Οι Φυσικές Επιστήμες στο σχολείο… και όχι μόνο

Την προσομοίωση μπορείτε να βρείτε στη σελίδα www.seilias.gr και πιο συγκεκριμένα

1. http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/omaliKikliki3.swf
2. http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/dinamikiStinKiklikiKinisi.swf

Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Mε τη βοήθεια των παραπάνω προσομοιώσεων υπολογίζουν αντίστοιχα:

1. Τις τιμές της κεντρομόλου κεντρομόλου επιτάχυνσης για διάφορες τιμές της γραμμικής ταχύτητας.
2. Τις τιμές της κεντρομόλου κεντρομόλου δύναμης για διάφορες τιμές της γραμμικής ταχύτητας.

Τα αποτελέσματα συγκεντρώνονται σε υπολογιστικό φύλλο .xls και σχεδιάζονται οι αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις. :

1. Τι συμπεραίνουμε για τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου επιτάχυνσης και γραμμικής ταχύτητας; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
2. Τι συμπεραίνουμε για τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου δύναμης και γραμμικής ταχύτητας; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
3. Αν θεωρήσουμε ότι το σώμα που κινείται είναι το ίδιο και στις δυο περιπτώσεις και ότι η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς είναι R = 1, τι συμπεραίνουμε για τη μάζα του;

Δραστηριότητα: να αποδείξετε τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου επιτάχυνσης και γραμμικής ταχύτητας στην κυκλική ομαλή κίνηση (προτείνεται να χρησιμοποιήσετε τις ιδιότητες των όμοιων τριγώνων από την Ευκλείδια Γεωμετρία).

Αποτελέσματα προσομοίωσης Κεντρομόλου Επιτάχυνσης- Δύναμης (Β΄ Λυκείου, Φυσική Προσανατολισμού):

Αλέξανδρος Ελένη Ιωάννα

Σχέση με Α.Π.Σ.: Φυσική Α΄ Λυκείου, Ενότητα 2.1 Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας, Φυσική Β’ Λυκείου κατεύθυνση, Κεφάλαιο 2 Διατήρηση της ορμής.

Αν χρησιμοποιηθούν οι ερωτήσεις που έχουν σχέση με την ορμή αφορά την Β΄ Λυκείου. Αν δεν χρησιμοποιηθούν, την Α΄ Λυκείου.

Στόχοι:

1. Να κατανοήσουν οι μαθητές τις μετατροπές της ενέργειας και ότι η ολική ενέργεια διατηρείται σταθερή.
2. Να αναγνωρίσουν τους παράγοντες που επηρεάζουν την διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.
3. Να σχεδιάσουν μια προσομοίωση στο Algodoo
4. Να ερευνήσουν και να ξεπεράσουν τα εμπόδια στην κατασκευή της προσομοίωσης που θα επιλέξουν.

Διάρκεια: 1 διδακτική ώρα

Υλικό, λογισμικό & πρόσθετο διδακτικό όφελος από τη χρήση του συγκεκριμένου λογισμικού (ΤΠΕ)

Υπολογιστές με εγκατεστημένο το Algodoo και προτζέκτορας. Το συγκεκριμένο λογισμικό προσφέρεται για την κατασκευή προσομοιώσεων μηχανικής αφού δίνει την δυνατότητα στον εκπαιδευτικό ή και στον μαθητή να τοποθετήσει αντικείμενα, επίπεδα, ελατήρια, δυνάμεις, εμπόδια, σχοινιά με όποια παραμετροποίηση χρειάζεται (κλίση, συντελεστή τριβής, μάζα, σταθερά ελατηρίου κλπ) και δίνει την δυνατότητα επίσης να οπτικοποιήσει ασκήσεις μηχανικής που υπάρχουν στο γυμνάσιο και στο λύκειο. Μπορεί με αυτόν τον τρόπο να γίνει πρώτα πρόβλεψη, να εκτελεστεί η άσκηση και να επιβεβαιωθεί μέσω του λογισμικού.

1 2

Εργαλεία και υλικά:

1. Υπολογιστές εργαστηρίου Πληροφορικής.

2. Φορητός υπολογιστής συνδεδεμένος με βιντεοπροβολέα και με το διαδίκτυο.

