Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

Процедура оптимизации представления кориолисова ускорения в курсе теоретической механики

Штагер Е.В. Пышной А.М.

Повышение эффективности процесса обучения в вузе требует практического овладения разнообразными когнитивными моделями, позволяющими успешно входить в процесс познания той или иной дисциплины, формировать на этой основе механизмы рефлексии изучаемого материала.

Не секрет, что одним из наиболее сложных для восприятия и осознания обучаемыми в курсе теоретической механики является понятие кориолисова ускорения. Традиционная процедура вывода теоремы Кориолиса достаточно формализована и неинформативна в плане выяснения конкретно-научной сущности и мировоззренческого содержания ускорения Кориолиса. Такой подход не позволяет наглядно представить скрытый механизм «появления» данного ускорения при сложном движении материальных объектов, что, совершенно очевидно, не способствует эффективному развитию уровня знаний о математических закономерностях в механике.

В этой связи, в ходе вывода теоремы Кориолиса целесообразно, на наш взгляд, вначале акцентировать внимание обучаемых на констатации явления, наблюдаемого в результате исследования сложного движения точки. А именно: влияние переносного движения на относительную скорость точки - благодаря наличию вращательной части переносного движения вектор относительной скорости дополнительно изменяет своё направление; влияние относительного движения на переносное движение - благодаря относительной скорости точка переходит в область других переносных скоростей.

Дальнейшая цепь рассуждений может быть следующей. Скорость конца вектора скорости есть ускорение (формула Эйлера ). Наличие угловой скорости переносного движения обусловливает появление дополнительной скорости конца вектора . Тогда вектор дополнительного ускорения есть , так как добавочный поворот вектора обусловлен вращением подвижного пространства с угловой скоростью .

Теперь, если относительное положение движущейся точки (например относительно базиса, имеющего начало отсчета в какой-либо точке вектора ) в момент времени t1 задано вектором , то скорость . В момент времени t2 = t1 + Dt благодаря относительной скорости положение точки изменится и её скорость будет равна Тогда появляется ещё одно дополнительное ускорение 

.

В результате полное добавочное или Кориолисово ускорение будет определяться как . Тем самым наглядно показывается, что ускорение Кориолиса есть совместный эффект вращательного движения подвижной среды и относительного движения точки. Оно будет исчезать всякий раз, когда будет отсутствовать один из этих двух факторов.

Предлагаемая «упрощенная» процедура введения в аппарат механики понятия кориолисова ускорения позволяет не только значительно сократить аудиторный регламент времени на изучении данной темы в курсе теоретической механики, но и наиболее эффективно реализовать в учебном процессе методологические принципы простоты и объяснения научного знания.


Библиографическая ссылка

Штагер Е.В., Пышной А.М. Процедура оптимизации представления кориолисова ускорения в курсе теоретической механики // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2009. – № 4. – С. 103-0;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=129 (дата обращения: 25.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074