Experimentálne sprístupňovanie fyzikálnych poznatkov Marián Kireš Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008 Osnova prezentácie Prečo by mal byť pre žiaka fyzikálny experiment zaujímavý? Má žiak šancu realizovať experimentálne skúmanie javov? Turnaj mladých fyzikov, priestor pre vedecké skúmanie Ako pracujeme so študentmi Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Lekárske vyšetrenie gejzíru (meranie teploty a tlaku) Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Prečo by mal byť pre žiaka fyzikálny experiment zaujímavý? prirodzená zvedavosť žiakov, hravý prístup k riešeniu problému, zaujímavé používanie meracích prístrojov, zážitok z ovládania skúmaného procesu, originálnosť prevedenia, preukázateľnosť vlastných výsledkov, ... Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Má žiak šancu realizovať experimentálne skúmanie javov? slabé technické vybavenie škôl, nízky počet laboratórnych pomôcok, zastarané a málo spoľahlivé (presné) vybavenie, časová náročnosť experimentov, žiak sa najčastejšie stretne s experimentom: demonštračným, myšlienkovým, podľa návodu (laboratórna práca), väčší priestor môže žiak venovať experimentom v rámci: domáceho projektu, experimentálnej úlohy FO, práce SOČ, TMF, práce fyzikálneho krúžku. Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Turnaj mladých fyzikov, priestor pre vedecké skúmanie experimentálne ladená medzinárodná súťaž družstiev, 17 otvorených problémov, referovanie, oponovanie, recenzovanie úloh v presne vymedzenom čase, dôraz sa kladie na: vystihnutie podstaty javu, komplexnosť jeho skúmania v duchu zadania, jednoznačnosť výsledkov, teoretický model skúmaného deja, súlad teórie a praxe, kvalitná dokumentácia riešenia, presvedčivá prezentácia, správne reakcie na pripomienky oponenta. Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Ako pracujeme so študentmi ako chápeme zadanie úlohy, súvisiace fyzikálne problémy, návrh prvotnej aparatúry, demonštrácia javu, prvotné výsledky meraní, v čom vidíme fyzikálnu podstatu javu, tvorba teoretického modelu, inovácia meracej aparatúry, spresnenie výsledkov meraní, dokumentácia k meraniu, tvorba ppt prezentácie, nácvik prezentovania a diskusie s oponentom. Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Zadanie: Ak necháme spadnúť dvojicu loptičiek (menšia na vrchu) na tvrdý povrch, menšia loptičiek často vyletí oveľa vyššie, než by vyletela pri obyčajnom odraze. Vyšetrite tento jav a zostrojte systém s maximálne štyrmi loptičkami, s pomocou ktorého vrchná loptička vyletí čo najvyššie. Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) guľôčku necháme dopadnúť z výšky h na pevnú podložku, pružná guľôčka sa odrazí a vystúpi do výšky h1, Čo vieme povedať o výškach h1 a h? Musí byť stále h1 menšie ako h? ak sú rýchlosti po zrážke v,2, v,1, a pred nárazom v2, v1, definujeme koeficient reštitúcie: Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) v našom prípade: t.j: guľôčka zvyčajne nevratne použije časť pohybovej energie na deformáciu, e<1, Za akých podmienok by sa mohlo h1 = h? Mohlo by byť h1 väčšie ako h? m1_50 m1_50_10 m1_20 Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Dve padajúce guľôčky Čím je podmienený výsledok zrážky dvoch guľôčok pohybujúcich sa oproti sebe? Ako by vyzerala zrážka, pri ktorej druhá guľôčka vyletí do najväčšej možnej výšky? Aké guľôčky by ste vybrali pre dosiahnutie maximálnej výšky výstupu po zrážke? Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Dve padajúce guľôčky Čo nám rovnice našepkávajú o maximálnej výške výstupu pre druhú guľôčku? Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) potrebujeme mať situáciu, pri ktorej: čo platí pre : pričom rýchlosť druhej guľôčky po odraze bude: Ak by sme mali e = 1, potom pri hmotnosti: po zrážke prvá guľôčka ostane v pokoji a druhá vyletí do maximálnej výšky: Ak reálne e = 0,75, musíme pre maximálnu výšku výstupu použiť guľôčky s hmotnosťami m1 = 3,08 m2, Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Tri padajúce guľôčky V ideálnom prípade, keď e = 1, pri hmotnosti: dosiahne guľôčka s hmotnosťou m3 rýchlosť: V reálnom prípade, ak napr. e = 0,75, pri hmotnosti: dosiahne guľôčka rýchlosť: Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Štyri padajúce guľôčky V ideálnom prípade, keď e = 1, pri hmotnosti: dosiahne guľôčka rýchlosť: V reálnom prípade, napr. e = 0,75, pri hmotnosti: Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Výška výstupu guľôčka padá z výšky h0 rýchlosť dopadu v0 rýchlosť odrazu v4 výška výstupu h4 Guľôčka pri e=1 získa rýchlosť dosiahne výšku výstupu: Ak budeme uvažovať veľkosť koeficientu reštitúcie pre všetky zrážky e = 0,75, guľôčka sa odráža rýchlosťou a vystúpi do výšky: astroblaster high_speed Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Najmenšia berie všetko (viacnásobné zrážky nedokonale pružných gúľ) Počítačové modelovanie Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Lekárske vyšetrenie gejzíru (meranie teploty a tlaku) vyšetrime fyzikálne faktory charakterizujúce činnosť gejzíru, zostrojíme model, meranie tlaku a teploty v zásobníku vody, meranie teploty povrchovej vrstvy vody. Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Lekárske vyšetrenie gejzíru (meranie teploty a tlaku) Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Lekárske vyšetrenie gejzíru (meranie teploty a tlaku) Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Lekárske vyšetrenie gejzíru (meranie teploty a tlaku) Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008

Kontakt Ďakujem za pozornosť RNDr. Marián Kireš, PhD. Oddelenie didaktiky fyziky Ústav fyzikálnych vied PF UPJŠ v Košiciach Angelinum 9 041 54 Košice email: marian.kires@upjs.sk Tvorivý učiteľ fyziky – Smolenice 22. – 25. jún 2008