3. Λογισμικά εξομοίωσης Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων από τον ιστότοπο του Πανεπιστημίου του Colorado

PHET

π.χ.

https://phet.colorado.edu/el/simulation/legacy/circuit-construction-kit-ac-virtual-lab

Κλικ για εκτέλεση

Διαδικασία:

1. Οι μαθητές χωρίζονται σε ανομοιογενείς ομάδες των τριών ατόμων.
2. Κάθε ομάδα αναλαμβάνει να υλοποιήσει με τη βοήθεια του εξομοιωτή ένα απλό κύκλωμα συνεχούς ρεύματος με πηγή, διακόπτη και αντιστάτη.Κατόπιν, καλείται να τοποθετήσει κατάλληλα στο στο κύκλωμα όργανα ηλεκτρικών μετρήσεων (αμπερόμετρο και βολτόμετρο), προκειμένου να μετρήσει τηντάση στα άκρα του αντιστάτη και το ρεύμα που τον διαρρέει. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας τους ψηφιακούς αισθητήρες, κατασκευάζει τα διαγράμματα  Ι = f(t) και V = f(t).
3. Κάθε ομάδα καλείται να κατασκευάσει ένα κύκλωμα με μια πηγή, διακόπτη και δυο αντιστάτες συνεδεδεμένους σε σειρά και να μετρήσει τηντάση στα άκρα καθενός και το ρεύμα που τον διαρρέει. Στη συνέχεια, το πείραμα επαναλαμβάνεται με αντιστάτες διαφορετικής αντίστασης.
4. Κάθε ομάδα καλείται να κατασκευάσει ένα κύκλωμα με μια πηγή, διακόπτη και δυο αντιστάτες συνεδεδεμένους παράλληλα και να μετρήσει τηντάση στα άκρα καθενός και το ρεύμα που τον διαρρέει. Στη συνέχεια, το πείραμα επαναλαμβάνεται με αντιστάτες διαφορετικής αντίστασης.

Συμπεράσματα:

1. Τι συμπεραίνετε για τη σχέση των ρευμάτων και των τάσεων στα άκρα των αντιστατών όταν συνδέονται σε σειρά;
2. Τι συμπεραίνετε για τη σχέση των ρευμάτων και των τάσεων στα άκρα των αντιστατών όταν συνδέονται παράλληλα;

Γενίκευση:

1. Με τη βοήεθια του εξομοιωτή ηλεκτρικών κυκλωμάτων να διερευνήσετε το ρόλο ενός πυκνωτή σε ένα κύκλωμα συνεχούς ρεύματος.
2. Με τη βοήεθια του εξομοιωτή ηλεκτρικών κυκλωμάτων να διερευνήσετε το ρόλο ενός πηνίου σε ένα κύκλωμα συνεχούς ρεύματος.

Εκτεταμένο σχέδιο μαθήματος (στα Αγγλικά):

https://v.gd/sj4gyh

Την προσομοίωση μπορείτε να βρείτε στη σελίδα www.seilias.gr και πιο συγκεκριμένα

1. http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/omaliKikliki3.swf
2. http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/dinamikiStinKiklikiKinisi.swf

Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες. Mε τη βοήθεια των παραπάνω προσομοιώσεων υπολογίζουν αντίστοιχα:

1. Τις τιμές της κεντρομόλου κεντρομόλου επιτάχυνσης για διάφορες τιμές της γραμμικής ταχύτητας.
2. Τις τιμές της κεντρομόλου κεντρομόλου δύναμης για διάφορες τιμές της γραμμικής ταχύτητας.

Τα αποτελέσματα συγκεντρώνονται σε υπολογιστικό φύλλο .xls και σχεδιάζονται οι αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις. :

1. Τι συμπεραίνουμε για τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου επιτάχυνσης και γραμμικής ταχύτητας; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
2. Τι συμπεραίνουμε για τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου δύναμης και γραμμικής ταχύτητας; Με ποιον τρόπο μπορούμε να ισχυροποιήσουμε το συμπέρασμά μας;
3. Αν θεωρήσουμε ότι το σώμα που κινείται είναι το ίδιο και στις δυο περιπτώσεις και ότι η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς είναι R = 1, τι συμπεραίνουμε για τη μάζα του;

Δραστηριότητα: να αποδείξετε τη σχέση μεταξύ κεντρομόλου επιτάχυνσης και γραμμικής ταχύτητας στην κυκλική ομαλή κίνηση (προτείνεται να χρησιμοποιήσετε τις ιδιότητες των όμοιων τριγώνων από την Ευκλείδια Γεωμετρία).

Αποτελέσματα προσομοίωσης Κεντρομόλου Επιτάχυνσης- Δύναμης (Β΄ Λυκείου, Φυσική Προσανατολισμού)