Роль физики в жизни человека
Ты когда-нибудь задумывался, насколько на Земле, в нашей Солнечной системе, Галактике и мире вообще все взаимосвязано и взаимодействует? Какая наука занимается исследованием этих взаимосвязей, явлений природы, движения и взаимного влияния одних тел на другие? Эта наука — физика!
Помогает строить дома
Знание законов физики помогает создать такой проект здания, благодаря которому оно будет надежно стоять на земле и не падать. Знание природных явлений позволяет выбрать строительные материалы, которые наименее подвержены пагубному воздействию тепла, света и воды. Изучение вибрации помогает создавать специальные конструкции, которые в состоянии противостоять таким природным катаклизмам, как землетрясения и ураганы.
Помогает перемещаться
Благодаря знанию физических законов стало возможным не только перемещение на различных видах транспорта, но и постоянное увеличение их скорости и повышение безопасности. Создавая скоростные спортивные машины или сверхскоростные пассажирские экспрессы, инженеры максимально учитывают все физические явления и силы взаимодействия между объектами.
Помогает общаться
Физика помогает нам общаться друг с другом. Телевидение, телефоны, компьютеры и Интернет были бы просто невозможны без знания физических явлений. Если бы не физика, нам бы до сих пор пришлось писать письма на бумаге и отправлять их наземной почтой, при этом подолгу дожидаясь ответа.
Помогает следить за состоянием здоровья
Физика внесла огромный вклад в развитие медицины. Благодаря открытию рентгеновских лучей появилась возможность выявления различных заболеваний внутренних органов человека и обнаружения переломов костей.
Измерение давления крови, ультразвуковые исследования, электрокардиограмма, лечение электрическими токами и магнитными полями, использование лазеров и оптических приборов — вот далеко не полный список применения величайших достижений физики в медицине.
На самом деле переоценить важность физики в повседневной жизни практически невозможно. Ведь физика везде: начиная с жилища и телефона и заканчивая реактивными лайнерами и полетами в космос. Вещи, которые нас окружают, — компьютеры, автомобили, бытовая техника, Интернет — настолько прочно вошли в нашу жизнь, что мы не обращаем на них никакого внимания. А все-таки следует помнить, что все блага цивилизации стали возможными благодаря научным открытиям, в том числе и в области физики.
Чему учит физика в жизни
Физика часто ассоциируется у детей с формулами и зубрежкой. Но стоит только посмотреть на простые бытовые ситуации с точки зрения физических процессов, и можно увидеть, что этот предмет – настоящая повседневная магия. Анна Шарафеева, главный методист по физике в онлайн-школе для детей и подростков Skysmart, делится лайфхаками, которые родители могут взять на заметку и объяснить ребенку, где и как физика присутствует в его жизни.
Как быстро высушить одежду
Дома нет сушки, а очень нужно высушить майку? Не проблема! Для того чтобы быстро высушить белье, нужно положить его на горячую батарею и открыть окно над ней.
Испарение – это процесс, который происходит от разницы температур. Чем она больше, тем быстрее происходит испарение воды с поверхности.
Соответственно, как только мы кладем вещь на горячую батарею и открываем окно, в помещение начинает проникать холодный воздух. Увеличивается разница температур и скорость испарения, белье сохнет быстрее.
Как охладить любимую газировку
Мало кому нравится теплая газировка. Но что делать, если очень хочется ею насладиться, а времени держать ее в холодильнике два часа нет. Можно воспользоваться простым трюком: обернуть бутылку мокрым бумажным полотенцем и положить ее в морозилку на пять минут.
При испарении температура жидкости, оставшейся на полотенце, понижается, поэтому и газировка становится холоднее. Этим методом можно воспользоваться, даже если у вас нет морозильника. Полотенце лишь помогает ему быстрее охладить бутылку. Если потребности в очень холодной газировке нет или нет возможности ждать пять минут, будет достаточно и только мокрого полотенца, чтобы напиток стал чуть-чуть холоднее.
Как сохранить продукты в поездке
Семья собирается в путешествие на поезде или в машине и собирает с собой в дорогу сумку-холодильник. Как правило, в нее кладется еда, напитки и контейнеры для охлаждения, чтобы все продукты оставались свежими весь путь. И, чтобы не забыть, контейнеры сразу же кладут на дно сумки. А надо наоборот!
