<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0"
	xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/"
	xmlns:wfw="http://wellformedweb.org/CommentAPI/"
	xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
	xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"
	xmlns:sy="http://purl.org/rss/1.0/modules/syndication/"
	xmlns:slash="http://purl.org/rss/1.0/modules/slash/"
	>

<channel>
	<title>Электронный научно-практический журнал «Современная педагогика» &#187; general physics</title>
	<atom:link href="http://pedagogika.snauka.ru/tags/general-physics/feed" rel="self" type="application/rss+xml" />
	<link>https://pedagogika.snauka.ru</link>
	<description></description>
	<lastBuildDate>Tue, 13 Jan 2026 08:00:35 +0000</lastBuildDate>
	<language>ru</language>
	<sy:updatePeriod>hourly</sy:updatePeriod>
	<sy:updateFrequency>1</sy:updateFrequency>
	<generator>http://wordpress.org/?v=3.2.1</generator>
		<item>
		<title>Использование Scilab для создания виртуальных лабораторных работ по курсу общей физики</title>
		<link>https://pedagogika.snauka.ru/2016/12/6545</link>
		<comments>https://pedagogika.snauka.ru/2016/12/6545#comments</comments>
		<pubDate>Sat, 31 Dec 2016 06:11:44 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Сухарев Евгений Михайлович</dc:creator>
				<category><![CDATA[Общая рубрика]]></category>
		<category><![CDATA[general physics]]></category>
		<category><![CDATA[individual approach]]></category>
		<category><![CDATA[kinematics]]></category>
		<category><![CDATA[laboratory works]]></category>
		<category><![CDATA[modeling]]></category>
		<category><![CDATA[Scilab]]></category>
		<category><![CDATA[technical specialties]]></category>
		<category><![CDATA[виртуальные лабораторные работы]]></category>
		<category><![CDATA[индивидуальный подход]]></category>
		<category><![CDATA[кинематика]]></category>
		<category><![CDATA[Моделирование]]></category>
		<category><![CDATA[общая физика]]></category>
		<category><![CDATA[технические специальности]]></category>
		<category><![CDATA[электрическое поле]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://pedagogika.snauka.ru/2016/12/6545</guid>
		<description><![CDATA[Лабораторные работы &#8211; составная часть любого курса физики, без них трудно представить понимание основных законов, их характера и прикладной значимости. Физика – наука экспериментальная, изучение основ постановки и анализа эксперимента формирует основные базовые компетенции исследователя, инженера и менеджера производства. С другой стороны, компьютерное моделирование становится все боле важным в современной физике и технике. Кроме того, [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p>Лабораторные работы &#8211; составная часть любого курса физики, без них трудно представить понимание основных законов, их характера и прикладной значимости. Физика – наука экспериментальная, изучение основ постановки и анализа эксперимента формирует основные базовые компетенции исследователя, инженера и менеджера производства. С другой стороны, компьютерное моделирование становится все боле важным в современной физике и технике. Кроме того, резко и постоянно возрастающая информатизация общества обуславливает информатизацию образования. Поэтому, наряду с традиционными лабораторными работами, большую роль в обучении роль начинают играть так называемые виртуальные работы, основанные на компьютерных моделях физических процессов. Важным фактором при изучении любой дисциплины является возможность самостоятельно планировать учебный процесс, степень личного участия в выполнении различных заданий. В вузах, как правило, лабораторные работы выполняются группами по два-три человека. При этом очевидно, что кто-то из студентов может принимать лишь пассивное участие. Степень полезности такой работы весьма сомнительна. Но так было всегда и надеяться на улучшение вряд ли возможно. В лучших вузах студент осуществляет все измерения и расчёты самостоятельно, но при этом резко возрастает стоимость подготовки специалиста.</p>
<p>Применение компьютеров для изучения физики достаточно давно и активно обсуждается в литературе как составная компьютеризации обучения физике, так и как средство лабораторно-компьютерного практикума. Например, в [1,2] отмечается важность и эффективность компьютерных практикумов и тренингов с целью выработки различных знаний и умений, овладения нужными компетенциями. Различные авторы для лабораторных работ предлагают использовать готовые модели или модели создаются в процессе выполнения. Существует целый ряд удачных пособий для студентов-физиков и продвинутых школьников, таких как [3,4], которые могли бы стать основой для комплекта виртуальных лабораторных работ, рассчитанных на два или даже три учебных семестра. На данный момент отсутствует удобное и достаточно глубокое методическое обеспечение с ориентацией на применение именно для изучения курса общей физики в технических вузах с малым количеством часов отводимых на дисциплину.</p>
