Практичне ознайомлення з масою тіл
Практичний досвід переконує людину в тому, що кожне фізичне тіло має властивість зберігати стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, коли сили, що на нього діють, відсутні або взаємно врівноважені. Властивість називається інертністю тіла і є однією із найважливіших, бо від неї залежить, як буде рухатись тіло в результаті взаємодії. Як і кожна властивість тіла, інертність пов’язана з величиною, яку називають масою тіла. Саме масою виражається інертність тіла так, що більш інертне тіло – це тіло з більшою масою.
З математичної точки зору маса – додатна адитивно-скалярна величина. Дійсно, при розгляді фізичних тіл на землі їх порівнюють між собою за допомогою важільних рівноплечних терезів. Говорять, що два тіла мають рівні (однакові) маси, якщо при покладенні їх на шальки терези врівноважуються. Цим самим на множині фізичних тіл вводиться відношення еквівалентності.
У Міжнародній системі одиниць за основну одиницю маси прийнято кілограм (кг) – маса, яка дорівнює міжнародному прототипу кілограма (маса гирі у вигляді циліндра з платиново-іридієвого сплаву діаметром і висотою 39 мм), що зберігається у Міжнародному бюро мір і ваги у Севрі (Франція).Одиниця маси кілограм вперше була запроваджена в кінці 18 ст. у Франції і означалася, як маса 1 дм3 чистої води при температурі танення льоду і нормальному атмосферному тиску.
Крім кілограма користуються й іншими одиницями маси, які є частинами кілограма або кратними йому:
1 кг = 1000 г = 1000000 мг, 1 т = 1000 кг, 1 ц = 100 кг.
Ще в ранньому віці діти, граючись різними іграшками, учаться розрізняти предмети за їх розмірами і масою. На власному досвіді вони переконуються, що розміри тіл не завжди залежать від маси і навпаки, маса не завжди залежить від розмірів тіл. В початковій школі учні ознайомлюються не тільки з поняттям маси, а й з різними одиницями її вимірювання та співвідношеннями між ними.
Уявлення про масу можна розкрити, спираючись на дії з предметами. Діти встановлюють, що один предмет важчий, ніж другий. (Маса одного предмета більша, ніж другого; маса другого предмета менша, ніж першого). Відповідні ситуації можна створити на уроці під час ознайомлення учнів з терезами та їх будовою і одиницею вимірювання маси 1 кг.
Учитель пропонує порівняти учням будь-які два предмети, що мало відрізняються за масою (наприклад, дві книжки, два мішечки крупів тощо). Думки дітей — різні. Школярі доходять висновку, що необхідно використати терези. Вчитель ознайомлює учнів із шальковими терезами, розповідає про їх будову, зображує їх у вигляді схеми (мал. 1), демонструє різні терези.
Мал. 1
Після цього потрібно підвести учнів до того, що необхідно мати одиницю вимірювання маси. Виклавши на стіл гирю 1 кг і два предмети (наприклад пакети з борошном), маса одного з яких трохи більша від 1 кг, а другого — трохи менша від 1 кг, вчитель запитує учнів: Маса якого предмета найбільша? Маса якого предмета найменша? Як розв'язати цю задачу з допомогою терезів? Діти встановлюють, що необхідно порівняти масу одного предмета, а потім другого з масою гирі. Вчитель вводить одиницю маси — 1 кг, ознайомлює з гирями 2 кг, 3 кг і 5 кг. учні з допомогою цих гир вимірюють масу різних предметів (заздалегідь їх добирає вчитель).
У 3(2) класі вони ознайомлюються з новою одиницею маси — грамом. Конкретне уявлення про грам діти дістають під час безпосереднього споглядання та користування набором важків (1 г, 5 г, 10 г, 100 г, 200 г, 500 г). Щоб створити в учнів конкретні уявлення про такі одиниці маси, як центнер і тонна, треба навести приклади маси різних предметів [28, с. 11].
Наводимо деякі з таких прикладів:
Маса 100 л води 1 ц
Маса двох мішків картоплі (приблизно) 1 ц
Маса одного кубічного метра води 1 т
Маса без вантажу автомобіля 1 т
Маса з повним навантаженням автомобіля «КрАЗ-257» 12 т
Жива маса слона до 8т
Поступово учні засвоюють таблицю одиниць маси напам'ять.
| 1 т = 1 000 кг 1 ц = 100 кг 1 кг = 1 000 г 1 т = 10 ц |
Глибшому розумінню маси сприяє розв’язування різноманітних практичних задач.
Задача. У першій корзині на 2 кг яблук більше ніж в другій, причому у другій корзині не менше одного кілограма яблук.
1) Скільки кілограмів яблук потрібно перекласти із першої корзини в другу, щоб яблук в обох корзинах стало порівну?
2) Скільки кілограмів яблук потрібно перекласти з другої корзини в першу, щоб у першій корзині яблук стало на 4 кг більше, ніж у другій?
3) Скільки кілограмів яблук потрібно перекласти з першої корзини в другу, щоб у першій корзині яблук стало на 4 кг менше, ніж у другій?
Для знаходження розв’язку задачі маси яблук у корзинах зручно зобразити відрізками.
Коли довжину одного з двох рівних відрізків збільшити на число а, а другого зменшити на те ж число а, то різниця одержаних відрізків буде рівна числу 2а. Значить:
1) З першої корзини в другу потрібно перекласти 2: 2 = 1 (кг).
2) З другої корзини потрібно перекласти в першу 1 кг яблук.
3) З першої корзини потрібно перекласти в другу 3 кг яблук.
Одиниці вимірювання маси
Основною одиницею вимірювання маси є кіллограм, коротке позначення — кг.
1 г = 1000 мг чи 1 мг = 0,001 г,
1 кг = 1000 г чи 1 г = 0,001 кг,
1 кг = 1 000 000 мг чи 1 мг = 0,000001 кг.
Великі за масою величини вимірюють у тоннах (т) і центнерах (ц):
1 т = 10 ц = 1000 кг = 1 000 000 г чи
1 ц = 0,1 т, 1 кг = 0,001 т,
1 г = 0,000001 т, 1 ц = 100 кг = 100 000 г чи
1 кг = 0,01 ц, 1 г = 0,00001 ц.
Засоби унаочнення при вивченні маси тіла
