Вчитель інформатики: Смірнова О.Ю.
Вчитель фізики: Максименко І.А.

2007 – 2008 н. р.

Тема уроку: Електромагнітні коливання. Розрахунки й побудова графіків в Excel.

Мета уроку: Закріпити вміння й навички роботи з електронними таблицями. На конкретному прикладі показати ефективність використання комп'ютера при рішенні фізичних задач.

Форма уроку: практична робота на комп'ютері.
Математичне моделювання
За допомогою вчителя фізики до уроку підготовлені задачі, що закріплюють тему: «Електромагнітні коливання».
Математика за 2500 років свого існування нагромадила найбагатший інструмент для дослідження навколишнього нас миру. Однак, як помітив видатний російський математик і кораблебудівник А.Н.Крилов, людина звертається до математики « не тому, щоб любуватися незлічимими скарбами. Йому, насамперед потрібно ознайомитися зі сторіччями випробуваними інструментами й навчитися ними правильно й мистецьки управляти»
Головна сила математики полягає в тому, що разом з рішенням однієї конкретної задачі вона створює загальні прийоми й способи, застосовні в багатьох ситуаціях, які не завжди можна передбачати, а описати мовою рівнянь й інших математичних засобів. Створює так звану математичну модель.
Навіщо потрібні моделі?
Модель- це спрощений опис складних об'єктів. Фотографію людини можна назвати його моделлю, але по фотографії не можна довідатися характер людини, його здатності, ріст, вага й т.д.
Різні економіко-математичні моделі створюються й вивчаються, тому, що проводити експерименти з економікою дуже складно, а часто й неможливо.
А.В.Суворов перед штурмом Ізмаїла проводив тренування своїх солдатів на спеціально підготовлених фортифікаційних спорудах. Це була модель майбутніх бойових дій. Тут проводилося навчання солдатів штурму фортеці. Дуже часто на практиці зустрічаються ситуації, коли об'єкт дослідження або недоступний для спостереження, або для проведення експерименту.
Наприклад, - вивчення внутрішньої будови Землі на основі яких можна було б прогнозувати родовища корисних копалин, пророкувати місце й час землетрусу.
Інший приклад: у медицині дослідження спрямовані на виявлення патологій внутрішніх органів людини.
У цих ситуаціях для дослідження процесів створюються математичні моделі. Процес побудови моделей називається моделюванням. Математичне моделювання відноситься до знакового моделювання.

Пояснити учням, як скласти математичну модель задачі й реалізувати її на комп'ютері в програмі EXCEL.
Робота проводиться по варіантах.

Варіант 1
Дано рівняння коливань заряду при електромагнітних коливаннях:
q(t)=4010-4cos100t .Записати рівняння коливань струму i(t), побудувати графіки i(t) і q(t) і з’ясувати, який з них випереджає.

Варіант 2
Дано рівняння коливань заряду при електромагнітних коливаннях:
q(t)=2010-9cos500t .Записати рівняння коливань е.р.с. самоіндукції e(t), побудувати графіки e(t) і q(t) і з’ясувати, який з них випереджає. (L=5мгн)

Варіант 3
Дано рівняння коливань струму при електромагнітних коливаннях:
i(t)=510-3cos50t .Записати рівняння коливань е.р.с. самоіндукції e(t), побудувати графіки i(t) і e(t) і з’ясувати, який з них випереджає. (L=5мгн)

Варіант 4
Дано рівняння коливань потоку магнітної індукції при електромагнітних коливаннях: ф(t)=1510-3cos100t .Записати рівняння коливань е.р.с. самоіндукції е(t), побудувати графіки е(t) і ф(t) і з’ясувати, який з них випереджає.

Пояснити учням, що для побудови графіків можна вводити масштаб, якщо амплітуди двох величин сильно відрізняються друг від друга.

Приклад розв’язання задачі на комп'ютері:
Електромагнітні коливання
t q(t) e(t) q*104
0 2E-18 0,00025 0,0002
0,5 1,844E-18 0,000230444 0,000184355
1 1,399E-18 0,000174834 0,000139867
1,5 7,35E-19 9,18719E-05 7,34975E-05
2 -4,371E-20 -5,46388E-06 -4,3711E-06
2,5 -8,156E-19 -0,000101945 -8,15559E-05
3 -1,46E-18 -0,000182476 -0,000145981
3,5 -1,876E-18 -0,000234459 -0,000187568
4 -1,998E-18 -0,000249761 -0,000199809
4,5 -1,808E-18 -0,000225988 -0,00018079
5 -1,335E-18 -0,000166858 -0,000133486
5,5 -6,53E-19 -8,16234E-05 -6,52987E-05
6 1,31E-19 1,63812E-05 1,3105E-05
6,5 8,946E-19 0,000111823 8,94584E-05
7 1,518E-18 0,00018977 0,000151816


e(t)

q*1014(t)

Підсумки уроку. На уроці оцінюється правильність побудови таблиці й графіків функціональних залежностей, а також оформлення таблиці.
На листочках учні розписують, як вони склали рівняння й роблять порівняльний аналіз графіків. Цю частину роботи вони здають учителеві фізики.
Домашнє завдання. а) фізика: повторити електромагнітні коливання;
б) інформатика: повторити правила побудови графіків та діаграм.