физика, МОДО 2025 жыл

Табиғатты зерттеудің ғылыми әдістері

Табиғатты зерттеу – ғалымдардың қоршаған ортаның әртүрлі аспектілерін зерттеу үшін қолданатын әртүрлі әдістері мен тәсілдерін қамтиды. Төменде табиғатты зерттеудің кейбір негізгі әдістері берілген:

Бақылау – объектілерді және табиғат құбылыстарын бұрмалаусыз көзбен бақылауды қамтиды. Бақылауларды арнайы құралдарды пайдалану арқылы жасауға болады.

Гипотеза – бақылаулар немесе логикалық пайымдаулар негізінде тұжырымдалған және одан әрі зерттеу арқылы тексеруге жататын ғылыми негізді болжам.

Эксперимент – себеп-салдар байланыстарын зерттеу және гипотезаларды растау үшін қолданылатын табиғатты зерттеу әдісі. Эксперименттерде белгілі бір параметрлер өзгертіліп, кейін олардың зерттеу объектісіне әсері зерттеледі.

Мәтін бойынша табиғатты зерттеудің қанша әдісі баяндалған

Сурет бойынша табиғатты зерттеудің бақылау әдісі кезінде қолданылатын құралды көрсетіңіз

1-сурет

Сурет бойынша табиғатты зерттеудің гипотеза әдісін көрсетіңдер

2-сурет

Сурет бойынша табиғатты зерттеудің эксперимент әдісі кезінде қолданылатын құралды көрсетіңіз

3-сурет

Саяхат

Асқар Наурыз мерекесіне арналған демалыста Алматы қаласынан Шымкент қаласына саяхаттауға шешім қабылдады. Саяхатқа шығу үшін ол өзінің жеке көлігімен жүруді таңдады.

Саяхаттың қалай жүзеге асатындығын алдын-ала болжау үшін заманауи электрондық-анықтамалық карталардың біріне өзінің саяхаты жайлы мәліметтерді енгізді.

Нәтжесінде саяхаттың жалпы ұзақтығы шамамен 8 сағат 39 минутты, ал, жеңіл көлік арқылы қала аралық күре жолдармен жүріп өтетін қашықтық 689 километрді құрайтынын анықтады.

Сонымен қатар, электрондық-анықтамалық картадан екі мегаполис арақашықтығын түзу сызық бойымен де өлшеп көрген кезде, арақашықтық 500 километрді құрады.

Электрондық-анықтамалық карта мәліметтері бойынша Асқардың көлікпен жүрген кездегі жолы

689 км

Электрондық-анықтамалық карта мәліметтері бойынша Асқардың көлікпен жүрген кездегі орын ауыстыруы

500 км

Асқардың барлық жолдағы орташа жылдамдығын есептеңдер

79,65 км/сағ

Асқардың жүріп өткен жолы, орын ауыстыруынан қанша артық

Алматы-Амстердам саяхаты

Саяхат жасау адамадарды ерте замандардан бастап қызықтырған. Адамдер көлік әр түрлі техникалық құралдарды пайдаланды. Оларға жаяу жүруден бастап, жануарларды, кеме, автомобиль құралдары және ұшақ жатады.

Ақпараттық технологияларды пайдалану адамдарға саяхат жасаудың алдында көптеген мәліметтер алуға мүмкіндік берді. Енді тіпті мүлдем таныс емес мемлекетке немесе қалаға бурі үшін 2 ГИС, гугл планета (Google Earth)сияқты қосымшаларды пайдаланып, алдын ала болжам жасауға мүмкіндік бар.

Суретте Алматыдан Амстердамға (Нидерланды) саяхат жасаудың мүмкін болатын жолдары көрсетілген.

Саяхатшы екі қала арасын көлікпен жүріп өткендегі орташа жылдамдығы

85 км/сағ

Саяхатшы екі қала арасын жаяу жүріп өткен болса, оны материялық нүкте деп есептеу мүмкін болатын жағдай

Саяхатшының екі қаланың ортасын жүріп өткендегі жолын есептегенде

Саяхатшы екі қала арасын жаяу жүріп өтуге қажет болатын уақыт, көлікпен жүруге қажет болатын уақыттан қанше есе артық екендігін есептеңдер

18,24 есе

Егер саяхатшы ұшақпен ұшуға шешім қабылдаған болса, оның жолақы төлеу себебін көрсетіңдер

орын ауыстыру үшін

Көктебедегі астрономиялық бақылау

Астроном бақылау жүргізу үшін алдымен Көктөбеге келді. Алайда қала шамдарының жарығының көптігінен бақылау жүргізу қолайсыз болғандықтан ол Фесенков атындағы Астрофизикалық институт аумағына баруға шешім қабылдап жолды алдын-ала жоспарлау үшін 2 ГИС қосымшасын пайдаланды. Қосымша төмендегідей мәліметтерді көрсетті.

