Mavzu: Akademik litseylar fizika kursida “mexanika ” bo’limini bayon qilish uslubi

2. Kinematikani o’qitish uslubi

Kollej va litseylarning fizika kursida kinematika bo’limi birinchi o’rganilib, unda to’g’ri chiziqli tekis, tekis o’zgaruvchan va aylana bo’ylab tekis harakatlar va ularning haraktyeristikalari o’rganiladi. Avval kinematikaning kirish qismida mexanik harakat, sanoq sistemasi, harakatning nisbiyligi, fazo va vaqt, harakatni o’rganish bosqichlari, moddiy nuqta, traektoriya, yo’l va ko’chish, ilgarilanma harakat, vektorlar ustida amallar ko’rib chiqilib, keyin to’g’ri chiziqli harakatni o’rganishga o’tiladi. Bu va boshqa tushunchalar darslikda yaxshi berilgan bo’lishiga qaramasdan ularning ba’zi birlariga metodik tavsiyalar berib o’tishni lozim topdik.
Harakatning nisbiyligini tushuntirishda quyidagicha tajribadan foydalanish yaxshi natija beradi: Uzunligi 1 m bo’lgan 4 ta g’ildirakka o’rnatilgan taxtacha (platforma) ustiga aravacha(o’yinchoq mashina) qo’yib, tajriba stoliga o’quvchilarga ko’rinadigan qilib joylashtiramiz. Aravachani tinch turgan taxtacha bo’ylab harakatlantiramiz va u atrofdagi jismlarga nisbatan, binobarin taxtachaga nisbatan ham harakat qilayotganini, Shu bilan birga taxtachaning o’zi aravachaga nisbatan harakat qilayotganini tushuntiramiz. Tajribadan ko’ramizki, har qanday harakat nisbiydir; jismlar birbirlariga nisbatan harakat qiladilar. Tinchlik ham nisbiydir: Taxtacha stolga nisbatan tinch xolatda, aravachaga nisbatan harakatda bo’ladi. Sanoq jismi sifatida bir brusokni olib, uni ketma-ket ravishda stolga, taxtachaga, aravachaga qo’yib, quyidagi tajribalarni qilamiz:
1) aravachani taxtacha bo’ylab harakatlantiramiz (taxtacha stolga nisbatan tinch turadi);
2) aravachani o’rnidan qo’zg’atmay (ushlab turiladi), uning ostidagi taxtachani stol bo’ylab siljitamiz,
3) ustida tinch turgan aravachasi bilan taxtachani siljitamiz,
4) taxtachani stol ustida, aravachani taxtacha ustida bir vaqtda bir tomonga xarakatlantiramiz (siljitamiz). O’quvchilar bilan suhbat orqali ketayotgan vagon ichida yuqoridan tushayotgan jism vagonga nisbatan to’g’ri chiziqli, yerga nisbatan egri chiziqli harakat qilishini; aylanayotgan tarnovcha ichidagi sharchning harakati tarnovga nisbatan to’g’ri chiziqli, Yerga nisbatan egri chiziqli harakatda bo’lishini chizmalar bilan aniqlaymiz. Oxirida “harakatlarning nisbiyligi o’quv fil’mi”ni namoyish qilib o’quvchilar bilimini mustahkamlaymiz. d) Jismlarning harakat qonunlarini o’rganishda fazo va vaqt tushunchalarini aniq tasavvur qilish muhim ahamiyat kasb etadi. Ma’lumki, hamma moddiy jismlar hajmga ega bo’lganliklari uchun ular muayyan joyni egallaydi va birbirlariga nisbatan qandaydir tarzda joylashgan bo’ladi. Jism o’z harakati tufayli vaziyatlarini (o’rinlarini) o’zgartiradi. Bu o’zgarish, tabiiyki, fazoda sodir bo’ladi va ma’lum vaqt oralig’ida amalga oshadi. Har qanday mexanikaviy jarayon biror vaqt oralig’ida fazoda sodir bo’ladi. Vaqt-hodisalarning ketma-ket o’zgarish tartibini ifodalaydigan