Все дело в том, что по законам физики холодный воздух всегда оседает внизу, вытесняя теплый наверх, так как он тяжелее. И если хладагент положить на дно, то собравшийся у крышки сумки теплый воздух так и будет оставаться теплым. Если же положить хладагент наверх, то холодный воздух будет постоянно циркулировать и бутерброды с сыром, помидоры и соки благополучно доживут до первого перекуса.
Как остудить машину в жару
Помните, как неприятно садиться в машину, которая долго стояла на жаре? Первая просьба всех пассажиров – быстрее включить кондиционер на максимум! Так можно делать, но необходимого эффекта придется ждать долго. Есть более эффективное решение.
Дело в том, что солнце нагревает машину вместе с находящимся в ней воздухом. Все это создает внутри своеобразный мешок из горячего воздуха. Работающий кондиционер первым делом охлаждает воздух в машине, а прохладный воздух уже охлаждает сиденья, окна, одежду – все что находится внутри нее. Поэтому первым делом нужно выпустить горячий воздух: открыть все двери и багажник, а уже потом включить кондиционер. Это во многом ускорит процесс создания комфортного климата внутри машины.
Как правильно вылить содержимое из бутылки с соком
Знакомая ситуация: хочешь быстро налить любимый напиток, открываешь крышку или снимаешь защитную пленку, а вода начинает вытекать будто кусочками, чаще всего расплескиваясь по сторонам. Или тратятся силы на то, чтобы надавливать на упаковку с целью ускорить процесс.
Почему это происходит? Дело в том, что, когда мы открываем изначально бутылку и начинаем выливать содержимое, на дне формируется вакуум, удерживающий воду. Поэтому, чтобы быстро и эффективно освободить пластиковую бутылку, стоит его перевернуть и при помощи ножа или вилки сделать небольшое отверстие в основании или на дне. Через него будет поступать воздух, значит вакуума не будет, а жидкость будет вытекать легче и быстрее.
ЧЕМУ УЧИТ ФИЗИКА
Физика — трудный предмет. В этом мнении сходятся и ученики, и их родители, и администрация, и коллеги-предметники, ведущие другие предметы. Если где-нибудь в компании скажешь, что преподаешь физику. Сразу слышишь: «О! У меня в школе с физикой были такие проблемы!» А что же в ней такого трудного?
Попробуем хотя бы разобраться немного в том, какие проблемы психологического плана порождает изучение школьного курса физики.
МНОГОМЕРНОСТЬ ВЗГЛЯДА
Как любой учебный предмет (раздел науки), физика имеет специфический подход к изучаемым объектам, но дело в том, что она (в представлении большинства людей) изучает все! При этом многообразии изучаемых явлений физика предлагает не очень понятный и непривычный для учащихся способ познания окружающего мира. В результате у них возникает вопрос: «Почему нужно думать именно так? Ведь иначе тоже верно?!» Особенно часто такие вопросы возникают при переходе от темы к теме или от раздела к разделу. Смена точки зрения — очень тяжелое упражнение. При изучении физики его приходится выполнять достаточно часто. Школьникам непривычно осознавать, что один и тот же объект можно рассматривать с разных точек зрения и все они имеют право на существование.
Процессы анализа реального объекта, расчленения на изучаемые стороны, нахождение закономерностей в каждой и последующий синтез, назад к объекту — эти операции производят революцию в психике школьников. Подростки часто гипертрофируют какую-либо сторону личностных проблем, и мысль о возможности разностороннего и равновзвешенного подхода к проблеме очень их занимает.
ВЫДЕЛИМ ГЛАВНОЕ
Основой изучения физики является построение моделей и с их помощью познание явлений. Для школьников создание модели и модельный подход очень тяжел. Отказ от несущественного для выделения главного — большая личностная проблема подростков в учебе и общении. Физика, как и любая другая наука, не претендует на абсолютную истину, но именно абсолюта, идеала хочется подросткам. Например, их очень интересует, каков «на самом деле» электрический ток и свет. Необходимость признания, что наука не сможет ответить однозначно на этот вопрос, вызывает у них внутренний протест.
Обучение, особенно в начальной школе, создает у школьников ощущение абсолютности внушаемых учителями научных истин, изучение физики переворачивает их умы и души. Относительность истин в физике толкает подростков к новому взгляду на неизбежные противоречия со взрослыми. «Истина — относительна, зависит от условий рассмотрения. Они могут быть правы, но и я тоже одновременно могу быть прав!» Очень интересно, как диалектический подход к проблемам, нарабатываемый при изучении физики, преломляется в политической и социальной адаптации подростков.
ДОПУСТИМ.