<p>Автором в течение 2016 года были предложены лабораторные работы по курсу общей физике для студентов Сибирского государственного университета путей сообщения, факультет «Управление процессами перевозок”. Темы лабораторных работ: “Движение в поле тяжести”, “Электрическое поле линейной системы зарядов”. Работы предлагались в двух вариантах: полностью готовая модель, которую можно запустить, а результаты проанализировать и сравнить с теорией, а также программа с открытым исходным кодом, который можно менять для изменения параметров модели. Оба варианта можно было выполнять как во время занятий, так и дома. Студентам предлагался готовый вариант программы в Scilab, в минимальном варианте им нужно было только получить результат работы и проанализировать его. В расширенном варианте студенты могли менять часть файла программы, задавая другие начальные параметры или внешние условия. Часто это приводило к тому, что решалась задача из формально другого раздела вузовского курса физики (например, от движения в поле тяжести легко переходили к затухающим колебаниям).</p>
<p>В первой работе моделируется движение тела с начальной скоростью в поле тяжести Земли, траектория тела рассчитывалась как решение дифференциальных уравнений, составленных на основе второго закона Ньютона. Уравнения решались с помощью стандартных процедур Scilab. В итоге получали зависимость координат и скорости от времени, затем, также с помощью стандартных функций Scilab строились графики зависимостей координат скоростей от времени. Полученные графики сравнивались с теми, которые можно построить, исходя из уравнений кинематики. Сравнивая графики, студент может оценить, какую роль играют погрешности, вычислений, шаг дискретизации при решении систем уравнений численными методами на очень простом примере. При защите отчета лабораторной работы предлагалось, в частности, изменить код программы, чтобы можно было учесть внутреннее трение среды, а в продолжение этого – написать основу для лабораторной работы по моделированию движения тела в жидкости. На основе этой работы был также осуществлен студенческий научный проект по изучению возможностей системы Scilab применительно к курсу физики для специальностей с малым числом аудиторных занятий, проанализировано отношение студентов к работам такого типа, результаты опубликованы в [5]. Как показал опыт, работа над такого рода проектами сама по себе может стать составляющей освоения курса физики в качестве альтернативы традиционным учебным занятиям и в дополнение к ним, активизируя интерес студентов и школьников к освоению новых знаний и умений.</p>
<p>Вторая лабораторная работа моделировала электрическое поле системы зарядов, расположенных на одной прямой. Напряженность каждого заряда вычислялась на основе формулы напряжённости точечного заряда, которая является следствием закона Кулона. Суммарная напряжённость вычислялась по принципу суперпозиции. Программа строила графики зависимости напряженности от координат на плоскости. С помощью встроенных функций строились каркасные графики с раскраской. Меняя количество зарядов, величину зарядов и расстояние до точки в которой проводятся вычисления, можно существенным образом влиять на конечный результат. При одних соотношениях указанных величин картина поля близка к той, которая получается при вычислении поля нити, при других очень похожа на поле точечного заряда или других систем, для которых известно решение. Например, если заряда всего два – это поле диполя. Однако, если расстояние до них намного больше, чем расстояние между ними, то график напряжённости похож на график напряжённости, которое создаётся одним зарядом, равным сумме этих двух. Компьютерная модель позволяет быстро увидеть это, потратив существенно больше времени на анализ данного факта чем на сами вычисления. Чуть-чуть изменив программу, студент может исследовать другие модели, что также повышает степень активности и самостоятельности.</p>
<p>Конечно, виртуальные лабораторные работы должны занимать существенно меньшее учебное время, чем реальные, их нужно использовать как часть учебных комплексов, наряду с лекциями, решением задач, лабораторными работами. Их внедрение повышает интерес к обучению, усиливает возможность реализации индивидуального подхода, активизирует познавательную деятельность, помогает в получении исследовательских компетенций.</p>
<p>Использование именно Scilab предпочтительно в силу ряда факторов. Эта система бесплатна, свободно распространяется, основы  работы в ней изучаются достаточно быстро студентами с разным уровнем подготовки. Scilab вполне может быть рекомендован для широкого применения при обучении физике студентов технических и управленческих специальностей.</p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://pedagogika.snauka.ru/2016/12/6545/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
		<item>
		<title>Аналогия между температурой и координатой и её применение при решении задача по физике</title>
		<link>https://pedagogika.snauka.ru/2017/03/6884</link>
		<comments>https://pedagogika.snauka.ru/2017/03/6884#comments</comments>
		<pubDate>Tue, 14 Mar 2017 17:13:16 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Сухарев Евгений Михайлович</dc:creator>