fizik kattalikdir. Jismlar harakatini fazo va vaqtdan ajralgan holda tasavvur qilib bo’lmaydi. Shuning uchun ham jismlarning mavjudligi va ularning harakatlari fazoda va vaqt ichida sodir bo’ladi, deb qaraladi. Nyutonning nuqtai nazarida fazo va vaqt mutlaqdir: Fazo bir jinsli bo’lib, hamma yo’nalishlarda xususiyatlari bir xildir, vaqt tashqi muhitga va jism harakatiga bog’liq bo’lmagan holda bir tekis o’tadi. Relyativistik mexanika vaqt va fazo haqidagi fikrni bir oz o’zgartirish lozimligini ko’rsatadi. Nyuton mexanikasi relyativistik mexanikaning xususiy xoli ekanini (kvant mexanikasining ham xususiy holi ekanini) tushuntirib o’tamiz.
1) Mexanik harakat haqida tushuncha berish vaqtida jismning harakatini o’rganish uning vaziyatini vaqt o’tishi bilan qanday o’zgarishini bilshni anglatilishini, agar bu o’zgarish ma’lum bo’lsa, jismning istalgan paytdagi vaziyatini bilish mumkin ekanligini, mexanikaning asosiy masalasi ana shundan - jismning istalgan paytdagi vaziyatini aniqlashdan iborat ekanligini, mexanikaning asosiy masalasini hal qilish uchun jism qanday harakat qilishini, qanday harakatda jismning vaziyati vaqt o’tishi bilan qanday o’zgarishini qisqa va aniq ko’rsata bilish kerakligi, ya’ni mexanik xarakatni ifodalaydigan kattaliklar o’rtasidagi bog’lanishlarni aniqlash lozimligi, buni esa kinematikada ko’rib chiqishimizni aytib o’tamiz.
a) Sanoq sistemasi haqidagi tushunchani berish vaqtida quyidagilarni qo’shimcha qilib ketish maqsadga muvofiq:
b) agar jism to’g`ri chiziq bo’ylab harakat qilsa uning harakatini bitta koordinata o’qi yordamida o’rganish mumkinligi, agar jism biror tekislikda harakat qilsa uning harakatini ikkita koordinata o’qi yordamida o’rganish mumkinligi;
d)agarda jism fazoda ixtiyoriy yo’nalishlar bo’ylab harakat qilsa uning harakatini uchta koordinata o’qi yordamida o’rganilishini aytib, misollar keltirib chizmalar yordamida tushuntiramiz.
e) Moddiy nuqta haqida tushuncha berayotganimizda o’quvchilar ko’rgan va idrok qiladigan misollardan ko’proq keltirish maqsadga muvofiqdir. Masalan, poezdni Toshkentdan Andijonga ketayotganda moddiy nuqta deb qarash mumkinligini, lekin u daryo ko’prigidan o’tayotganda ko’prikka nisbatan moddiy nuqta deb bo’lmasligini, o’quvchi uyida gimnastika qilayotganda moddiy nuqta bo’lmasligi, uyidan maktabga ketayotganda moddiy nuqta deb qarash mumkinligi tushuntiramiz.
f) Ko’chish va yo’l haqida tushuncha berilayotganda harakatlanayotgan jismning boshlang’ich va oxirgi vaziyatlarini o’quvchilar to’g’ri tasavvur qilishlari lozim, aks holda ular jismning boshlang’ich va oxirgi vaziyatlari deganda uning tinch turgan va to’xtagan paytdagi vaziyatlarini tushunadilar.
Harakatlanayotgan jismning harakatini kuzatishga boshlangan paytdagi vaziyatini boshlang’ich vaziyati, harakatni kuzatishni tugatgan paytdagi vaziyatini oxirgi vaziyat deb yuritilishini chizmalar yordamida tushuntiramiz. Shundan keyin yo’l va ko’chishini ta’rifini berib, yo’l skalyar, ko’chish vektor kattalik ekanini uqdiramiz.

3.