Μάθημα : Φυσική Β΄ Γυμνασίου τμήματα Β1-Β2-Β3

Δραστηριότητα με 4 ασκήσεις που αφορούν τη σχεδίαση γνωστών δυνάμεων, όπως βάρος, τριβή, κάθετη αντίδραση και τάση νήματος.

Εισαγωγή - Συστήματα ελατηρίων - Ενέργεια

Διαλέγουμε τον πλανήτη που θέλουμε, και έπειτα κρεμάμε διαδοχικά διάφορες μάζες (m) στο δυναμόμετρο. Η εφαρμογή αυτή μας δείχνει με πόσα Newton "τραβάει" αυτός ο πλανήτης την συνολική μάζα (που εμείς κρεμάσαμε στο δυναμόμετρο) προς το κέντρο του. Δηλαδή βλέπουμε ότι το βάρος (weight) μίας συγκεκριμένης μάζας, εξαρτάται από τον πλανήτη στον οποίο βρισκόμαστε. Η μάζα είναι πάντα σταθερή, το βάρος όμως εξαρτάται από τον πλανήτη στον οποίο βρισκόμαστε. Την μάζα m, την μετράμε σε κιλά Kg, ενώ το βάρος το μετράμε σε μονάδες Newton προς τιμή του Sir Isaak Newton που ανακάλυψε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης.

Διαλέγοντας νέο πλανήτη, βλέπουμε την επιτάχυνση της βαρύτητας που έχει ο πλανήτης που διαλέξαμε. Το g μας δείχνει με πόσα Newton "τραβάει" ο πλανήτης αυτός το κάθε κιλό μάζας που βρίσκεται στην επιφάνειά του. Δηλαδή πόσο "δυνατά" τραβάει αυτός ο πλανήτης το κάθε κιλό Kg μάζας που βρίσκεται στην επιφάνειάς του. Για αυτό και οι μονάδες μέτρησης του g είναι Newton / Kg. 'Ετσι αν η μάζα μας είναι 87 κιλά, δηλαδή 87 Kg, τότε το βάρος μας στον πλανήτη αυτόν που διαλέξαμε, θα είναι 87 φορές το g του πλανήτη !!! 

Το g έχει επίσης ισοδύναμες μονάδες m/sec² (το οποίο διαβάζεται, μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο) και λέγεται επιτάχυνση της βαρύτητας στον πλανήτη αυτόν γιατί μας δίνει και μία ακόμη πληροφορία: μας λέει κατά πόσο αυξάνεται κάθε δευτερόλεπτο που περνάει, η ταχύτητα ενός σώματος το οποίο κάνει ελεύθερη πτώση κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη. Στην γη, το g είναι περίπου 9,8 m/sec². Αυτό σημαίνει ότι ένα σώμα, οποιαδήποτε μάζα και αν έχει, όταν κάνει ελεύθερη πτώση κοντά στην επιφάνεια της γης, η ταχύτητά του καθώς θα πέφτει, θα αυξάνεται κάθε δευτερόλεπτο κατά 9,8 m/sec.

Συνήθως για ευκολία στις πράξεις μας, για το g της γης χρησιμοποιούμε τον αριθμό 10 αντί 9,8. 'Ετσι υπολογίζουμε γρήγορα και απλά το Βάρος μας στην γη, να είναι όσα κιλά μας δείχνει η ζυγαριά ότι είμαστε, επί τον αριθμό 10. Τόσο απλά βρίσκουμε το βάρος μας στην γη. Πολλαπλασιάζοντας την μάζα μας με το 10. Παράδειγμα, αν η μάζα μου είναι 87 Kg, (δηλαδή αν η ζυγαριά δείχνει ότι είμαι 87 κιλά), τότε το βάρος μου είναι 87 επί το 10, δηλαδή 870 Newton. Δεν ξεχνάμε ότι το βάρος είναι δύναμη και πάντα θα το μετράμε σε μονάδες Newton.

Οπτικοποίηση της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας στη Γη και τη Σελήνη. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τους παράγοντες που μεταβάλλουν τη βαρυτική δυναμική ενέργεια ενός σώματος.

Τριβή

Κεκλιμένο επίπεδο, δυνάμεις και κίνηση

Πρόσθεση Διανυσμάτων - Συνισταμένη

Οπτικοποίηση του αλγορίθμου σχεδίασης της συνισταμένης δύο δυνάμεων (και εν γένει δύο διανυσμάτων), με συνοδευτική παρουσίαση. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι να κατανοήσουν οι μαθητές τη διαδικασία σύνθεσης δύο διανυσμάτων.

Στο πάνω μέρος του παραθύρου φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο βρίσκουμε την συνισταμένη δύο διανυσμάτων.

Στο κάτω μέρος του παραθύρου σχεδιάστε μόνοι σας την συνισταμένη.

Εξερεύνηση σε μία διάσταση

Εξερεύνηση σε 2 διαστάσεις

Εργαστήριο

Εξισώσεις

Προσομοίωση της μετάδοσης των πιέσεων στα υγρά (υδραυλικό πιεστήριο). Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι η εξοικείωση των μαθητών με την αρχή του Pascal.

Βίντεο από την εκπαιδευτική τηλεόραση στο μάθημα της Φυσικής με θέμα την Ενέργεια

Εφαρμογή με την οποία μπορείς να μελετήσεις την ελαστική δυναμική ενέργεια. Μπορείς να σύρεις το σώμα ή τα σημεία του διαγράμματος για να καθορίσεις το πλάτος της ταλάντωσης. Μπορείς επίσης να μεταβάλεις την σκληρότητα του ελατηρίου και να εμφανίσεις ή να αποκρύψεις τα γραφήματα της δύναμης και της δυναμικής ενέργειας.

Εφαρμογή με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε έννοια κινητική ενέργεια. Η κινητική ενέργεια του σώματος μετατρέπεται σε θερμική κατά την κίνησή του μέσα στο ξύλο.

Οπτικοποίηση κατακόρυφης βολής για τη μελέτη της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι να παρατηρήσουν και να αντιληφθούν οι μαθητές τις επιμέρους μορφές και τις μετατροπές της ενέργειας κατά τη διάρκεια της βολής.

Εφαρμογή με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε την διατήρηση της ενέργειας κατά την ελεύθερη πτώση ενός σώματος. Μπορούμε να σύρουμε το σώμα και το διάνυσμα της ταχύτητας για να αλλάξουμε την θέση και την ταχύτητα του σώματος. Μπορούμε να επαναλάβουμε το πείραμα στην Γη και στην Σελήνη με ή χωρίς τριβές.