teacher-resource-circle.png
"Μηχανική Ενέργεια"
Εικόνα εξώφυλλου για "Μηχανική Ενέργεια"
ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΣΑΡΑΝΤΟΠΟΥΛΟΥ, ΒΑΣΙΛΗΣ ΜΠΑΡΔΑΚΑΣ, Γιάννης Ραγάζος, Eugenia Arvanitis
learner-resource-circle.png
"Μηχανική Ενέργεια"
Εικόνα εξώφυλλου για "Μηχανική Ενέργεια"
ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΣΑΡΑΝΤΟΠΟΥΛΟΥ, ΒΑΣΙΛΗΣ ΜΠΑΡΔΑΚΑΣ, Γιάννης Ραγάζος, Eugenia Arvanitis


learning-focus.png

Οι μαθητές μέσα από τις δραστηριότητες που αναφέρονται στη μαθησιακή αυτή ενότητα θα είναι σε θέση να προσεγγίσουν ευκολότερα την έννοια της μηχανικής ενέργειας.

Γνωστικό Πεδίο
Φυσική, για μια διδακτική ώρα, σε μαθητές Α΄ τάξης, του Γενικού Λυκείου.
Σκοπός της Μάθησης
Οι διδασκόμενοι να αναγνωρίσουν το δρόμο των συλλογισμών, που οδηγεί στη διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας.
Μαθησιακό επίπεδο
Ηλικία 15-17
Προηγούμενη Γνώση
'Εργο δύναμης, Κινητική ενέργεια , Δυναμική ενέργεια, ΘΜΚΕ, Συντηρητικές δυνάμεις.
Μορφές εκφοράς νοήματος
learning-focus.png

Η μηχανική ενέργεια ενός σώματος ή ενός συστήματος σωμάτων.

Η διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας  στο βαρυτικό πεδίο, αλλά χωρίς τριβές.

Γνωστικό Πεδίο
Φυσική για μαθητές Α΄ τάξης του Γενικού Λυκείου.
Σκοπός της Μάθησης
Η Μηχανική ενέργεια και η διατήρηση της Μηχανικής Ενέργειας.
Μαθησιακό Επίπεδο
Ηλικία 15-17
Προηγούμενη Γνώση
'Εργο δύναμης, Κινητική ενέργεια , Δυναμική ενέργεια, ΘΜΚΕ, Συντηρητικές δυνάμεις.

knowledge-objectives.png
Ως αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης αυτής της Μαθησιακής Ενότητας, οι μαθητές θα είναι ικανοί να:
knowledge-objectives.png
Ολοκληρώνοντας αυτή τη Μαθησιακή Ενότητα, θα μπορείτε να:
experiential-objectives.png
experiential-objectives.png
Σύνδεση με την καθημερινή ζωή.

συνδέουν φαινόμενα της καθημερινότητας με τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.

Σύνδεση με την καθημερινή ζωή.

συνδέετε φαινόμενα της καθημερινότητας με τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.

conceptual-objectives.png
conceptual-objectives.png
Η έννοια μηχανική ενέργεια.

προσεγγίζουν ποιοτικά και ποσοτικά την έννοια της μηχανικής ενέργειας.

Η έννοια μηχανική ενέργεια.

προσεγγίζετε ποιοτικά και ποσοτικά την έννοια της μηχανικής ενέργειας.

analytical-objectives.png
analytical-objectives.png
Ανάλυση της σχέσης K + U = σταθερό.

αναλύουν  τη  σχέση K + U = σταθερό, για σώματα ή συστήματα σωμάτων.

Ανάλυση της σχέσης K + U = σταθερό.

αναλύετε  τη  σχέση K + U = σταθερό, για σώματα ή συστήματα σωμάτων.

applied-objectives.png
applied-objectives.png
Επίλυση προβλημάτων.

1.υπολογίζουν τη μεταβολή της δυναμικής και κινητικής ενέργειας σε σώματα που ασκούνται συντηρητικές δυνάμεις.

2.αναγνωρίζουν το ρόλο συντηρητικών και μη συντηρητικών δυνάμεων στη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.