				<category><![CDATA[Общая рубрика]]></category>
		<category><![CDATA[analogy in physics]]></category>
		<category><![CDATA[center of mass]]></category>
		<category><![CDATA[coordinate]]></category>
		<category><![CDATA[general physics]]></category>
		<category><![CDATA[heat balance]]></category>
		<category><![CDATA[mass]]></category>
		<category><![CDATA[school]]></category>
		<category><![CDATA[temperature]]></category>
		<category><![CDATA[university]]></category>
		<category><![CDATA[аналогии в физике]]></category>
		<category><![CDATA[вуз]]></category>
		<category><![CDATA[координата]]></category>
		<category><![CDATA[масса]]></category>
		<category><![CDATA[общая физика]]></category>
		<category><![CDATA[температура]]></category>
		<category><![CDATA[тепловой баланс]]></category>
		<category><![CDATA[центр масс]]></category>
		<category><![CDATA[школа]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://pedagogika.snauka.ru/2017/03/6884</guid>
		<description><![CDATA[Одной из целей изучения физики в средних и высших учебных заведениях является ознакомление с основными методами научного познания, области применения и границ применимости различных моделей и методов. Метод аналогий – один из методов научного познания, который достаточно широко применяется в физике, в том числе при изучении основ этой науки. В учебниках часто упоминается аналогия между вращательным и поступательным [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Одной из целей изучения физики в средних и высших учебных заведениях является ознакомление с основными методами научного познания, </span><span style=" 'Times New Roman';  medium;">области применения и границ применимости различных моделей и методов. </span><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Метод аналогий – один из методов научного познания, который достаточно широко применяется в физике, в том числе при изучении основ этой науки.</span><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> В учебниках часто упоминается аналогия между вращательным и поступательным движением, между электромагнитными и механическими колебаниями. Внимание обращается на использование аналогии между явлениями разной природы. Такие аналогии позволяют понимать связь понятий и законов, учат обобщению, более широкому взгляду на окружающий мир. Использование аналогий позволяет упрощать теоретические выкладки, выводя формулы из известных, используя соответствие и замену переменных [1, c.35].</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">При использовании аналогий величины разной физической природы обладают определенным сходством. Так, сила тока и скорость являются производными от заряда и координаты соответственно. Квадрат силы тока пропорционален энергии тока в катушке, квадрат скорости пропорционален кинетической энергии. Соответствующие формулы имеют очень похожий вид:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/0.gif" alt="" width="61" height="30" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> и </span><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/0(1).gif" alt="" width="54" height="30" /></div>
<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">v- скорость, m – масса, I – сила тока, L – индуктивность.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Для потенциальной энергии сжатой пружины и энергии конденсатора:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/0(2).gif" alt="" width="62" height="30" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> и </span><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/0(3).gif" alt="" width="51" height="30" /></div>
<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">x- координата, k- жёсткость , Q &#8211; заряд, С – электроёмкость конденсатора.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Период колебаний пружинного маятника зависит от жёсткости и массы. Очевидно, «просится» утверждение по аналогии: период колебаний LC &#8211; контура зависит от ёмкости и индуктивности. Заметим, что здесь в учебных целях можно использовать ещё одну аналогию, превращая её в мнемоническое правило, помогающее запомнить порядок соответствия: слова «жёсткость» и «ёмкость» похожи по звучанию и написанию, а для русскоязычного читателя есть ещё один помощник для запоминания – наличие буквы «ё». Данная аналогия – одна из часто используемых, вывод соответствующих формул приведен во многих учебниках.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Более глубоки менее явные аналогии, для которых отсутствуют простые формулы, в которых можно сопоставить величины разной физической природы. К таким аналогиям относится предлагаемая аналогия между температурой и координатой.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Рассмотрим простую задачу из курса физики 8 класса: задача о смешивании объёмов жидкости с разными температурами. Решение этой задачи основано на уравнении теплового баланса. Если теплоёмкости одинаковы, то конечная температура определяется формулой:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/0(4).gif" alt="" width="124" height="38" /></div>
