5В060400-”Физика” мамандығының 4-курс студенті Сейітқадыр Абзал

зерттеу»

жоғары білім алуға деген сұраныс артуда.
Физикадан жоғары деңгейдегі олимпиадаларға

сапалы түрде дайындау үшін, белгілі типтегі тапсырмаларды орындауда қолданылатын әдістер мен тәсілдерді бөліп алу қажет. Білім алушыларға әр бір әдістің ерекшелігінің мәні түсіндірілуі, осы әдістің қолданылуы бірнеше мысалдармен көрсетілуі, әдісті қолдана білу дағдысы басқа, осындай және осыған ұқсас күрделі есептерді өз бетінше шешу арқылы бекітілуі тиіс. Дайындықтың мұндай жүйесі өте тиімді, себебі білім алушылардың есептерді шешуге қажетті білім мен білік дағдылары қолданылатын әдістердің негізінде жүйелендірілген болып шығады.

құрылымдық есептерді жинақтап, олардың шешу әдістерін зерттеу.

идеялардың мағынасын ашатын қысқаша шешуі беріледі.
Бұл дипломдық жұмыста:
стандартты

емес физикалық есептерді шешудің идеяларын, әдіс тәсілдерін сипаттау;
осы идеялардың әдістері мен тәсілдердің қолданылуын бейнелейтін арнайы таңдап алынған есептер жиынтығы;
берілген есептердің қысқаша шешуі берілген.

әдебиет көздеріне шолу жасалған және шешілетін есептің қойылуы берілген.
Екінші

тарау есептер жинағын жасауға және оның құрылымына арналған.
Үшінші тарауда осы дипломдық жұмыста көрсетілген есептердің шарттары берілген. Аталған есептердің шешулері 1-қосымшаға енгізілген.

тұрады, олардың әрқайсысы «Электростатика» курсының сәйкес тақырыбына арналған:
«Электростатикалық өрістің

күштік сипаттамалары»;
«Электростатикалық өрістің кернеулік векторының ағыны»;
«Электростатикалық өріс потенциалы»;
«Электростатикалық өрістің энергиясы».

қарастырылған. Дипломдық жұмыстың негізіне жататын есептер мен олардың шығару әдістері:

1.1)

Зарядтардың орнықтылық жағдайын қарастыру. Бұл әдіс жүйенің тепе-теңдік жағдайындағы виртуалды орын ауыстыру әдісін осы жағдайлардың орнықтылығын талдау үшін қолдануға негізделген.

1.2) Өріс кернеуліктерінің суперпозиция принципін қолдану. Берілген әдіс көптеген зарядтар жүйесі тудыратын кеңістіктегі өріс кернеуліктерін анықтау туралы есептерді шешу үшін қолданылады.

жазықтықтардың бөліктеріндегі өріс кернеуліктерінің нормаль компоненттерін есептеу.
1.5) Электростатикалық өрістің қысымын

табу арқылы күшті есептеу. Бұл әдісті сфералық біртекті зарядталған сегменттердің нүктелік зарядтармен және бір-бірімен өзара әсерлесу күштерін табуда қолданған ыңғайлы.
1.6) Зарядтардың суперпозиция принципін қолдану.
1.7) Өріс кернеулігін есептеу үшін өлшемдік әдісті қолдану. Бұл әдіс өріс кернеулігін есептеу үшін жүйенің параметрлерінің еселік өзгеруінде қолдануға ыңғайлы.

ағынын табу арқылы жазықтықтың зарядталған бөлігіне әсер ететін күштің қалыпты

компоненттерін есептеу.
2.2) Симметриялы зарядтар жүйесі тудыратын өрістердің кернеуліктерін есептеу үшін Гаусс теоремасын қолдану. Бұл әдіс шексіз симметриялы зарядталған денелердің өрістерінің кернеуліктерін есептеуге ыңғайлы.
2.3) Электростатикалық өріс кернеулігінің сызықтарын зерттеу үшін Гаусс теоремасын қолдану.
3.1) Өріс потенциалының суперпозиция принципін қолдану. Бұл әдіс кеңістікте көптеген зарядтар жүйесі тудыратын өріс потенциалын табу туралы есептерді шешу үшін қолданылады.
3.2) Потенциалды есептеу үшін өлшемдік әдісті қолдану.
Бұл әдіс жүйенің параметрлерінің еселік өзгеруінде өріс әлеуетін есептеу үшін қолдануға ыңғайлы.

