Использование математических методов для решения профессионально направленных задач по физике

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Сахалинский горный техникум» преподаватель: Деркач Елена Ивановна Использование математических методов для решения профессионально направленных задач по физике

Каждый год в ДТП гибнет огромное количество человек По данным ГИБДД больше половины людей погибших в ДТП не использовали ремень безопасности

статистика 2021 год Всего ДТП 1369994 Погибло 10516 чел. Ранено 121573 чел.

Применение Применение законов механики для доказательства обоснованности использования ремней безопасности

МЕХАНИКА- раздел физики, в котором изучается движение тел под действием сил. МЕХАНИКА- раздел физики, в котором изучается движение тел под действием сил. Чтобы применять законы классической механики нужно: Выявить физические явления и закономерности для конкретной ситуации движения и взаимодействия Определить и оценить математическими методами физические величины, описывающие закономерности для конкретной ситуации движения и взаимодействия .

ИНЕРЦИЯ – это способность тела сохранять свою скорость после прекращения действия на него других тел ИНЕРЦИЯ – это способность тела сохранять свою скорость после прекращения действия на него других тел ДЕФОРМАЦИЯ – это изменение размеров и формы тела при взаимодействии его с другими телами

Закон Гука Модуль силы упругости, возникающей при деформации тела, пропорционален его удлинению (абсолютной деформации). F = k·Δx k – жёсткость (Н/м), зависит от упругих свойств материала и размеров тела; Δx - абсолютная деформация (м), показывает, на сколько изменились размеры тела.

Закон сохранения полной механической энергии В замкнутой консервативной системе полная механическая энергия сохраняется (не изменяется со временем). Ek + Ep = Ek0 + Еp0 Ek = (m·v²)/2 – кинетическая энергия (Дж), энергия движущегося тела; Ep = (k·Δx²)/2 – потенциальная энергия тела (Дж), энергия упруго деформированного тела.

m∙v² ̳ k∙∆x² m∙v² ̳ k∙∆x² 2 2 m∙v² = k∙∆x² m∙v² ̳ ∆x² k ∙ v = ∆x

Моделирование конкретной аварийной ситуации

При резком торможении автомобиль останавливается, а пассажиры и водитель, находящиеся в нём продолжают движение вперёд по инерции. При резком торможении автомобиль останавливается, а пассажиры и водитель, находящиеся в нём продолжают движение вперёд по инерции. Пространство автомобиля ограничено, поэтому водитель и пассажиры сталкиваются с элементами салона автомобиля. При столкновении происходит абсолютная деформация различных частей тела.

Расчеты показали, что даже при незначительных скоростях движения наблюдается предельная деформация тела, что приводит к травмам, в том числе и несовместимых с жизнью. Следовательно, водитель и пассажиры движущегося транспортного средства должны использовать ремень безопасности, который гасит инерцию и энергию удара при аварии, тем самым сохраняют жизнь и здоровье .

Величина абсолютной деформации и оценка её значения для различных тканей тела человека Δx = v ∙

Используя формулу Δx = v ∙ Используя формулу Δx = v ∙ и данные таблицы следующего слайда, введя значения скорости автомобиля и массы тела человека, можно определить характер полученных травм в результате ДТП, если не использовать ремни безопасности. (работа в программе EXCEL) Исследовательская работа

Величина абсолютной деформации и оценка её значения для различных тканей тела человека А B C D Ткань Абсолютная деформация Δxmax (см) Жёсткость,k (Н/м) Сухожилия и связки 1 20000000 Мышцы 10 950000 Кость 0,26 300000000 Скорость автомобиля, км/ч Масса человека, (кг) Жёсткость, (Н/м) Абсолютная деформация, (см)       =(A6*1000/3600)*(КОРЕНЬ(B6/C6))*100       =(A7*1000/3600)*(КОРЕНЬ(B7/C7))*100