Жасанды серіктердің қозғалысы. - Физика, 9 сынып, 17 - сабақ

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Жасанды серіктердің қозғалысымен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру.
2. Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
3. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау
Сабақтың әдіс-тәсілдері:  Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.
Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, 

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі:  
1. Сәлемдесу;
2. Оқушыларды түгендеу;
3. Сынып болмесінің тазалығын тексеру;
4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);
5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.
А) теориялық білімдерін тексеру.
Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.
Б) есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.  
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша Жасанды серіктердің қозғалысымен танысамыз.
1.      Ауырлық күші деп қандай күшті айтады?
2.      Еркін түсу үдеуі қандай шамаға тәуелді?
3.      Денелердің еркін түсуі қандай қозғалыс түріне жатады?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:
Жасанды серіктер д ің қозғалысы. Ньютон ж±мыстарында денелердің парабола бойымен қ±лауынан Жерді айнала орбиталық қозғалысына қалай µтуге болатынын кµрсететін керемет сурет бар (107-сурет). “Жерге лақтырылған тас ауырлық к‰ші єсерінен т‰зу сызықты жолынан ауытқып, қисық сызық жасай Жерге қ±лайды. Егер тасты кµбірек жылдамдықпен лақтырса, ол алысырақ қ±лайды” – деп жазды Ньютон. Осы ойды жалғастырып, егер тасты биік тау басынан ‰лкен жылдамдықпен лақтырса, онда оның траекториясы ол тас Жерге ешқашан да қ±ламайтындай µзгеруі м‰мкін. Осылай тас Жердің жасанды серігіне айналады деп т±жырымдауға болады. Денені Жердің жасанды серігіне айналдыру ‰шін, Жер бетіне денеге берілетін ең аз жылдамдықты бірінші космостық жылдамдық деп атайды. 

Жасанды серікті қажетті биіктікке кµтеріп, горизонталь бағытта жеткілікті жылдамдық беру ‰шін зымырандар қолданылады. Одан кейін серік тасымалдаушы зымыраннан ажырап, єрі қарай Жердің гравитациялық µрісі єсерімен қозғалады (Айдың, К‰ннің жєне басқа планеталар єсерін б±л жерде елемейміз). Осы µрістің серікке беретін ‰деуі – g –еркін түсу ‰деуі болып табылады. Екінші жағынан серік шеңберлі орбитамен қозғалғандықтан бұл – центрге тартқыш ‰деу. Сондықтан б±л ‰деу серік жылдамдығының квадратының орбита радиуысына қатынасына тең. Сонымен, б±дан v =  gr .  Б±ған (43.1)-µрнекті қойып, алатынымыз: Біз серіктің орбиталық жылдамдығының формуласын алдық. Б±л жылдамдыққа радиусы r шеңберлік орбитамен Жер бетінен h би i кт i кте қозғалатын серік ие болады.  Бірінші космостық v₁ жылдамдықты табу ‰шін, серікті Жер бетіне жақын биіктікте, демек h << R_ж жєне r ≈ R_ж болады деп есептеу керек. Осыны (45.1) формулада ескерсек, мынаны аламыз: 