3.απαντούν σε ερωτήσεις και να επιλύουν προβλήματα χρησιμοποιώντας τη σχέση   Κ+U= σταθερό.

Επίλυση προβλημάτων.

1.υπολογίζετε τη μεταβολή της δυναμικής και κινητικής ενέργειας σε σώματα που ασκούνται συντηρητικές δυνάμεις.

2.αναγνωρίζετε το ρόλο συντηρητικών και μη συντηρητικών δυνάμεων στη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.

3.απαντάτε σε ερωτήσεις και να επιλύετε προβλήματα χρησιμοποιώντας τη σχέση   Κ+U= σταθερό.


knowledge-processes.png
knowledge-processes.png
experiencing-the-known.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 1:
Ανάκληση των εννοιών Κινητική και Δυναμική Ενέργεια

Ανακαλέστε διάφορα εμπειρικά δεδομένα στα οποία να μεταβάλλεται η κινητική και η δυναμική ενέργεια των σωμάτων.

 

 

 

Το εκκρεμές είναι ένα μέσο που προσφέρεται γι' αυτή την περίπτωση. Διατυπώστε ερωτήσεις προς τους μαθητές ώστε να ανακαλέσουν από τις δύο προηγούμενες ενότητες τις έννοιες κινητική και δυναμική ενέργεια.

Εννοιολογικά εμπόδια:

Οι μαθητές θεωρούν ότι

α) ένα σώμα έχει κινητική ενέργεια εφόσον κινείται και δυναμική εφόσον είναι ακίνητο

β) ένα ακίνητο σώμα δεν έχει ενέργεια.

Σκοπός

1) Η ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή να συγκεντρώνεται και να παρατηρεί ένα φυσικό φαινόμενο μέσα στο σχολικό εργαστήριο.

2) Η γνωριμία του μαθητή με το πείραμα και την εξαγωγή συμπερασμάτων.

Προαπαιτούμενα

Πολύ καλή γνώση κινητικής και δυναμικής ενέργειας ενός σώματος λόγω θέσης σε σχέση με ένα σημείο ή ένα σύστημα αναφοράς.

Εκπαιδευτικό Υλικό

Ένα απλό εκκρεμές μέσα στο σχολικό εργαστήριο.

Συμβουλές διδασκαλίας

Θέτετε σε κίνηση το εκκρεμές σαν πείραμα επίδειξης. Ασφαλώς αν υπάρχει η δυνατότητα, χρειάζεται ένα σημείο αναφοράς, ως προς το οποίο ελέγχεται η θέση του εκκρεμούς σε κάθε χρονική στιγμή.

Κατά αυτόν τον τρόπο είναι πιο εύκολο για τα παιδιά να κατανοήσουν την εκάστοτε μετατροπή της ενέργειας του εκκρεμούς (λόγω θέσης ως προς το σημείο αναφοράς).

experiencing-the-known.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 1:
Ανάκληση των εννοιών Κινητική και Δυναμική Ενέργεια

Παρατήρησε την κίνηση ενός εκκρεμούς. Καθώς αιωρείται το εκκρεμές:

 

Το σφαιρίδιο έχει κινητική και δυναμική ενέργεια;

Σε ποιά αλληλεπίδραση οφείλεται η δυναμική ενέργεια;

Μεταβάλλονται οι δύο ενέργειες;

Όταν ανεβαίνει το σφαιρίδιο ποιά από τις δύο ενέργειες αυξάνεται και ποιά ελαττώνεται;

Τι συμβαίνει όταν κατεβαίνει το σφαιρίδιο;

experiencing-the-new.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 2:
Η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική και αντίστροφα.

Διατυπώνετε ερωτήσεις προς τους μαθητές σχετικές με τη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας του σφαιριδίου του εκκρεμούς εξ' ολοκλήρου σε κινητική και αντίστροφα.

Σκοπός

Με αυτή τη δραστηριότητα οι μαθητές εμπαιδώνουν τις προηγούμενες γνώσεις τους , για κινητική και δυναμική ενέργεια.

