Wiązka zadań
Doświadczenie ze strzykawką
Zadanie
Michał wykonał w swoim pokoju doświadczenie:
1. Zakleił wylot strzykawki z wsuniętym tłoczkiem (w strzykawce nie było powietrza).
2. Zmierzył promień tłoczka i obliczył jego pole powierzchni S.
3. Do uchwytu tłoczka przymocował siłomierz.
4. Pociągnął za siłomierz, po czym odczytał wartość siły F z jaką za pośrednictwem siłomierza podziałał na tłoczek.
Zdecyduj które z poniższych wielkości fizycznych można oszacować na podstawie pomiarów opisanych w powyższym doświadczeniu, pomijając siłę tarcia tłoka o ścianki.
| Wielkość fizyczna | Czy można ją oszacować? | |
| 1 | Wartość siły, z jaką powietrze naciska na tłok strzykawki | `square` Tak / `square` Nie |
| 2 | Ciśnienie powietrza w pokoju Michała | `square` Tak / `square` Nie |
| 3 | Temperaturę powietrza w pokoju Michała | `square` Tak / `square` Nie |
Poprawna odpowiedź
1. Tak, 2. Tak, 3. Nie
Wymaganie ogólne
2 Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków z otrzymanych wyników.
Wymaganie szczegółowe
3.6. Właściwości materii. Uczeń posługuje się pojęciem ciśnienia (w tym ciśnienia hydrostatycznego i atmosferycznego)
8.2. Wymagania przekrojowe. Uczeń wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia
Komentarz
Zadanie sprawdza umiejętność planowania doświadczeń fizycznych i zostało wykorzystane w badaniu, w którym wzięli udział uczniowie trzecich klas gimnazjów. Aby je prawidłowo rozwiązać, uczeń powinien przeanalizować opisane doświadczenie, a następnie zastanowić się, które z wielkości fizycznych zestawionych w tabeli możemy oszacować, posługując się wynikami przeprowadzonego doświadczenia. Z tekstu dowiadujemy się, że w trakcie doświadczenia zostało wyznaczone pole powierzchni tłoczka oraz wartość siły działającej na tłoczek w trakcie pociągnięcia go przy pomocy siłomierza.
Warto w tym miejscu zastanowić się nad tym, co właściwie dzieje się w trakcie tej czynności i czym jest odczytana siła. Wiemy, że strzykawka jest opróżniona z powietrza, a jej wlot został zaklejony. Jeśli spróbujemy pociągnąć za tłoczek tak, aby całkowicie wysunąć go ze strzykawki, okaże się to niemożliwe. Możemy go jedynie minimalnie przesunąć w strzykawce. Siła z jaką działamy na tłoczek w trakcie tej czynności zostaje zrównoważona przez siłę z jaką działa na niego powietrze, co uniemożliwia dalsze przesuwanie tłoczka. W takim razie w pierwszej części zadania powinniśmy udzielić odpowiedzi twierdzącej. Takiej odpowiedzi udzieliło aż 85,4% uczestników badania.
W drugiej części zadania należało ocenić, czy na podstawie uzyskanych pomiarów możemy oszacować wartość ciśnienia w pokoju, w którym przeprowadzone zostało doświadczenie. Ciśnienie jest zdefiniowane jako stosunek siły działającej na pewną powierzchnię do pola tej powierzchni, zatem znając pole powierzchni tłoczka oraz wartość siły z jaką powietrze atmosferyczne działa na niego, jesteśmy w stanie wyznaczyć wartość ciśnienia atmosferycznego. Tę część zadania prawidłowo rozwiązało zaledwie 27,3% uczniów. Można zatem przypuszczać, że uczniowie nie rozumieją sensu fizycznego pojęcia „ciśnienie atmosferyczne” i nie potrafiliby wyznaczyć jego wartości, wykonując opisane pomiary.
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia nie jest możliwe wyznaczenie temperatury panującej w pokoju, ponieważ nie istnieje żaden związek pomiędzy wartością ciśnienia atmosferycznego a temperaturą pomieszczenia w budynku (być może regulowaną w danej chwili przez ogrzewanie lub klimatyzację). W trzeciej części zadania należało udzielić odpowiedzi przeczącej, co uczyniło 76,3% osób biorących udział w badaniu. Całość zadania prawidłowo rozwiązało zaledwie 16,7% uczniów, przy czym zadanie dosyć dobrze ich różnicowało.
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
