Wiązka zadań
Wycieczka do Australii
Zadanie
Janek pojechał na wycieczkę do Australii. Będąc w nieznanym kraju, postanowił posłużyć się kompasem, dla uzyskania lepszej orientacji w terenie. Niestety okazało się, że podążając na zachód według wskazań urządzenia, nie dotarł do zaplanowanego celu, gdyż z powodu nieprawidłowych wskazań kompasu zboczył z wybranego kierunku.
Oceń, co mogło być powodem nieprawidłowego działania kompasu.
| Stwierdzenie | Tak czy Nie? | |
| 1. | Janek znajdował się za daleko od bieguna północnego, więc pole magnetyczne Ziemi było zbyt słabe. | `square` Tak / `square` Nie |
| 2. | Na półkuli południowej kompas wskazuje biegun południowy, więc Janek powinien poruszać się w przeciwną stronę. | `square` Tak / `square` Nie |
| 3. | Znajdujące się w pobliżu złoża rudy żelaza zakłócają pole magnetyczne Ziemi. | `square` Tak / `square` Nie |
| 4. | Janek znajdował się blisko plaży i wpływ oceanu zmienił wskazania kompasu. | `square` Tak / `square` Nie |
Poprawna odpowiedź
1 – nie
2 – nie
3 – tak
4 – nie
Wymaganie ogólne
1 Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych.
3 Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych.
Wymaganie szczegółowe
5.2. Magnetyzm. Uczeń opisuje zachowanie igły magnetycznej w obecności magnesu oraz zasadę działania kompasu
5.3. Magnetyzm. Uczeń opisuje oddziaływanie magnesów na żelazo i podaje przykłady wykorzystania tego oddziaływania
Komentarz
Zadanie sprawdza umiejętność wyciągania wniosków na podstawie wiedzy i własnych obserwacji. Uczeń powinien znać pojęcie magnesu oraz potrafić wyjaśnić zachowanie się igły magnetycznej w polu magnetycznym Ziemi, a tym samym rozumieć działanie kompasu.
Magnes ma dwa bieguny: północny i południowy. Jednoimienne bieguny magnesów odpychają się, a różnoimienne przyciągają. Ziemia jest wielkim magnesem. Jej północny biegun magnetyczny znajduje się w pobliżu południowego bieguna geograficznego i na odwrót, dlatego północny biegun igły magnetycznej zwraca się w przybliżeniu ku północnemu biegunowi Ziemi. Zawsze w każdym punkcie kuli ziemskiej, czy to na półkuli północnej, czy też na południowej, niezależnie od odległości od bieguna północnego Ziemi, igła magnetyczna w kompasie zachowuje się tak samo. Zawsze jej północny biegun wskazuje północny biegun ziemski. Świadczy to o fałszywości stwierdzeń 1 i 2.
Magnes oddziałuje również z żelazem. Żelazo składa się z domen magnetycznych, czyli namagnesowanych obszarów, które zachowują się jak małe magnesy. Jeśli w pobliżu nie ma żadnego magnesu, domeny te skierowane są w różne strony i na zewnątrz żelazo nie wykazuje właściwości magnetycznych. Jednak kiedy zbliżymy magnes, domeny magnetyczne obracają się tak, aby utworzyć uporządkowany zbiór z biegunami skierowanym w tę samą stronę. Mówimy wtedy o namagnesowaniu się żelaza.
Tak się właśnie dzieje ze znajdującymi się w polu magnetycznym Ziemi rudami żelaza. Kawałki żelaza namagnesowują się i stają się magnesami, powodując lokalne zaburzenia pola magnetycznego Ziemi. Jeśli igła magnetyczna znajdzie się blisko złóż rud żelaza, to ‘odczuwa’ ich wpływ jako zaburzenie pola magnetycznego Ziemi i jej wskazania są odchylone od faktycznego kierunku północ-południe (wyznaczonego przez niezaburzone pole magnetyczne Ziemi). Tym samym prawdziwe jest stwierdzenie 3.
Natomiast ani woda w oceanie, ani piasek na plaży nie mają właściwości magnetycznych i nie wpływają na odchylenia igły. Wskazuje to na nieprawdziwość stwierdzenia 4.
W badaniu przeprowadzonym wśród uczniów pierwszych klas liceów około 20% uczniów rozwiązało całość zadania poprawnie. Najwięcej problemów sprawił punkt 2. Mniej więcej połowa badanych uważała, że na półkuli południowej kompas wskazuje biegun południowy Ziemi. Również około 33% badanych przyjęło błędne założenie, jakoby duża odległość od bieguna północnego Ziemi była powodem odchylenia wskazań igły magnetycznej w kompasie. Przyczynę odchylenia igły w złożach rud żelaza upatrywało poprawnie prawie 67% badanych uczniów. Nieco ponad 16% uczestników badania spodziewało się (błędnie) wpływu oceanu na wskazania igły magnetycznej.
Utwór powstał w ramach projektu "Badanie jakości i efektywności oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego” współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
