THE ROLE OF CONSERVATION LAWS IN THE IMPLEMENTATION OF PREDICTIVE AND EXPLANATORY FUNCTIONS OF CLASSICAL MECHANICS
Authors: Половникова Л.Б. 
Published: July 2024

Применение законов сохранения для решения основной задачи динамики позволяет уже в средней школе продемонстрировать учащимся их практическую значимость. Следует заметить, что недостаточность математической подготовки учащихся ограничивает возможность использования метода, связанного с первыми интегралами движения. В статье рассматривается технология применения метода закона сохранения энергии для вывода формул периода собственных колебаний системы. Также проиллюстрирована значение закона сохранения энергии в реализации функций классической механики, вопрос о построении теоретических моделей физических систем, о взаимосвязи эмпирии и теории. Предсказать состояние механической системы в любой момент времени и в любой точке пространства можно на основе динамического уравнения движения совместно с принципом независимости взаимодействий. В статье показано как решается данная функция на основе закона сохранения энергии. Важно для студентов технического вуза показать, как решается достаточно строго с применением закона сохранения основная задача динамики. В ходе поведенного исследования проверена гипотеза: демонстрация значения законов сохранения в реализации познавательной и предсказательной функций классической механики позволит сформировать базу к изучению дисциплин профессионального цикла. Достоверность исходного утверждения подтверждает использованный нами комплекс методов исследования: теоретические (изучение состояния проблемы исследования в практике преподавания физики; системный анализ и синтез; математико-статистические методы) и эмпирические (педагогический эксперимент, статистическая обработка данных педагогического эксперимента). Предлагаемое в статье методическое решение может быть полезным учителям средней школы для курсов повышенного уровня, преподавателям учреждений среднего профессионального и высшего образования.

The application of conservation laws to solve the main problem of dynamics allows students to demonstrate their practical significance already in high school. It should be noted that the lack of mathematical preparation of students limits the possibility of using the method associated with the first integrals of motion. The article discusses the technology of using the method of the law of conservation of energy to derive formulas for the period of natural oscillations of the system. The importance of the law of conservation of energy in the implementation of the functions of classical mechanics, the issue of constructing theoretical models of physical systems, and the relationship between empirics and theory are also illustrated. It is possible to predict the state of a mechanical system at any moment in time and at any point in space on the basis of the dynamic equation of motion together with the principle of independence of interactions. The article shows how this function is solved based on the law of conservation of energy. It is important for students of a technical university to show how the main problem of dynamics is solved quite strictly using the conservation law. In the course of the study, a hypothesis was tested: demonstrating the importance of conservation laws in the implementation of the cognitive and predictive functions of classical mechanics will form the basis for the study of disciplines of the professional cycle. The reliability of the initial statement is confirmed by the complex of research methods we used: theoretical (studying the state of the research problem in the practice of teaching physics; system analysis and synthesis; mathematical and statistical methods) and empirical (pedagogical experiment, statistical processing of data from a pedagogical experiment.) The methodological solution proposed in the article can be useful for secondary school teachers for advanced courses, teachers of secondary vocational and higher education institutions.