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

Κουίζ επανάληψης και αυτοαξιολόγησης με θέμα τα υλικά σώματα. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι να απαντήσουν οι μαθητές σε ερωτήσεις σχετικές με τα υλικά σώματα, τους δομικούς τους λίθους, τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά τους.

Πιο αναλυτικά, το μαθησιακό αντικείμενο προσφέρεται, προκειμένου οι μαθητές να εμπεδώσουν ότι ο όγκος και η μάζα αποτελούν χαρακτηριστικές ιδιότητες των υλικών σωμάτων και να γνωρίσουν τις βασικές μονάδες μέτρησης όγκου, μάζας και πυκνότητας. Ακόμη, μέσω της δραστηριότητας, δίνεται η δυνατότητα στους μαθητές να συσχετίσουν τη φυσική κατάσταση των σωμάτων με τις κινήσεις των σωματιδίων στον μικρόκοσμο, να διακρίνουν τα καθαρά σώματα σε χημικές ενώσεις και στοιχεία, καθώς και για να συσχετίσουν τις γνώσεις τους με καταστάσεις που συναντούν στην καθημερινότητά τους.

Με την συγκεκριμένη προσομοίωση μπορούμε να μελετήσουμε την μέση ταχύτητα ενός αντικειμένου το οποίο μπορεί να κινείται στο επίπεδο. Μπορούμε να σύρουμε το αντικείμενο και να ρυθμίσουμε το χρονικό διάστημα στο οποίο θα αφήνεται το ίχνος με τις απαραίτητες πληροφορίες. Αν είναι πατημένο το ctrl ή το shift τότε το αντικείμενο κινείται μόνο κατακόρυφα ή οριζόντια αντίστοιχα.

Μπορείς να σύρεις τα σημεία που αντιστοιχούν στις χρονικές στιγμές t, t₁, t₂ για να καθορίσεις το χρονικό διάστημα στο οποίο θα υπολογιστεί η μέση ταχύτητα.

Παρακολούθησε πάνω στο χάρτη της Ελλάδας τη διαδρομή ενός αυτοκινήτου από τη Θεσσαλονίκη στην Αθήνα και απάντησε σε ερωτήσεις αυτοαξιολόγησης σχετικές με τη διάρκεια του ταξιδιού και τη μέση ταχύτητα του αυτοκινήτου.

Εργαστηριακή δραστηριότητα: «Μελέτη των ευθύγραμμων κινήσεων».

Προσομοίωση με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Δηλαδή την κίνηση ενός σώματος πάνω σε μία ευθεία γραμμή, με σταθερή ταχύτητα (χωρίς "γκαζώματα" και χωρίς "φρεναρίσματα").

Με το ποντίκι κινούμε το ένα βιβλίο πάνω στο άλλο, και βλέπουμε τα άτομα του εξωτερικής επιφάνειας του ενός Σώματος, να αλληλεπιδρούν με τα άτομα της ύλης του άλλου Σώματος. Το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης αυτής, είναι η δυσκολία που νιώθουμε εμείς, στην προσπάθειά μας να θέσουμε τα σώματα σε κίνηση μεταξύ τους. Η δύναμη λοιπόν της Τριβής πάντα δυσκολεύει την κίνηση των Σωμάτων και για αυτό την σχεδιάζομε να είναι πάντα αντίθετη στην κατεύθυνση της κίνησης που εμείς θέλουμε να δώσουμε στο σώμα που μας ενδιαφέρει να κινηθεί. Όσο πιο μεγάλη είναι η δύναμη αυτή, τότε κατά την κίνηση των σωμάτων χάνεται ενέργεια από την δική μας προσπάθεια (εμείς σπρώχνουμε τα σώματα - εμείς κουραζόμαστε να τα θέσουμε σε κίνηση) και μετατρέπεται σε θερμότητα την οποία μπορούμε να δούμε στην εφαρμογή με την αύξηση της θερμοκρασίας στο θερμόμετρο. Επίσης όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, μπορούμε να παρατηρήσουμε την αύξηση της κίνησης που κάνουν τα άτομα (από τα οποία αποτελείται το κάθε σώμα) γύρω πάντα από μία συγκεκριμένη θέση που έχουν μέσα στο στερεό - θέση ισορροπίας).

Αυτό το βίντεο κλιπ λαμβάνει χώρα στο εργαστήριο φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών. Οι μαθητές εξοικειώνονται με την έννοια του μικρόκοσμου. Με γραφικά πειράματα επεξεργάζονται φυσικά φαινόμενα, όπως οι δυνάμεις.

Εφαρμογή με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε την έννοια αδράνεια ενός σώματος.