Εκπαιδευτικό Υλικό

Ένα απλό εκκρεμές μέσα στο σχολικό εργαστήριο.

experiencing-the-new.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 2:
Η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική και αντίστροφα

Τι ενέργεια έχει το σφαιρίδιο του εκκρεμούς όταν βρίσκεται:

α)στην ανώτερη θέση;

β)στην κατώτερη θέση;

γ)σε μια ενδιάμεση θέση;

Υπάρχει βάσιμη υποψία ότι η δυναμική ενέργεια του σφαιριδίου μετατρέπεται εξολοκλήρου σε κινητική και αντίστροφα η κινητική μετατρέπεται εξολοκλήρου σε δυναμική;

conceptualising-by-naming.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 3:
Η έννοια της Μηχανικής Ενέργειας.

Παρουσιάστε σε διαφάνεια την εικόνα 2.2.15  του σχολικού βιβλίου (ΦΥΣΙΚΗ Α΄ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ)

Ζητήστε απ’ τους μαθητές να βρουν τις δυνάμεις πουν δρουν στο βλήμα κατά τη διάρκεια της κίνησής του, θεωρώντας αμελητέα την αντίσταση του αέρα και να υπολογίσουν τις μεταβολές ΔΚΑΓ και ΔUΑΓ, χρησιμοποιώντας το θεώρημα

ΔΚΑΓ=WΒ(Α→Γ) και τη σχέση  -ΔUΑΓ=WΒ(Α→Γ) για να τους οδηγήσετε στο  συμπέρασμα

ΔΚΑΓ+ ΔUΑΓ=0

Χρησιμοποιήστε το προηγούμενο συμπέρασμα για να οδηγήσετε τους μαθητές στη σχέση ΚΑ+ UA= KΓ+UΓ και στη γενίκευση για όλα τα σημεία της κίνησης:
ΚΑ+ UA= KΓ+UΓ = ΚΔ+UΔ=⋯=σταθερό    ή   Κ+U=σταθερό
Δηλαδή, όταν ένα σώμα κινείται και σ’ αυτό δρα μόνο το βάρος του υπάρχει μια ποσότητα που παραμένει σταθερή. Τώρα μπορείτε να εισάγετε την έννοια της μηχανικής ενέργειας και να δικαιολογήστε το χαρακτηρισμό του βάρους ως συντηρητική δύναμη.

Σκοπός

Κατά την άνοδο του βλήματος, η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε δυναμική ενώ κατά την κάθοδο η δυναμική ενέργεια γίνεται και πάλι κινητική.

Προαπαιτούμενα

Προαπαιτούμενες γνώσεις για το μαθητή: 1) κατακόρυφη βολή προς τα πάνω 2)η κινητική ενέργεια 3) η δυναμική ενέργεια 4)η κλειστή διαδρομή σώματος και 5) το έργο της δύναμης του βάρους ενός σώματος.

Εκπαιδευτικό Υλικό

Διαφάνειες και προβολέας μέσα στο σχολικό εργαστήριο.

Συμβουλές διδασκαλίας

Είναι ωφέλιμο οι μαθητές να κρατάνε σημειώσεις στο τετράδιό τους, όπου θα γράψουν όλες τις μαθηματικές εκφράσεις που αφορούν στη συγκεκριμένη μαθησιακή ενότητα.

conceptualising-by-naming.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 3:
Η έννοια της Μηχανικής Ενέργειας.

Παρατήρησε την παρακάτω εικόνα:

 

Αν θεωρήσεις αμελητέα την αντίσταση του αέρα, ποιές δυνάμεις δρουν στο βλήμα κατά τη διάρκεια της κίνησής του;
Οι δυνάμεις αυτές παράγουν έργο;
Υπολόγισε  τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας του βλήματος από τη θέση Α έως τη Γ, χρησιμοποιώντας το θεώρημα της κινητικής ενέργειας  ΔΚΑΓ=WΒ(Α→Γ) Υπολόγισε μεταξύ των ίδιων θέσεων τη μεταβολή της δυναμικής ενέργειας του βλήματος, χρησιμοποιώντας τη σχέση -ΔUΑΓ=WΒ(Α→Γ)