Особый пласт проблем поднимает простенькое и часто применяемое в физике слово «допустим». Мыслительный эксперимент в физике заметно отличается от такого эксперимента в биологии или географии. Допущения, сделанные в этих школьных предметах, лишь подтверждают истинность происходящего. Допущения, сделанные в физике, не только позволяют «построить» новый подход к проблеме, но и приводят к конкретным теориям и техническим решениям.
Школьникам очень трудно бывает что-либо «допустить». Допущение лишает их привычного подхода, выбрасывает в океан непредсказуемости, толкает к новому.
Наработка допущений при изучении физики позволяет подросткам значительно легче решать конфликтные ситуации и проектировать свои поступки, так сказать «включает мозги». Когда допущение в физике приводит к внутреннему противоречию, школьники особенно остро понимают, что ошибка не крах, не тупик, а начало новой дороги. Не проанализировав ошибку, невозможно начать новый путь.
НЕ ВЕРЬ УШАМ СВОИМ
При всей относительности физических законов есть в ней законы абсолютные, законы-утверждения (сохранения массы и энергии) и законы-запреты (вечный двигатель). Возможность обращения к ним при решении любых частных проблем позволяет подросткам понять необходимость выработки таких законов для себя при опоре на нормы семьи, общества, человеческой культуры. Но школьники при решении конкретных учебных проблем сами редко вспоминают об общих законах, поэтому надо почаще о них напоминать. Тогда им учиться и жить будет легче.
Критерием истинности является опыт. Справедливость физических законов проверяет эксперимент — демонстрационный, лабораторный, исторический. Школьникам, особенно в начале изучения физики, нелегко бывает осознать, что вне опыта никакое соображение нельзя считать верным. Даже если это утверждает учитель!
Выработка активной позиции по отношению к знаниям, аргументированность, экспериментальная доказательность слов учителя и собственных ответов дает подросткам ощущение сотрудничества на равных с учителем, собственной личностной ценности. Физика часто спрашивает, как ребенок: «А почему?» Совместные поиски ответа дают детям гораздо более спокойное отношение к собственным «глупым» вопросам. Человек начинает учиться, когда начинает спрашивать.
Физика — первый для школьников учебный предмет, главным инструментом которого является опыт. Поэтому навык наблюдения и анализа при демонстрации эксперимента для них дело сложное. Вообще мысль о взаимозависимости явлений для них внове. На бытовом уровне дети, конечно, знают, что, сунув палец в пламя, получишь ожог, но что из этого опыта можно сделать научные выводы — этому надо учить.
ДОВЕРЯЙ, НО ПРОВЕРЯЙ
При изучении истории физических открытий школьникам приходится осознавать чужой ход рассуждений. Очень непросто дается разграничение результатов опыта и выводов из него. Конкретное мышление подростков мешает выходить на уровень обобщения, но если этот шаг удается сделать, подростки начинают совсем иначе рассуждать и делают гораздо более зрелые выводы. У них развивается разумная самокритика, строятся взвешенные планы.
Важным элементом изучения физики остаются лабораторный эксперимент и физический практикум. Самое сложное для учащихся — осознать цель и роль эксперимента лично для себя. Удовольствие от проведения опыта, навык самостоятельной работы с инструкцией (описанием), графическое оформление, расчеты — все это шаги к главному — выводу. У школьников, особенно 7—8-х классов, работа на результат (измерения, графики, таблицы) часто затмевает вывод.
Учитель должен научить подростков по-новому взглянуть на плоды своего труда, осознать, что внушаемые им истины могут быть проверены самостоятельно, нужно лишь иметь план, оборудование и, главное, способность сделать вывод. Иногда, увлекшись, подростки начинают экспериментировать на всем: на людях, вещах, душах, — но планирование эксперимента и необходимость вывода служит мощным сдерживающим фактором в жизни.
УЧИМСЯ РИСКОВАТЬ
Самой главной трудностью для большинства школьников всегда было решение задач, которые требует не только большого количества учебных навыков (не будем здесь об этом), но и мужества. Почему? Приведу пример. Задача по геометрии требует от ученика узнавания и применения стандартных теорем, задача по физике — перебора подходов, вариантов решения, не давая никаких гарантий правильности выбранного пути. Движение на ощупь — не самый любимый для многих учащихся путь, им хочется уверенности в правильности своего решения.
Навык осмысленного, подготовленного риска — вот что дает решение задач по физике душам детей. Анализ готового решения задач позволяет учащимся научиться строить планы, использовать чужой опыт, что подростки не очень-то любят.