Δυναμική οπτική αναπαράσταση (με μηχανή φυσικής), που παρουσιάζει δύο κύβους ίσης πλευράς, οι οποίοι συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά το «σύρσιμο» με το ποντίκι. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι η διερεύνηση της συσχέτιση της «δυσκολίας στη μετακίνηση» με την πυκνότητα και τη μάζα των κύβων.

Προσομοίωση σε Interactive Physics για τη μελέτη του νόμου της αδράνειας.

Προσομοίωση σε Modelus για τη μελέτη της κίνησης ενός σώματος κάτω από την επίδραση σταθερών δυνάμεων.

Μια δυναμική προσομοίωση ενός δυναμομέτρου για την διερευνητική προσέγγιση των εννοιών μάζα και βάρος. Ο χρήστης μπορεί να αναρτήσει στο δυναμόμετρο και να ζυγίσει μάζες, μεταβάλλοντας την επιτάχυνση της βαρύτητας ή και επιλέγοντας το "βαρυτικό περιβάλλον" συγκεκριμένων σωμάτων του ηλιακού μας συστήματος.

Τέντωμα, Ταλάντωση, Εργαστήριο.

Μέτρηση Δύναμης - Νόμος του Hooke

Ερωτήσεις αντιστοίχισης με θέμα τις διαφορές μάζας και βάρους

Ένα παράδειγμα του πώς εξαρτάται ο ρυθμός μεταβολής του μέτρου της ταχύτητας ενός αντικειμένου (που μπορεί να κινείται ευθύγραμμα) από τη μάζα του και από τη συνολική δύναμη που του ασκείται.

Εφαρμογή με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε την έννοια αδράνεια ενός σώματος. Αν κάνουμε κλικ σε κάποιο σημείο στην οθόνη και σύρουμε τότε στο σώμα (Η κουκίδα αναπαριστά ένα σώμα - υλικό σημείο) εφαρμόζεται δύναμη η οποία είναι ανάλογη της απόστασης του σώματος από τον δείκτη του ποντικιού. Αν η μάζα του σώματος είναι μεγάλη (μεγάλη αδράνεια) το σώμα είναι δυσκίνητο ξεκινάει δύσκολα, στρίβει δύσκολα και σταματάει δύσκολα. Στο σώμα ενεργεί δύναμη τριβής που είναι ανάλογη της ταχύτητας (b η σταθερά απόσβεσης). Αν καταργήσουμε την δύναμη και δεν υπάρχει τριβή τότε το σώμα συνεχίζει να κινείται ευθύγραμμα και ομαλά.

Δυναμική οπτική αναπαράσταση (με μηχανή φυσικής), που παρουσιάζει δύο κύβους ίσης πλευράς, οι οποίοι συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά το «σύρσιμο» με το ποντίκι. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι η διερεύνηση της συσχέτιση της «δυσκολίας στη μετακίνηση» με την πυκνότητα και τη μάζα των κύβων.

Το video clip αναφέρεται στον Άγγλο φυσικό, αστρονόμο και μαθηματικό Νεύτωνα, ο οποίος διατύπωσε τρεις νόμους οι οποίοι διέπουν την κίνηση των σωμάτων στην επιφάνεια της Γης : την αρχή της αδράνειας, το θεμελιώδη νόμο της μηχανικής και το αξίωμα δράσης-αντίδρασης. Δημοσιεύοντας το 1687 το περίφημο έργο PRINCIPIA, ο Νεύτωνας έθεσε τα θεμέλια της μηχανικής και της κλασικής φυσικής. Στο έργο αυτό αποδεικνύει ότι τα ουράνια σώματα υπόκεινται στους ίδιους νόμους που διέπουν την κίνηση των αντικειμένων στην επιφάνεια της Γης και οδηγήθηκε στο νόμο της παγκόσμιας έλξης. Βασιζόμενοι στους νόμους του Νεύτωνα μπορούμε να εξηγήσουμε πολλές εφαρμογές και φαινόμενα της καθημερινής μας ζωής.

Διελκυνστίδα, Κίνηση, Τριβή, Επιτάχυνση

Εφαρμογή για την αξιολόγηση της κατανόησης του τρίτου νόμου του Νεύτωνα. Ο χρήστης καλείται, αξιοποιώντας την οπτικοποίηση ενός ζεύγους ελατηρίων (δυναμομέτρων) να κρίνει έναν συλλογισμό που χρησιμοποιεί τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα.

Εφαρμογή με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα. Μπορούμε να μεταβάλλουμε την μάζα κάθε σώματος καθώς και την ισχύ του κάθε μαγνήτη. Θεωρούμε ότι τα καροτσάκια έχουν αμελητέα μάζα.

Οπτικοποίηση της εξάρτησης της τιμής της πίεσης από το μέτρο της ασκούμενης δύναμης και από το εμβαδόν της επιφάνειας στην οποία ασκείται η δύναμη.

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.