Головні думки
● Однією з форм моделі є опис. Можна описати певну ситуацію, можна описати певні об’єкти — усе це способи моделювання.
● Під час опису рукотворних об’єктів часто зазначають властивості матеріалів, з яких вони зроблені. Різні матеріали мають різні властивості; завдяки цьому вироби можна використовувати за призначенням.
● Одна з важливих властивостей матеріалів — їхня густина, що визначається як відношення маси тіла до його об’єму.
Опануйте поняття
● Густина
● Матеріал
● Властивості матеріалів
● Опорний конспект
Минулого тижня ми навели приклади найрізноманітніших моделей. А тепер пошукаємо моделі у фрагменті літературного твору.
Ви читали роман «Робінзон Крузо», що був написаний 1719 року англійським письменником Данієлем Дефо? Дефо називав свій роман «алегорією» — порівнянням, натяком. Він показував, як власною працею людина створює основу для гідного життя. Герой Дефо прожив 28 років на безлюдному острові, до того ж спершу — у повному самітництві.
Якось із ним сталося таке.
«Одного разу опівдні, йдучи берегом моря до свого човна, я був надзвичайно здивований, побачивши відбиток босої людської ноги, дуже ясно відтиснутий на піску. Я спинився, ніби вражений громом, ніби побачивши привида. Я прислухався, озираючись навколо, але нічого не почув і не побачив.
Я вибіг на горбок, щоб бачити далі; спустився назад, походив берегом, але не знайшов нічого: інших подібних слідів не було. Я пішов ще раз подивитись на той слід і переконатись — чи справді це людський слід, а чи мені це тільки привиділось. Ні, я не помилився: це, безумовно, був відбиток ноги. Я ясно відрізняв п’яту, пальці, підошву — кожну її частину. Як він потрапив сюди — я не знав і не міг уявити собі»
Цій ілюстрації до «Робінзона Крузо» більш, ніж два століття. З якими моделями ми маємо справу, коли читаємо цей текст та розглядаємо цю ілюстрацію? Знайдіть тут різні моделі!
Моделлю дійсності є сам роман Дефо. Образ Робінзона — модель людини, яка живе своєю працею. Наведена цитата та ілюстрація — моделі певної ситуації. Відбиток — модель людської ноги. Робінзон, який носить саморобне взуття та звик до думки, що на острові немає інших людей, розуміє — його модель острова, як безлюдного, не відповідає дійсності. Пам’ятаєте з чого починають дослідження (ми обговорювали це в матеріалі четвертого тижня)? З невідповідності спостережень наявним моделям!
Дефо моделює ситуацію, коли його герой стикається з невідповідністю власної моделі своїм спостереженням. Він буквально не вірить своїм органам чуття. Ми використовуємо цей фрагмент тексту як модель того, що опис також є моделлю…
Скільки разів ми використали зараз слово «модель»? Багато… Чи від цього його сенс не розмився? Ні. В усіх випадках, коли ми згадуємо про модель, ми кажемо про систему, що може мати зовсім іншу природу, ніж «система-зразок», але таку, що має подібний характер зв’язку частин, і завдяки цьому — подібні системні властивості.
Для облаштування свого оселища Робінзон Крузо користувався переважно природними матеріалами, перш за все — деревиною. Озирніться. Такі матеріали наявні й у вашій домівці.
Але переважно ми оточені іншими матеріалами, які отримані з використанням складних технологій. Це виплавлені з руд метали, запечені до твердості скло та кераміка, створена з нафти пластмаса тощо. Різні матеріали мають різні властивості та придатні для використання з різною метою. Наведемо приклади. Робінзон робив кухонне приладдя з обпаленої глини. У нього виходили некрасиві, але надійні горщики. Сучасний посуд є досконалішим.
За якими ознаками можна відрізнити ці горнятка: металеве, керамічне, пластикове та скляне?