Τι σχέση έχουν οι δύο μεταβολές;
Υπολόγισε το άθροισμα  ΔΚΑΓ+ ΔUΑΓ

Μήπως ισχύει  ΔΚΑΓ+ ΔUΑΓ=0;

Χρησιμοποιώντας το προηγούμενο συμπέρασμα απόδειξε  τη σχέση:
ΚΑ+ UA= KΓ+UΓ
Αν γενικεύσεις τη σχέση για όλα τα σημεία της κίνησης προκύπτει:
ΚΑ+ UA= KΓ+UΓ = ΚΔ+UΔ=⋯=σταθερό     ή   Κ+U=σταθερό
Δηλαδή,  όταν ένα σώμα κινείται και σ’ αυτό δρα μόνο το βάρος του υπάρχει μια ποσότητα που παραμένει σταθερή.

Είναι το άθροισμα Κ + U που ονομάζεται μηχανική ενέργεια και συμβολίζεται με το γράμμα Ε,   δηλαδή:  E = K + U.
Μπορείς να ερμηνεύσεις γιατί το βάρος χαρακτηρίζεται  ως συντηρητική ή διατηρητική δύναμη;

conceptualising-with-theory.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 4:
Γενίκευση της έννοιας Μηχανική Ενέργεια.

Συμπληρώστε την  εννοιολογική οικοδόμηση λέγοντας ότι η δυναμική ενέργεια του βλήματος είναι βαρυτική. Με αυτό τον τρόπο υποδηλώνετε ότι υπάρχουν και άλλες μορφές δυναμικής ενέργειας εκτός από τη βαρυτική και ότι σε κάθε περίπτωση το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας θα αποτελεί τη Μηχανική ενέργεια του σώματος.

Προαπαιτούμενα

Οι μαθητές έχουν ήδη γνώση της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας.

conceptualising-with-theory.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 4:
Γενίκευση της έννοιας Μηχανική Ενέργεια.

Για ποιο λόγο η δυναμική ενέργεια του βλήματος χαρακτηρίζεται σαν  βαρυτική;

Αν σε μια άλλη μορφή αλληλεπίδρασης με συντηρητική δύναμη π.χ. μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένου  σωματιδίου ορίζαμε τη δυναμική ενέργεια ηλεκτρικού τους φορτίου σε αντιστοιχία με την βαρυτική δυναμική ενέργεια, τότε το άθροισμα  E = K + U θα αποτελούσε τη μηχανική ενέργεια του ηλεκτρισμένου σωματιδίου.

Θα ίσχυε τότε για το ηλεκτρικό φορτίο   Κ+U=σταθερό;

analysing-functionally.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 5:
Διατήρηση της Μηχανικής Ενέργειας.

Παρουσιάστε την εξέλιξη του φαινομένου κίνηση του βλήματος  χωρίς να θεωρήσετε αμελητέα την αντίσταση του αέρα για να οδηγήσετε τους μαθητές στο συμπέρασμα ότι υπεύθυνη για τη μη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας είναι η δύναμη της αντίστασης του αέρα.
Αναφερθείτε σε συστήματα σωμάτων που εμφανίζονται μόνο συντηρητικές  δυνάμεις για να οδηγήσετε τους μαθητές στο συμπέρασμα ότι η μηχανική ενέργεια ενός σώματος ή συστήματος σωμάτων διατηρείται σταθερή μόνο όταν οι δυνάμεις που δρουν σ’ αυτό είναι όλες συντηρητικές.

Προαπαιτούμενα

Οι μαθητές γνωρίζουν ήδη τις συντηρητικές δυνάμεις από  προηγούμενη μαθησιακή ενότητα.

Συμβουλές διδασκαλίας

Τους λέτε να γράψουν στο τετράδιό τους την Αρχή διατήρησης της ενέργειας.

analysing-functionally.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 5:
Διατήρηση της Μηχανικής Ενέργειας.

