Wiązka zadań
Pierwsza zasada dynamiki
Zadanie
Jako przykład działania siły tarcia spoczynkowego, występującego gdy staramy się wprowadzić w ruch spoczywające ciało, Grzegorz wskazał następującą sytuację:
Jeżeli pcham szafę, ale działam na nią zbyt małą siłą, szafa nie porusza się. Dopiero gdy siła działająca na szafę jest odpowiednio duża, to jestem w stanie ją przesunąć.
Wybierz odpowiednie fragmenty, aby uzyskać zdanie prawdziwe.
(1) Gdy Grześ popycha szafę nie powodując jej przesunięcia, to wartość siły tarcia jest
`square` A. mniejsza od
`square` B. większa od
`square` C. równa
(2) wartości siły, którą działa Grześ, ponieważ ciało pozostaje w spoczynku, gdy
`square` A. działa na nie niezrównoważona siła.
`square` B. działają na nie siły, które się równoważą.
Poprawna odpowiedź
1 C, 2 B
Wymaganie ogólne
1 Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych.
4 Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy przeczytanych tekstów (w tym popularno-naukowych).
Wymaganie szczegółowe
1.4. Ruch prostoliniowy i siły. Uczeń opisuje zachowanie się ciał na podstawie pierwszej zasady dynamiki Newtona
1.12. Ruch prostoliniowy i siły. Uczeń opisuje wpływ oporów ruchu na poruszające się ciała.
8.2. Wymagania przekrojowe. Uczeń wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia
Komentarz
Zadanie ma na celu sprawdzenie, na ile pierwsza zasada dynamiki Newtona jest dla ucznia wyuczoną regułką, a na ile czymś, co dogłębnie przemyślał i zrozumiał. Nie jest bowiem odkryciem fakt, że pierwsza zasada ewidentnie nie jest zgodna z intuicją.
Siła tarcia musi być równa sile, z jaką chłopiec próbuje przesunąć szafę, gdyż ciało może pozostawać w spoczynku wyłącznie w sytuacji, gdy działające nań siły równoważą się.
W nauczaniu fizyki może zdarzyć się sytuacja, w której nie tylko nie ułatwiamy, ale wręcz utrudniamy rozwiązanie tego typu zadań. Ma to miejsce wówczas, gdy próbujemy zbyt wcześnie nauczyć sposobów obliczania wartości tarcia w oparciu o współczynnik tarcia. Uczniowie zamiast myśleć, zaczynają postrzegać wartość siły tarcia jako wynikającą z „podstawienia do wzoru”, a więc niejako określoną i stałą w danej sytuacji.
Tymczasem siła tarcia, gdy próbujemy ruszyć szafę, jest siłą reakcji, a jej wartość dopasowuje się do wartości siły usiłującej przesunąć szafę.
Ważne jest tu rozumienie, że I zasada działa niejako w dwie strony:
a) Jeżeli siły się równoważą, to ciało nie porusza się lub porusza ruchem jednostajnym prostoliniowym.
b) Jeżeli ciało nie porusza się, to siły nań działające się równoważą.
Zadanie bardzo dobrze nadaje się na sprawdzian weryfikujący rozumienie I zasady dynamiki.
W badaniu przeprowadzonym wśród absolwentów gimnazjów, ponad 2/3 uczniów prawidłowo wybrało odpowiedź w drugiej części zadania, podczas gdy w pierwszej było ich niewiele ponad 1/3. Niemal wszyscy uczniowie którzy poprawnie wybrali odpowiedź w części drugiej zadania – również poprawnie wskazali rozwiązanie w części pierwszej. Wynik taki dowodzi, że uczniowie w większości znają I zasadę (druga część zadania to niemal dokładnie treść tej zasady), ale jej nie rozumieją, wybierając przeczącą jej odpowiedź w części pierwszej.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