өткізгіштің барлық эквипотенциалды нүктелерінен потенциалы ең оңай анықталатын нүктені таңдауда.
3.4)

Электростатикалық кескіндер әдісі. Бұл симметрияның белгілі бір түрлері болған жағдайда зарядталған денелер мен өткізгіш денелер арасындағы өзара әрекеттесу күшін есептеуге мүмкіндік береді.
3.5) Өткізгіш денелер жүйесі үшін потенциалдар мен зарядтардың байланыс сызықтарын пайдалану.
4.1) Релятивистік емес жүйелерде энергияның сақтау заңын қолдану.
4.2) Виртуалды орын ауыстырулар әдісі арқылы электростатикалық күштерді есептеу.
4.3) Электростатикалық өрістің қысымын және потенциалдық энергиясын өріс энергиясының тығыздығын табу арқылы есептеу.

жұмыста тиісті бөлімдерге жататын 96 есептің шарттары мен шешімдері ұсынылған.

Жұмыста көрсетілген есептерді шешу әдістерінінің көпшілігі айтарлықтай толықтырылған және қайта өңделген.

ЭЛЕКТРОСТАТИКАДАН КҮРДЕЛІ ЕСЕПТЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ШЫҒАРУ ӘДІСТЕРІ

Есеп №1.

Зарядтардың біріне әсер ететін күштердің үшбұрышын салайық. Екінші заряд тарапынан әсер ететін Кулон күші горизонталь бағытталған, ауырлық күші – вертикаль, тірек реакция күші горизонтальға 450 жасай бағытталады, яғни ол инеге перпендикуляр. Осылайша, күштер үшбұрышы тік бұрышты және тең бүйірлі, яғни Кулон күші мен ауырлық күші бір-біріне тең

Осыдан

нүктесіндегі өріс кернеулігі әр жазықтықтың өріс кернеулігінен құралады. Біртекті зарядталған

шексіз жазықтықтың өріс кернеулігі модулі бойынша

тең болады және жазықтыққа перпендикуляр бағытталады. Кеңістіктің астыңғы және үстіңгі бөліктеріндегі кернеулік векторларының қосындысы горизонталь бағытталады, ал оң жіне сол жақта – вертикаль бағытталады

Геометриялық тұрғыдан мына жауапты аламыз:

Есеп үшбұрыштың барлық үш қабырғасы да шеңбердің доғасына сәйкес келетін

нүктені анықтауға әкеліп соғады, және осы үш доға толық шеңберді құратындай етіп біріктіріледі.

Ізделінді нүкте – І инцентр

үшбұрыш ішіндегі шеңбердің центрі,

ОАВС кубтың бір бөлігі толық
дене бұрышының сегізден бір бөлігін

алып

тұрады,

берілген нүктедегі өріс кернеулігі мынаған тең:

өрістің кернеулігі Е-ге болсын және бөліктің нормаліне
α
бұрышпен бағытталсын. Сонда

бөлікке әсер етуші күштің нормаль
құраушысы мынаған тең:

Электростатикалық өрістің нормаль компонентінің толық шамасы мынаған тең болады:

Есеп №55.

Дискіні қалыңдығы

жұқа сақиналарға бөлейік. Радиусы

осындай сақиналардың біріне алдыңғы есепте алынған нәтижені қолданамыз.
Дискінің центрі үшін:

Бұдан алатынымыз:

айналық кескінін құруға болады. Екі
нақты заряд пен оның екі

кескіні өткізгіш жазықтыққа қатысты симметриялық
орналасып, бір түзудің бойында жатсын. Кескін тарапынан нақты зарядтарға
әсер ететін барлық күштерді қосамыз:

Өткізгіш денелер жүйесі үшін потенциалдар мен зарядтардың сызықтық байланысын қолдану.

Алыстатылған өткізгішпен қосылғаннан кейінгі шариктердің потенциалына арналған өрнек:

18 түрлі әдістері қарастырылған. Бұл әдістер 96 есептің көмегімен
көрсетілген,

қысқаша шешімдері берілген.

Дипломдық жұмыстың элементтері педагогикалық тәжірибе кезінде 10-11
сынып оқушылары арасында, және «Физика» кафедрасында жүргізілетін
«Физикалық есептерді шешу әдістемесі», «Физиканы оқытудың теориясы мен
әдістемесі» пәндерін оқыту барысында апробациядан өтті.

Бұл дипломдық жұмыстың ғылыми-әдістемелік құндылығы - жұмысты орындау барысында күрделі физикалық есептерді шешудегі идеологиялық тәсілдерге негізделген ерекше құрал түрі жасалғанымен анықталды.

Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы - жұмыс мектеп оқушылары мен студенттерге электростатиканың күрделі есептерін шешуде оқу сапасын жақсартуға, сонымен қатар мұғалімдердің құзыреттілігін арттыруға көмектеседі.