<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">t – температура смеси, m</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">1,</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> t</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">1 </span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">и m</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2,</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> t</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – массы и температуры первого и второго объёма.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Рассмотрим ещё одну простую задачу. Найдем координату центра масс двух частиц с известными массами и координатами. Можно воспользоваться готовой формулой, а можно использовать известное правило моментов ( и тогда формулу можно вывести на базе знаний 7 класса школы). Получим формулу:</span></p>
<p><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/0(5).gif" alt="" width="138" height="38" /><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">x</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">0</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – координата центра тяжести, m</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">1,</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> t</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">1 </span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">и m</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2,</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> t</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – массы и координаты первого и второго тела.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Похожесть формул очевидна. Следовательно, можно предложить аналогию между координатой и температурой. То есть можно говорить, что температура – это координата в некотором обобщенном термодинамическом пространстве. Отметим, что физический смысл температуры – мера средней кинетической энергии молекул, это нужно обязательно отмечать, учитывая, что часто школьники и студенты забывают его. Толкование температуры как координаты должно пониматься как более высокий уровень понимания аналогий в физике, на первом этапе – только для ознакомления.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">По опыту автора, простота формул позволяет выводить их в 7 классе школы, однако от обсуждения предлагаемой аналогий на столь раннем этапе изучения физики следует воздержаться. Это можно делать в старших классах школы или на первом курсе высших и средних учебных заведений, когда у обучающихся уже сформировалась физическая картина мира. При этом нужно обращать внимание на известные аналогии в физике и на принцип аналогии вообще, на использование понятия обобщенных координат в физике – независимых параметров, определяющих состояние системы. </span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Одним из важных методических вопросов является возможность применения аналогий. Так, в приведённых примерах можно легко понять, что для задачи поиска центра масс справедлива формула:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/1.gif" alt="" width="97" height="44" /></div>
<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">i</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – масса i-того тела, x</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">i</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – его координата.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Тогда по аналогии, температура смеси жидкостей:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/pedagogika/6884_new_files/1(1).gif" alt="" width="86" height="44" /></div>
<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">i</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – масса жидкости в i-том объёме, t</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">i</span></sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> – её температура.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Традиционным способом, используя уравнение теплового баланса, для решения этой задачи нужно большее время. </span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Аналогию между температурой и координатой можно увидеть и при решении других задач, но они часто выходят за рамки изучения курса общей физики, в особенности, школьной. </span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Факультативное изучение предлагаемой аналогии между температурой и координатой позволяет более глубоко понять метод аналогий в физике на простом примере. Опыт проведения занятия с учащимися 8-11 классов и студентами 1-2 курсов вузов говорит о том, что изучение этой аналогии вполне доступно, помогает решать задачи, усиливает интерес обучаемых к предмету, повышает уровень овладения общенаучными компетенциями.</span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://pedagogika.snauka.ru/2017/03/6884/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
	</channel>
</rss>
