Մաթեմատիկայի եւ ֆիզիկայի դպրոցական դասընթացներում արագության որոնման հարցի վերաբերյալ հարցերի ուսումնասիրություն

Արագության հասկացությունը հանդիսանում է մեկ օբյեկտի, ինչպես նաեւ որոշակի համակարգի դինամիկ պարամետրերի բնորոշման բանալին: Ճիշտ է, արագությունը ամենակարեւոր ֆիզիկական քանակն է, որը բնութագրում է շարժումը, եւ շարժման հասկացությամբ, անձը անընդհատ հանդիպում է իր կյանքում: Եվ դա նշանակություն չունի, նկատի ենք առնում մոլեկուլների կամ բեռնատար մեքենաների շարժը , հետիոտնը կամ բազմամետրաչափ գնացքը: Ահա թե ինչու մաթեմատիկայի եւ ֆիզիկայի դպրոցական դասընթացների արագությունը ֆիզիկական քանակի ուսումնասիրությունը տեւում է շատ ժամանակ, եւ այդ ուշադրությունը կախված է ոչ միայն այն հանգամանքից, որ անձը մշտապես դիմակայում է շարժմանը, այլեւ այն պատճառով, որ արագության հասկացությունը բազմազան բնույթ ունի:

Առաջին խնդիրները, թե ինչպես կարելի է գտնել արագությունը, աշակերտները բավարարում են տարրական դպրոցի մաթեմատիկայի դասընթացում (որպես կանոն, դրանք են 3-րդ եւ 4-րդ դասարանները): Իհարկե, այս խնդիրները տարրական են եւ նվիրված են մեխանիկական շարժման իդեալական մոդելի քննությանը: Մարմինների տեղահանման մաթեմատիկական նկարագրության հետ ծանոթանալը սկսվում է ամենակարեւոր հասկացություններից `ճանապարհը, արագությունը եւ ժամանակը, եւ ճանապարհը, տեղաշարժի արագության արդյունք է, հայտնի տեղական բանաձեւը:

Միեւնույն փուլում մաթեմատիկայի դպրոցական դասընթացում համարվում է արտադրողականության հայեցակարգը `ուսանողներին ասելով, թե ինչպես պետք է գտնել արտադրության արագությունը: Այս մոտեցումը շատ նպատակահարմար է, քանի որ այդ գործընթացների մաթեմատիկական նկարագրությունները նման են, եւ, հետեւաբար, ավելի հեշտ կլինի ուսանողներին հասկանալ, թե առաջին հայացքից նշանակություն ունի աշխատանքի եւ արտադրողականության բարդ հասկացությունները:

Մեխանիկական շարժման տարրական օրենքները տիրապետելուց հետո, մեկ մարմնի օրինակով, ուսանողները ծանոթացնում են միաժամանակ մի քանի մարմինների շարժման երեւույթի հետ: Իհարկե, տարրական դպրոցում այս գործընթացը դիտվում է տարրական օրինակների եւ իդեալական մոդելների մեջ: Ուսանողները խնդիրներ են լուծում եւ սովորում, թե ինչպես կարելի է գտնել մերձեցման արագությունը, եթե մեկ մարմինը մեկ ուրիշի կամ երկու մարմինների հետ մեկտեղ շարժվի:

Արագության խնդիրները շարունակում են հանդիպել աշակերտներին մաթեմատիկայի դպրոցի դասընթացի միջին մասում: Հինգերորդ դասարանում ուսանողները ծանոթանում են միջին արագության հայեցակարգին: Շատ կարեւոր է ընդգծել, որ միջին արագությունը եւ թվաբանական միջինությունը տարբեր արժեքներ են: Հաճախ աշակերտները շփոթում են այդ հասկացությունները, շարժմանն առնչվող խնդիրների համար մատնանշելով թվարկված բանաձեւը: Կարեւոր է բացատրել, թե ինչպես կարելի է գտնել արագությունը, եթե միջնորդությունը կատարվում է տարբեր, միմյանցից տարբեր ժամանակներում տարբեր արագություններով:

Մեխանիկական շարժման ավելի բարդ երեւույթները դիտվում են ֆիզիկայի դպրոցական դասընթացում, որը սկսում է ուսումնասիրել 7-րդ դասարանի աշակերտները: Նախ, այստեղ քննարկվում են հարցերի հետ կապված տարրական հասկացությունները, թե ինչպես կարելի է գտնել մարմնի շարժման նախնական արագությունը մինչեւ արագացման պահը, կամ ինչպես հաշվարկել մարմնի կողմից անցած ճանապարհը որոշ ժամանակ անց:

9-րդ դասարանում ուսանողները ծանոթանում են տեղահանության հայեցակարգին եւ դրա տարբերությունից: Մեխանիկական շարժման ուսումնասիրման նույն փուլում ուսանողները ներկայացված են դասական խնդիրների լուծումներով, թե ինչպես կարելի է գտնել միմյանց անկյունում շարժվող մարմինների կոնվերգենցիայի արագությունը եւ, մասնավորապես, ուղղահայաց:

Մեխանիկայի ընթացքը շարունակվում է նաեւ ֆիզիկայի դասընթացների ավագ էջում, սակայն այստեղ շեշտը դրվում է բազմաթիվ մարմինների միջնորդության կամ մարմնի բարդ տեղաշարժերի հետ կապված խնդիրների լուծմանը: Օրինակ, 10-րդ դասարանում շատ ժամանակ նվիրված է մարմնի շարժմանը նվիրված հորիզոնի տեսանկյունից:

Ի վերջո, մենք նշում ենք, որ արագության հասկացությունը տեղի է ունենում ոչ միայն մեխանիկայի մեջ, ուստի ուսանողները ֆիզիկայի այլ ճյուղերի ուսումնասիրության մեջ (էլեկտրոստատիկա, մագնիսատատում, մոլեկուլյար ֆիզիկա) նույնպես հանդիպում են մասնիկների շարժի (ներառյալ լիցքավորվածները), որտեղ նրանք սովորում են գտնել արագությունը Մոլեկուլների եւ ատոմների տեղաշարժը: