Стенд калашника і.г. для вивчення взаємозв’язку фізичних величин та одиниць їх вимірювання

Стенд для вивчення взаємозв'язку фізичних величин та одиниць їх вимірювання, що містить інформаційну поверхню, на лицевій стороні якої графічно розмічені прямокутні ділянки з відповідними назвами основних, додаткових та похідних фізичних величин, їх символами та скороченими позначеннями одиниць виміру (в системі СІ), які зазначені в окремих графічно виконаних прямокутниках, з'єднаних вертикальними і горизонтальними суцільними і пунктирними лініями зв'язку, причому прямокутники з похідними фізичними величинами згруповані в вертикальні стовпці по розділах фізики "Механіка", "Електрика" та "Теплота, молекулярна фізика і оптика" відповідно, який відрізняє ться тим, що інформаційна поверхня виконана у вигляді прозорої панелі, на якій прямокутники і лінії зв'язку, що їх з'єдн ують, виконані різнокольоровими, при цьому кожний з прямокутників, в яких зазначені основні та додаткові фізичні величини і їх символи та скорочені позначення одиниць виміру, зафарбований одним певним кольором, і такого ж кольору виведена від нього одна суцільна або розгалужувальна суцільна лінія зв'язку, яка з'єднана з прямокутниками (результуючими) похідних фізичних величин, в утворенні яких бере участь дана фізична величина, крім того, кожний прямокутник (результуючий) похідних фізичних величин складається з менших прямокутників (складових), кольори яких відповідають кольорам основних або додаткових фізичних величин, які беруть участь в утворенні одиниці виміру U 2 (19) 1 3 32578 4 Найбільш близьким до запропонованої корисми, при цьому кожний з прямокутників, в яких заної моделі по технічній суті та досягаемому резначені основні та додаткові фізичні величини і їх зультату і прийнятим за прототип є схема взаємосимволи та скорочені позначення одиниць виміру, зв’язку фізичних величин [див.: Методическое зафарбований одним певним кольором і такого ж руководство к таблице по физике К.И. Панича кольору виведена від нього одна суцільна або роз"Единицы физических величин». -М.: Просвещегалужувальна суцільна лінія зв’язку, яка з’єднана з ние, 1974, с.13-16], що містить інформаційну повепрямокутниками (результуючими) похідних фізичрхню на лицевій стороні якої графічно розмічені них величин в утворенні яких бере участь дана прямокутні ділянки з відповідними назвами основфізична величина, крім того кожний прямокутник них, додаткових та похідних фізичних величин, їх (результуючий) похідних фізичних величин скласимволами та скороченими позначеннями одиниць дається з менших прямокутників (складових), ковиміру (в СІ), які зазначені в окремих графічно вильори яких відповідають кольорам основних або конаних прямокутниках, з’єднаних вертикальними і додаткових фізичних величин , які беруть участь в горизонтальними суцільними і пунктирними лініяутворенні одиниці виміру даної похідної фізичної ми зв’язку, причому прямокутники з похідними фівеличини і відокремлені один від одного білими зичними величинами згруповані в вертикальні стовертикальними та горизонтальною лініями, що впці по розділах фізики "Ме ханіка", "Електрика" та означають знаки множення і ділення відповідно, "Теплота, молекулярна фізика і оптика" відповідно. причому знизу від деяких прямокутників похідних Внизу схеми, вказані види ліній зв’язку. величин відходять до інших похідних величин, в У даній схемі використана система прямокутутворенні яких приймають участь, одна або декіників і ліній зв’язку в чорно-білому виконанні, яка є лька пунктирних однокольорових або різнокольонедостатньо наглядною і доступною для розумінрових ліній зв’язку, колір пунктирів яких відповідає ня, привернути увагу до тієї чи іншої величини на кольорам менших прямокутників (складових) прясхемі можливо лише указкою, а головне не розмокутників (результуючи х) похідних фізичних векривається зв’язок одиниць виміру похідних фізичличин від яких відходять ці лінії зв’язку, при цьому них величин з одиницями виміру основних і додатдо деяких прямокутників похідних величин підхокових величин. Відсутня інформація про повну дять зверху дві або декілька ліній зв’язку, то дана фізично вірну назву (скорочених позначень) одифізична величина утворюється множенням фізичниць виміру фізичних величин. них величин від котрих прийшли ці лінії, лише одВ основу корисної моделі поставлене завданна лінія зв’язку збоку - діленням одиниці (білий ня удосконалення схеми для демонстрації взаємопрямокутник) на фізичну величину від якої прийшзв’язку фізичних величин та одиниць їх вимірюла ця лінія, а зверху і збоку - діленням фізичної вання шляхом виконання її у вигляді величини від якої лінія підходить зверху на фізичрізнокольорового електрифікованого стенду з ну величину від якої лінія підходить збоку, причопультом керування, на прозорій панелі якого фізиму, зліва на інформаційній поверхні графічно розчні величини, одиниці їх вимірювання та лінії мічені прямокутні ділянки з зазначеними в них зв’язку підсвічені електричними джерелами світла, вказівками по використанню стенда і написами що дозволяє ширше і чіткіше побачити зв’язок по"Величини та одиниці", "Основні", "Додаткові", "Похідних фізичних величин та одиниць їх вимірюванхідні" відповідно, крім того, внизу стенда на панелі ня з основними, побачити як фізично вірно назирозміщений пульт керування, який з’єднаний з ваються скорочені позначення одиниць електромережею і включає, кнопку електромережі вимірювання фізичних величин, виділити любу та n багатоконтактних кнопок, по кількості фізичодну фізичну величину, привернути до неї увагу них величин, зазначених на лицевій стороні панесвітлом, що забезпечує значне розширення дидаклі, а кнопки розміщені в отворах, виконаних в патичних можливостей та підвищення якості навчанелі, причому, біля кожної кнопки в алфавітному льного процесу, крім того дає можливість еконопорядку написані повні, фізично вірні назви одимити час, електроенергію, проводити змагання і ниць вимірювання фізичних величин, крім того, з виявлення дальтоніків. задньої сторони панелі розміщені електричні джеПоставлене завдання вирішується тим, що на рела світла, які підсвічують прямокутні ділянки і стенді Калашника І.Г. для вивчення взаємозв’язку певні кольорові та різнокольорові прямокутники, з фізичних величин та одиниць їх вимірювання, що зазначеними в них фізичними величинами, та лінії містить інформаційну поверхню на лицевій стороні зв’язку, при натисканні на відповідну кнопку на якої графічно розмічені прямокутні ділянки з відпопульті керування. відними назвами основних, додаткових та похідних Виконання стенду у сук упності з усіма суттєфізичних величин, їх символами та скороченими вими ознаками, включаючи відмінні дозволяє при позначеннями одиниць виміру (в СІ), які зазначені застосуванні всього дев’яти кольорів фарб (семи в окремих графічно виконаних прямокутниках, для основних величин та їх одиниць і двох - для з’єднаних вертикальними і горизонтальними судодаткових) зробити його більш наглядним і доцільними і пунктирними лініями зв’язку, причому ступним для розуміння, а головне, розкрити прямокутники з похідними фізичними величинами зв’язок одиниці виміру любої похідної фізичної згруповані в вертикальні стовпці по розділах фізивеличини з одиницями виміру основних і додаткоки "Механіка", "Електрика" та "Теплота, молекулявих величин, крім того світлом значно швидше і рна фізика і оптика" відповідно, згідно з корисною ефективніше (чим указкою) привернути ува гу учнів моделлю, інформаційна поверхня виконана у вита студентів до певної фізичної величини та її взагляді прозорої панелі на якій прямокутники і лінії ємозв’язку з іншими, доповнити характеристики зв’язку, що їх з’єднують, виконані різнокольоровифізичних величин повною фізично вірною назвою 5 32578 6 одиниць виміру, проводити змагання серед учнів 17- прямокутна ділянка з вказівками по викона більшість і швидкість надання повних характеристанню стенда ристик фізичних величин і їх взаємозв’язки з інши18- прямокутна ділянка з надписом "Величини ми величинами, виявити серед учнів (особливо на та одиниці" вищезгаданих змаганнях) дальтоніків. Таким чи19- прямокутна ділянка з надписом "Основні" ном, використання стенда забезпечує розширення 20- прямокутна ділянка з надписом "Додаткові" дидактичних можливостей, підвищення ефектив21 - прямокутна ділянка з надписом "Похідні" ності використання стенда та якості навчального Стенд працює таким чином. процесу. Коли пульт керування 14 з’єднаний з електроНа фігурі зображено загальний вигляд запромережею, натиснувши на кнопку 16 електромережі понованого стенду. (пневмовимикача), то рівним світлом підсвічуютьСтенд працює таким чином. ся написи ділянок 17, 18, і 22. Припинивши тиск на Найменування елементів стенду, фізичних векнопку, стенд ще 1 хвилину буде підключений до личин та одиниць їх вимірювання електромережі і світитимуться вищеназвані ділян1- прозора панель ки. Лише в цей проміжок часу, при натисканні на 2- прямокутна ділянка основних фізичних велюбу із 43 кнопок 13, будуть підсвічуватись кольоличин рові і різнокольорові прямокутники 5, 6 і 7, в яких 3- прямокутна ділянка додаткових фізичних зазначені основні, додаткові або похідні фізичні величин величини та лінії 8, 12 зв’язку. 4- прямокутна ділянка похідних фізичних веНаприклад: 1) натиснувши кнопку 13 коло якої личин позначено "ампер", підсвічується рівним світлом 5- прямокутники основних фізичних величин, в ділянка 19 "основні" і однокольоровий (рожевий) яких вказані наступні найменування та їх символи: прямокутник 5 "сила електричного струму". Припидовжина, 1, м; маса, m, кг; час, t, с; сила електричнивши тиск на кнопку 13 "ампер", світло тухне в ного струму, І, А; термодинамічна температура, T, ділянці 19 і прямокутнику 5; K; кількість речовини, n, моль; сила світла, І, кд 2) натиснувши на кнопку 13, коло якої написа6- прямокутники додаткових фізичних величин, но "радіан", підсвічується рівним світлом ділянка в яких вказані наступні найменування та їх симво20 "додаткові" і однокольоровий (коричневий) прямокутник 6 "плоский кут". Припинивши тиск на ли: плоский кут, a, рад; тілесний кут, Ω, cр кнопку 13 "радіан", світло тухне в ділянці 20 і пря7- прямокутники похідних фізичних величин мокутнику 6; (результуючі), які згруповані у вертикальні стовпці 3) натиснувши на кнопку 13 "ват", підсвічуєтьвідповідно розділам фізики "Механіка", "Електрися рівним світлом ділянка 21 "похідні" і різнокольока" та "Теплота, молекулярна фізика і оптика", в ровий прямокутник (результуючий) 7 "потужність". яких відповідно вказано наступні найменування та Мигаючим світлом підсвічуються прямокутники 7 їх символи: момент інерції, І, кг·м 2; швидкість, u, та 5 "робота" та "час" і лінії 8 та 12 зв’язку , що м/с; площа, S, м 2; імпульс, р, кг·м/с; момент імпуідуть від них до прямокутника 7 "потужність". Це льса, L, кг·м 2/с; прискорення, а, м/с2; об'єм, V, м 3; значить, що "потужність" утворюється діленням сила, F, H; густина, r, кг/м 3; імпульс сили, J, Н·с; "роботи" на "час", так як лінія 12 зв’язку від "роботиск, P, Па; момент сили, M, Н·м; робота, А, Дж; ти" підходить зверху, а лінія зв’язку 8 від "часу" потужність, N, Вт; підходить збоку. Припинивши тиск на кнопку 13 частота, f, Гц; електричний заряд, q, Кл; часто-1 "ват" світло тухне в ділянці 21, прямокутниках 7, 5 та обертання, n, с ; електрична напруга, U, В; та лініях 8, 12; електрична ємність, C, Ф; магнітний потік, Ф, Вб; 4) натиснувши на кнопку 13, коло якої написанапруженість електричного поля, E, В/м; індуктивно "джоуль на моль-кельвін", підсвічується рівним ність, L, Гн; електричний опір, R, Ом; магнітна інсвітлом ділянка 21 з написом "похідні" і різнокодукція, В, Гл; питомий електричний опір, r, Ом·м; льоровий прямокутник 7 "молярна газова стала кутова швидкість, w, рад/с; кількість теплоти, Q, (універсальна газова стала)". Мигаючим світлом Дж; молярний об'єм, Vm, м 3/моль; теплоємність, підсвічуються прямокутники 7 і 5 "робота", "термоcm, Дж/К; молярна маса, µ, кг/моль; питома теплодинамічна температура" і "кількість речовини" та ємність, с, Дж/(кгК); світловий потік, Ф, лм; універлінії 8 і 12 зв’язку , що ідуть від них до прямокутнисальна газова стала, R, Дж/К·моль; світлова енерка 7 "молярна газова стала (універсальна газова гія, W, лм·с; освітленість, E, лк стала)". Це значить, що "молярна газова стала" 8- суцільна лінія зв'язку (одна суцільна або утворюється "роботою" розділеною на "кількість розгалужувальна суцільна) речовини" та "термодинамічну температуру" так як 9- прямокутники (складові) лінія 12 зв’язку від "роботи" підходить зверху, а 10- вертикальна лінія, що означає знак мнолінії 8 зв’язку від "кількості речовини" і "термодиження намічної температури" підходять збоку. І так далі. 11- горизонтальна лінія, що означає риску Застосування в електрифікованому стенді дробі (ділення) кнопки 16 пневмовимикача (електромережа) дала 12- пунктирна лінія зв'язку можливість економити електроенергію, час і про13- багатоконтактні кнопки водити змагання серед учнів. Наприклад, хто бі14- пульт керування стендом льше за одну хвилину покаже фізичних величин і 15- повні фізично вірні назви одиниць виміру все про них розкаже і т.п. фізичних величин Таким чином, різнокольоровий електрифікова16- кнопка електромережі ний стенд І.Г.Калачника дозволяє: 7 32578 8 1) побачити найменування фізичної величини, 7) легко визначити розмірність фізичної велиїї скорочене позначення (символ) та скорочене чини у рівнянні одержаному при рішенні в загальпозначення одиниці її виміру (в СІ), а на пульті, ному вигляді задачі і переконатись у вірності її біля кнопки , повну фізично вірну назву одиниці рішення. виміру; Окрім усіх переваг і можливостей стенда із йо2) побачити основна, додаткова або похідна го світловим супроводом можна завести в дана фізична величина; комп’ютер з доповненим звуковим. Програма 3) побачити розмірність одиниці виміру похідкомп’ютерна повинна бути побудована так, щоб ної фізичної величини; при натисканні любої кнопки при повній назві оди4) легко визначити і побачити взаємозв’язок ниці виміру фізичної величини, включалась не між фізичними величинами; лише світлова інформація, а була можливість 5) легко установити визначальне рівняння повключення (за бажанням) повної звукової інфорхідної фізичної величини; мації про дану фізичну величину. 6) легко доказувати вірність написаної фізичної формули по розмірностях одиниць вимірювання фізичних величин, що в неї входять; Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601