Егер астроном көлікпен жүруді таңдаса оның барлық жолдағы орташа жылдамдығы

28,3 км/сағ

Егер астроном қоғамдық көлікпен жүруді таңдаса оның барлық жолдағы орташа жылдамдығы

8,1 км/сағ

Астроном көлікпен жүрген кездегі орташа жылдамдығының қоғамдық көлікпен жүргендегі орташа жылдамдығынан

3,5 есе үлкен

Егер астроном такси қызметін пайдалануға шешім қабылдаған болса, оның жолақы төлеу себебін көрсетіңдер

жол үшін

Конденсаторлар

Конденсаторлар дегеніміз электр энергиясын жинақтайтын құрылғы. Ол диэлектрикпен бөлінген, ток өткізетін екі пластинадан құралады. Энергия диэлектриктің электр өрісінде жиналады. Осы кезде конденсатордың астарлары қандай бір энергияны жинайды.

Конденсатордың негізгі сипаттамасы – оның сыйымдылығы. Сыйымдылықтың өлшем бірлігі – фарад. Конденсатордың сыйымдылығы үлкен болған сайын, ол көбірек заряд жинақтай алады. Микроэлектроникада конденсаторларың мынадай сыйымдылықтары қолданылады:

Сонымен қатар, конденсатордың басқа да параметрлері оны таңбалау кезінде көрсетіледі. Атап айтқанда, номинал кернеуі; жұмыс жасау жиілігі, климаттық қолданылуы, сериясы, сыйымдылықтың рұқсат етілген ауытқуы және т.б.

Суретте көрсетілген конденсатордың сыйымдылығын анықтаңдар

1 мкФ

Суретте көрсетілген конденсатордың номинал кернеуін анықтаңдар

450 В

Суретте көрсетілген конденсатор сыйымдылығының рұқсат етілген ауытқуы

Суретте көрсетілген конденсатордың жинақтай алатын заряд шамасы

0,45 мКл

Саяхат

Асқар Наурыз мерекесіне арналған демалыста Алматы қаласынан Шымкент қаласына саяхаттауға шешім қабылдады. Саяхатқа шығу үшін ол өзінің жеке көлігімен жүруді таңдады.

Саяхаттың қалай жүзеге асатындығын алдын-ала болжау үшін заманауи электрондық-анықтамалық карталардың біріне өзінің саяхаты жайлы мәліметтерді енгізді.

Нәтжесінде саяхаттың жалпы ұзақтығы шамамен 8 сағат 39 минутты, ал, жеңіл көлік арқылы қала аралық күре жолдармен жүріп өтетін қашықтық 689 километрді құрайтынын анықтады.

Сонымен қатар, электрондық-анықтамалық картадан екі мегаполис арақашықтығын түзу сызық бойымен де өлшеп көрген кезде, арақашықтық 500 километрді құрады.

Электрондық-анықтамалық карта мәліметтері бойынша Асқардың көлікпен жүрген кездегі жолы

689 км

Электрондық-анықтамалық карта мәліметтері бойынша Асқардың көлікпен жүрген кездегі орын ауыстыруы

500 км

Асқардың барлық жолдағы орташа жылдамдығын есептеңдер

79,65 км/сағ

Асқардың жүріп өткен жолы, орын ауыстыруынан қанша артық

Өткізгіштерді аралас жалғау

Өткізгіштерді жалғаудың кең тараған екі түрі бар: тізбектей жалғау және параллель жалғау.

Өткізгіштерді тізбектей жалғау кезінде, тізбектегі ток күші тармақталмайды, сондықтан барлық өткізгіштегі ток күші тұрақты, кернеу барлық оның жеке бөліктеріндегі кернеулердің қосындысына тең болады. Ал, тізбектің жалпы кедергісі әр өткізгіштің кедергісінің қосындысымен анықталады.

Өткізгіштерді параллель жалғау кезінде, кернеу тұрақты, ток күші әрбір өткізгіштегі ток күштерінің қосындысына тең болады. Ал, тізбектің жалпы кедергісі кемиді.

Сонымен қатар іс жүзінде өткізгіштерді аралас жалғау әдісі де жиі қолданылады.