Очень важным является научение самостоятельной проверке правильности решения задачи. Это дает ученикам ощущение независимости и, одновременно, защищенности, в чем они так нуждаются.
И, наконец, техника в курсе физики. Изучение приборов, устройств, машин школьникам обычно нравится. Поэтому их очень удивляет подход с рассмотрением достоинств и недостатков каждого устройства. В воображении подростков наличие достоинств исключает наличие недостатков. Работа в этом направлении обычно сильно меняет самооценку школьников. Они начинают понимать, что и люди и вещи гармоничны.
Да. Физика — трудный предмет.
Нелли КОГАН,
учитель физики НОУ ЭШЛ,
г. Москва
Почему важно знать физику?
Урок 2. 12 видеоуроков для повышения мотивации школьников к учёбе
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Почему важно знать физику?»
Часто дети задают своим учителям и родителям вопрос: «А зачем мне учить физику, если она мне не интересна. Да и в жизни она вряд ли мне пригодится?»
И действительно, как объяснить подростку, которому физика не интересна, если он не собирается связывать с ней профессию, что ему надо учить все эти формулы, законы и теории? Давайте попробуем ответить на этот вроде бы простой, но в то же время сложный вопрос.
Физика – один из самых красивых предметов, который мы изучаем в школе. Слово «физика» в переводе с греческого означает «природа». То есть физика – это наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Звучит немного странно? Вроде бы про все, а вроде бы и ни про что? М-да, немножко непонятно, как это может быть полезно обычному человеку?
Но знание физических закономерностей устройства нашего мира так или иначе нужно знать любому человеку. Это такая же часть общекультурного базиса, как и знание основных правил русского языка, как ориентация в географии или в истории, как знакомство с общими принципами биологической эволюции.
Вот раньше люди ездили на тарантасах, запряжённых лошадьми, жали серпами пшеницу и рожь, проводили вечера при свете лучин. А в сказках мечтали о чудесах: ковре-самолёте, топоре-саморубе и многом другом. Стала ли сказка былью? Конечно да. Ведь сегодня люди летают на самолётах. Комбайны убирают урожай в поле (некоторые даже без участия человека!). Электро- и бензопилы в считанные минуты спиливают деревья. А энергосберегающие лампочки освещают наши дома и квартиры.
Мобильная связь расширила возможности общения людей друг с другом. Ракеты выводят на орбиту искусственные спутники Земли. В конце концов человек достиг космоса. Всё это стало возможным благодаря достижениям различных наук, главной из которых является физика.
Только физика поможет нам понять, почему появляется радуга, как работает телефон, как появляется изображение на экране телевизора или монитора.
Только зная физику, можно проектировать и строить дома, заводы, машины и электростанции. Чтобы создавать радиоприёмники, автомобили, космические аппараты, даже просто одежду и продукты питания, надо знать физику.
Например, на уроках биологии часто приходится работать с микроскопом. А его устройство и принцип действия основаны на законах физики. Те же очки, телескопы, фотоаппараты и видеокамеры можно было сделать лишь потому, что физики изучили, как распространяется свет в воздухе и стекле.
А, например, конструирование и изготовление кораблей, самолётов и воздушных шаров основано на знании закономерностей, которым подчиняются жидкости, газы и движущиеся в них тела.
Без знания физики нельзя было бы сделать ни часы, ни телефон, ни пылесос, ни телевизор. И мы были бы лишены многих полезных вещей, которые помогают нам готовить и сохранять пищу, убирать квартиру, слушать музыку и даже общаться с друзьями на расстоянии.
Физика, являясь фундаментом техники, развивает её. А техника создаёт приборы, позволяющие физике проникать в неразгаданные тайны природы, открывать новые явления. Физика помогает нам не просто верить во что-то, но и самим понимать, как «устроен» окружающий мир.
Например, всех с детства родители и система образования от садика до начальной школы учит: «Не суй пальцы в розетку!», но только изучив физику, понимаешь, что произойдёт, если ты это сделаешь.
«Не перебегай дорогу перед движущимся автомобилем!» Зная физику, ты понимаешь, почему автомобиль не может остановиться мгновенно и что случится, если произойдёт столкновение.
Занимаемся спортом эффективнее
Практически во всех видах спорта (игры с мячом, стрельба, бильярд, зимние виды спорта, водные виды спорта и так далее) знание физики может здорово помочь. Можно долго и упорно практиковаться, а можно подучить теорию и понять, почему мяч (или другой снаряд) движется именно так.