Описати матеріали показаних горнят можна за кольором. Але чи дозволить колір установити, які з них будуть більш стійкими до розбивання? Щоб відповісти на це питання, потрібно визначати інші властивості. Твердість матеріалу — це його здатність зберігати форму, навіть якщо на нього тиснуть. Керамічне горнятко дуже тверде, а пластикове — ні. Якщо впустити керамічне й скляне горнятка на підлогу, то, скоріше за все, вони розіб’ються, бо не такі міцні, як металеве. Вони чутливі до удару та зміни їхньої форми. Пластикове горня пластичне: воно легко змінює форму та легко повертається до попереднього стану. А в якому горнятку найшвидше остигне гарячий напій? У тому, матеріал якого найкраще проводить тепло — в металевому.
Підвищення температури спричиняє зміни властивостей матеріалу. Подивіться, як легко склодув змінює форму скляної фігурки. Але щойно вона остигне, її властивості зміняться!
Порівняйте властивості матеріалів, що вас оточують, та опишіть відмінності між ними!
Важлива властивість матеріалів — їх густина. Вона залежить від того, наскільки щільно упаковані частинки речовини (атоми та молекули). Уявіть собі: ви складаєте речі в шафу. Якщо безладно їх накидати, в певному об’ємі поміститься відносно мало речей і вони важитимуть небагато. Якщо скласти їх впорядковано, — маса того, що вміститься в певний об’єм, стане більшою. Згадайте агрегатні стани води! У вигляді пари в певному об’ємі вміщується значно менше молекул, ніж у рідкому стані або в кристалічних ґратках, як у льоді. Ці агрегатні стани відрізняються за густиною! Для визначення цієї фізичної величини використовують формулу:
ρ = m : V,
де ρ — густина, що вимірюється у кг/л або кг/м3, m — маса, у кг, V — об’єм у л або м3.
Визначити об’єм простої фігури (кулі, куба) просто. А що робити, якщо предмет, який нас цікавить, має складну форму? Рішення знайшов давньогрецький математик та фізик Архімед. Можна визначити об’єм води, що витісняє тіло, яке ми досліджуємо. Повторимо дослід Архімеда. Зануримо по черзі скляне та сталеве горнятка у воду в мірній ємності. Їх об’єм відповідатиме підвищенню рівня води.
Визначення об’єму об’єктів складної форми: скляного та металевого горняток. У такому досліді нас цікавить не те, скільки рідини може вмістити горнятко, а об’єм речовини, з якого воно зроблене. Визначте об’єм металевого горнятка
Визначимо густину матеріалу, з якого вони виготовлені. Маса скляного горнятка становить 130 г. На ілюстрації видно, що об’єм води з горнятком більший за об’єм самої води на 50 мл. Отже, об’єм зануреного у воду тіла становить 50 мл. Розрахуємо густину скла:
ρскла= mскл. горн. : Vскл. горн. = 130 г : 50 мл = 2,6 г/мл = 2,6 кг/л
Перевірте отриманий результат за довідковою літературою. Він відповідає наведеній у довіднику густині скла!
Спробуйте визначити густину металевого горнятка, якщо його маса становить 800 г.
Для кращого запам’ятовування інформації корисним є вміння створювати опорний конспект. Він є формою словесної моделі. Опорний конспект може виглядати як таблиця, схема, колаж тощо.
Цього тижня ми зосередили увагу на властивостях матеріалів. Спробуємо побудувати опорний конспект для опису та порівняння металічних матеріалів у вигляді таблиці.
Такий варіант опорного конспекту дозволяє порівнювати різні об’єкти, явища та процеси. В нашій таблиці ми можемо порівняти три метали за їхніми властивостями.
Для виготовлення провідників електричного струму використовують різні метали: залізо, мідь, алюміній
В електронній версії підручника використані додаткові завдання, що відрізняються від тих, які містяться у друкованій версії
У стані розробки…