Осы формулаға сан мєндерді қойып, мынадай нєтиже аламыз: v₁ = 7900 м/с = 7,9 км/с.
Денеге осындай жоғары жылдамдық беру алғаш 1957 ж. КСРО-да С. П. Королев басшылығымен єлемде бірінші Жердің жасанды серігі (қысқаша ЖЖС) ±шырылғанда м‰мкін болды. Б±л серіктің ±шырылуы (108-сурет) зымыран техникасы, электроника, автоматты басқару, есептеу техникасы, сияқты салалардың кµрнекті жетістігі. 1958 ж. орбитаға бірінші америка серігі “Эксплорер-1” шығарылды, ол кейінірек, 60-жж. Франция, Австралия, Жапония, КХР, ¦лыбритания жєне т.б. елдерде ЖЖС – тер ±шыра бастады. Кµптеген серіктер америкалық тасымалдағыш зымырандарымен ±шырылады.
Қазіргі кезде жасанды серіктерді ±шыру ‰йреншікті іске айналды. Ғарышты зерттеулерді халықаралық деңгейде берілсе ж‰ргізу ‰рдіске айналып отыр. Єр т‰рлі елдерде ±шырылатын жасанды серіктерді негізгі екі класқа бµлуге болады: 
1. Ғылыми-зерттеуге арналған жасанды серіктер . Олар Жерді планета ретінде, оның жоғарғы атмосферасын, Жер айналасындағы ғарыштық кеңістікті, К‰нді, ж±лдыздарды жєне олардың арасындағы кеңістікті зерттеуге арналған. 
2. Қолданбалы серіктер . Олар жердегі халық шарушылығына қызмет етеді. Б±ларға байланыс, Жердің табиғи байлығын зерттейтін, метеорологиялық, навигациялық, єскери жєне т.б. серіктер жатады. 
Адамдар ±шуға арналған серіктерге басқарылатын корабль-серіктер жєне орбиталық станциялар жатады. 
Жер орбитасын ж±мыс істейтін серіктерден басқа қосалқы объектілер де айналып ж‰реді. Оларға тасымалдаушы зымырандардың соңғы сатылары, сияқты серіктер орбитаға шыққанда бµлініп қалатын бµлшектер жатады. Жерге жақын кеңістітегі ауа кедергісі µте кµп болғандықтан серіктер µте тµмен ±шырылмайды. Мысалы 160 км биіктікте серік тек бір айналым жасап қалың атмосфера қабаттарында жанып кетеді. Осындай себептен Жердің жасанды бірінші серігі 228 км биіктікте орбитаға шығарылып, ‰ш айдан кейін жанып кеткен.Биіктік артқан сайын атмосфера кедергісі азайып, h >300 км болғанда еленбейтіндей аз болады. Егер жасанды серікті бірінші ғарыштық жылдамдықтан кµп жылдамдықпен ±шыраса ие болады? – деген с±рақ туады. Егер аз ғана артық болса, онда дене Жердің жасанды серігі болып қалады, бірақ шеңберлік емес эллипстік орбитамен қозғалады. Жылдамдық, артқан сайын серік орбитасы “‰зіліп” кетіп т±йықталмаған (параболалық) траекторияға айналғанша созыла береді (109-сурет). 
Дене Жерді тастап т±йықталмаған траекториямен қозғалуы ‰шін оған Жер бетіне берілетін жылдамдықты екінші ғарыштық жылдамдық деп атайды. Екінші ғарыштық жылдамдық біріншіден √2 есе кµп: v 2  =  2   v 1  =  2G M З R З  = 11,2 км/с. 
М±ндай жылдамдыққа ие дене Жердің серігі болады. К‰ннің тарту аймағынан шығып К‰н ж‰йесінен кету ‰шін денеге ‰шінші ғарыштық жылдамдық беру керек. ‡шінші ғарыштық жылдамдық 16,7 км/с тең. Осындай жылдамдыққа ие болған автоматты планеталық “Пионер-10” (АҚШ) станциясы 1983 ж. адам тарихында алғаш болып К‰н ж‰йесінен шығып кетті. Қазір Барнад ж±лдызы бағытында ±шып барады. 

VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§17 дайындық сұрақтарын талдау.
1.      Жасанды серік неліктен Жерге құламайды?
2.      Бірінші ғарыштық жылдамдық берілген серік қалай қозғалады?
3.      Жердің жасанды серігінің айналу периоды 24 сағатқа тең болуы үшін ол Жерден қандай қашықтықта болуы керек?
4.      Орбита бойымен айналатын Жер серігіне қандай күш әрекет етеді?

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

1. 14-жаттығу 1,2

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §17,  14-жаттығу (3,4)