Даже в кёрлинге тоже чистая физика. Можно смотреть, как люди натирают щётками пол перед камнем и думать: «Почему трут там, а не в другом месте?»
Вот представим, как люди на коньках катаются. У нас так хорошо получается скользить, потому что при повышении давления лёд плавится. Создаётся водяная прослойка, выполняющая роль смазки между лезвием и твёрдой поверхностью, в результате трение о лёд уменьшается. На подошве у нас получилось бы проехать куда хуже.
Так и в кёрлинге: игроки жёсткими щётками натирают лёд перед камнем, от трения температура ледяных бугорков повышается, они начинают таять и покрываются мельчайшими капельками воды. Они играют роль смазки между камнем и льдом. В результате, если натирать лёд точно перед камнем, он будет двигаться дольше, а если натирать участок, находящийся чуть в стороне от траектории движения центра камня, он начнёт смещаться, ведь с этой стороны трение будет меньше. Итог – движение камня корректируется в зависимости от работы членов команды. Так что, если занимаешься тем же кёрлингом, ты тоже немного физик.
Открываем для себя новые карьерные возможности
Без физики врачи, наверное, до сих пор боролись бы со всеми болезнями кровопусканием. Кстати, этот способ лечения в XIX веке привёл к открытию одного из самых фундаментальных законов физики – закона сохранения энергии. Многие современные медицинские приборы появились за счёт развития науки. Например лазер. Чего только с помощью него не делают: зрение корректируют, проводят диагностику и операции (косметическая хирургия, стоматология, урология, лапароскопия), удаляют вены.
Нельзя не вспомнить, что многие абитуриенты, поступающие в вузы, связывают свою будущую карьеру с программированием. И если идти по обычному пути «школа-университет-работа», то для получения высшего образование в этой области необходимо пройти ЕГЭ по физике.
Конечно, не всем программистам знания физики пригодятся потом в работе, но некоторым – очень. Например, тем, кто занимается симуляцией физических процессов в играх: программирует гоночные симуляторы, воздушные, танковые. В этом случае просто необходимо знать физические законы, иначе видеоигры будут скучными, а анимации не будут выглядеть реалистично.
Выходит, физика – необходимый этап в карьере программиста.
И есть ещё один важный момент. Почти все нынешние подростки через какое-то время станут родителями, папами и мамами. И их маленькие детишки будут задавать миллион вопросов: «почему едет машина?», «а откуда берётся радуга?», «почему гремит гром?», «почему светит солнце?», «а почему в космосе невесомость?», «почему нельзя совать пальцы в розетку?», «почему светит лампочка?», «почему снежинки все такие разные?», «а почему небо голубое?». И так далее и так далее
Как ответить, не зная физику? Вот и мы не знаем.
Дети задают много вопросов про окружающий мир, и отвечать на них можно, конечно, по-разному. Даже если вы забыли какие-то детали или сложную формулу, но достаточно хорошо поняли суть дела, то даже через 10–20 лет легко сумеете объяснить ребёнку дошкольного или младшего школьного возраста все такие штуки – кратко и с учётом его уровня понимания. Этим и определяется образование: если можешь рассказать что-то пятилетнему ребёнку, значит, ты действительно понимаешь принцип явления, а не прикрываешься умными словами.
Конечно, у нас всегда есть выбор – или говорим как есть, или сочиняем небылицы. Например, ветер дует, потому что деревья качаются, а не деревья качаются, потому что ветер дует. Молнию видим раньше, чем слышим гром, потому что уши дальше, а глаза ближе, а не то, что скорость света во много раз больше скорости звука. Снег тает, потому что его ест туман, а не туман появляется, потому что снег тает и так далее и тому подобное. Ребёнок же всё «возьмёт» от нас, ведь мы для него авторитет. Но лучше сразу формировать нормальную картину мира.
Таким образом, можно без преувеличения сказать, что знания, добытые физиками за века развития науки, присутствуют в любой области человеческой деятельности. Окиньте взглядом то, что вас сейчас окружает – в производстве всех находящихся вокруг вас предметов важнейшую роль сыграли достижения физики.
Знания, полученные при изучении физики, пригодятся вам в повседневной жизни и поспособствуют развитию ваших интеллектуальных способностей. Физику нужно изучать для того, чтобы понимать, как устроен окружающий мир. Понимать хотя бы в общих чертах. И тогда человек не будет делать многих глупостей в жизни. А окружающий нас мир будет для нас безопаснее и интереснее.