელობას.

 ვფიქრობ, რომ ჩემ მიერ ჩატარებული პროექტის შედეგად,  მოსწავლეებს  გაუჩნდათ ინტერესი ფიზიკაში  ნასწავლი მასალა დაუკავშირონ  ყოველდღიურ ცხოვრებას. ეს პროექტი ხელს შეუწყობს მაღალი სააზროვნო უნარების განვითარებას და მიღებული ცოდნის სხვადასხვა სიტუაციაში გამოყენებას.   მოსწავლეზე ორიენტირებული სასწავლო პროცესისა და ინოვაციური მეთოდების დანერგვა სასწავლო პროცესში ხელს შეუწყობს მათში გაზომვებისა და გამოთვლების   უნარ-ჩვევების განვითარებას;

 

 

პროექტის ფარგლებში შეიქმნა ბლოგი  https://rxevebi.blogspot.com/

სადაც თავმოყრილია პროექტის მასალები

 

 

 25.10.2022  ნ.წურწუმია