Суретте көрсетілген өткізгіштерді жалғау тәсілі

Аралас

Суретте көрсетілген тізбектің жалпы кедергісі

10 Ом

Кілтті тұйықтағаннан кейін тізбек арқылы жүретін ток күшін есептеңдер

0,9 А

Егер кедергісі 20 Ом өткізгіштегі кернеу 6 В болса, онда кедергісі 10 Ом өткізгіштегі кернеуді анықтаңдар

3 В

Өлшеуіш цилиндр

Денелер пішіні бойынша дұрыс және дұрыс емес пішінді болып бөлінеді. Дұрыс пішінді денелермен өлшеу жүргізу қиындық тудырмайды. Ұзындықты өлшейтін құралмен кез келген парамтері бойынша есептеу жүргізу тиімді.

Алайда табиғатта барлық денелер дұрыс пішінде емес. Олардың басым көпшілігі дұрыс емес пішінді болып келеді. Ондай денелердің өлшемдерін анықтау үшін қолданылатын құралдардың бірі – өлшеуіш цилиндр.

Өлшеуіш цилиндр арқылы дененің көлемін анықтауға болады.

Өлшеуіш цилиндрдің бөлік құны

5 мл

Өлшеуіш цилиндрдің өлшеу қателігі

2,5 мл

Өлшеуіш цилиндр арқылы анықталған дене көлемі

30 мл

Өлшеуіш цилиндр арқылы анықталған дене көлемін өлшеу қателігін ескере отырып жазыңдарC

мл

Ең ұзақ саяхат

Саяхат жасау адамдарды ерте замандардан бастап қызықтырған. Адамдар көлік ретінде әр түрлі техникалық құралдарды пайдаланды. Оларға жаяу жүруден бастап, жануарларды, кеме, автомобиль құралдары және ұшақ жатады.

Ақпараттық технологияларды пайдалану адамдарға саяхат жасаудың алдында көптеген мәліметтер алуға мүмкіндік берді. Енді тіпті мүлдем таныс емес мемлекетке немесе қалаға бару үшін 2 ГИС, гугл планета (Google Earth) сияқты қосымшаларды пайдаланып, алдын ала болжам жасауға мүмкіндік бар.

Суретте адам баласы жаяу саяхат жасай алатын ең ұзақ аралық көрсетілген. Ол Ресейдің Магадан қаласы мен Оңтүстік Африка Республикасының Кейптаун қалалалары.

Саяхатшының екі қала арасын жаяу жүрген кездегі жолы

21 526 км

Саяхатшының екі қала арасын жаяу жүруге қажет болатын уақыт

4729 сағат

Саяхатшының екі қала арасын жаяу жүріп өткендегі орташа жылдамдығы

4,6 км/сағ

Саяхатшының екі қала арасын көлікпен жүріп өткендегі орташа жылдамдығы

64,4 км/сағ

Табиғат құбылыстары

Табиғатта болып жатқан кез келген өзгерістер табиғат құбылыстары деп аталады. Мысалы, жер сілкінуі, жанартаудың атқылауы, су басуы.

Табиғат құбылыстарын бірнеше түрге топтастыруға болады. Атап айтқанда физикалық құбылыстар, химиялық құбылыстар, астрономиялық құбылыстар, геологиялық құбылыстар.

Физика ғылымы зерттейтін табиғат құбылыстарын физикалық құбылыстар деп атайды.

Физикалық құбылыстарды да өз кезегінде бірнеше түрге топтастыра аламыз. Оларға атап айтатын болса, денелердің қарапайым қозғалысымен байланысты механикалық құбылыстар; денелердің температурасының өзгеруіне байланысты жылулық құбылыстар, дыбыстың пайда болуы және таралу заңдылықтарымен байланысты дыбыстық құбылыстар және т.б. көптеген физикалық құбылыстарды табиғатта кездестіре аламыз.

I суреттегі физикалық құбылыстың түрін ажыратыңдар

механикалық құбылыс

II суреттегі физикалық құбылыстың түрін ажыратыңдар

жылулық құбылыс

III суреттегі физикалық құбылыстың түрін ажыратыңдар

дыбыстық құбылыс

IV суреттегі физикалық құбылыстың түрін ажыратыңдар

жарық құбылыс

Гармоникалық тербелістер

Тербелістер дегеніміз белгілі уақыт өткен сайын дәлме-дәл немесе жуықталып қайталанатын қозғалысты айтамыз.

Гармоникалық тербелістер дегеніміз синус немесе косинус заңы бойынша өзгеретін тербелістер.

Тербелістерді мынандай шамалармен сипаттауға болады: тербеліс амплитудасы, тербеліс приоды, циклдік жиілік және т.б.

Тербеліс амплитудасы – тербеліс кезіндегі тепе-теңдіктен ең үлкен ауытқу шамасы.

Тербеліс периоды – дене қозғалысы қайталанатын ең аз уақыт.

Циклдік жиілік – секундта жасалатын тербеліс саны.

Суретте көрсетілген гармоникалық тербелістің амплитудасын анықтаңдар