Αν στο βλήμα δρούσε και μια δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση όπως η τριβή, την οποία μπορείς να ονομάζεις δύναμη αντίστασης από τον αέρα, το βλήμα θα επέστρεφε στη θέση Α με την ίδια ταχύτητα; Δηλαδή, θα διατηρούνταν η μηχανική του ενέργεια;
Ποια δύναμη ευθύνεται για τη μη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας; Γιατί η δύναμη αυτή χαρακτηρίζεται ως μη συντηρητική;
Για ένα σύστημα σωμάτων στο οποίο  θα εμφανίζονταν  μόνο συντηρητικές  δυνάμεις, το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας του συστήματος δεν θα διατηρούνταν σταθερό;
Άρα, η Mηχανική ενέργεια ενός σώματος ή ενός συστήματος σωμάτων διατηρείται σταθερή όταν οι δυνάμεις που δρουν σ’ αυτό είναι όλες συντηρητικές.

analysing-critically.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 6:
Προϋποθέσεις διατήρησης.

Διατυπώστε ερωτήσεις σχετικές με το  αν υπάρχουν διατηρητικά συστήματα στο μακρόκοσμο για να οδηγήσετε τους μαθητές στο συμπέρασμα ότι τα διατηρητικά συστήματα είναι μοντέλα και ότι σε πολλές περιπτώσεις  μπορούμε να θεωρήσουμε ότι το πραγματικό σύστημα προσεγγίζει το μοντέλο του διατηρητικού συστήματος.

Σκοπός

Οι μαθητές αντιλαμβάνονται ότι στην πραγματικότητα οι συνθήκες όπου πραγματοποιούνται οι διάφορες δραστηριότητες, είναι διαφορετικές από τις ιδανικές συνθήκες όπως αυτές αναφέρονται στη θεωρία.

Συμβουλές διδασκαλίας

Δώστε πληροφορίες για τον μικρόκοσμο.

analysing-critically.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 6:
Προϋποθέσεις διατήρησης.

Πιστεύεις ότι στο μακρόκοσμο που ζούμε υπάρχουν συστήματα στα οποία διατηρείται η μηχανική ενέργεια εξ ολοκλήρου;
Τέτοια συστήματα δεν υπάρχουν, δηλαδή τα διατηρητικά συστήματα είναι μοντέλα. Σε πολλές όμως περιπτώσεις μπορούμε να θεωρήσουμε ότι το πραγματικό σύστημα προσεγγίζει το μοντέλο του διατηρητικού συστήματος. Επίσης, στο μικρόκοσμο πιστεύουμε ότι οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε σωματίδια, όπως άτομα, μόρια, ιόντα, ηλεκτρόνια και νουκλεόνια είναι διατηρητικές.

applying-appropriately.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 7:
Εφαρμογή στην ελεύθερη πτώση.

Παρουσιάστε σε διαφάνεια, το παρακάτω  σχήμα, όπου το σώμα εκτελεί ελεύθερη πτώση.

Ζητείστε απ’ τους μαθητές να υπολογίσουν τη μηχανική ενέργεια του σώματος,  ως προς το δάπεδο, για τις θέσεις 1,2,3 διαμορφώνοντας κατάλληλα τα αποτελέσματα, ώστε αν επιβεβαιώνεται η διατήρηση της μηχανικής ενέργειας στην ελεύθερη πτώση.

Σκοπός

Οι μαθητές συνδέουν το γνωστό με το νέο.

Προαπαιτούμενα

Γνώση της ελεύθερης πτώσης των σωμάτων.

Εκπαιδευτικό Υλικό

Διαφάνεια και προβολέας παρουσίασης.

Συμβουλές διδασκαλίας

1)Αν υπάρχει η δυνατότητα αντί διαφάνειας, παρουσιάζετε στους μαθητές σας ένα πείραμα προσομοίωσης, όπου ένα σώμα πέφτει ελεύθερα, μέσα στο βαρυτικό πεδίο με ιδανικές συνθήκες.

2)Προσδιορίζετε ένα διαφορετικό επίπεδο αναφοράς ως προς το οποίο ελέγχεται η μηχανική ενέργεια του σώματος, το οποίο πραγματοποιεί την ελεύθερη πτώση. Ασκούνται στην εύρεση της μηχανικής ενέργειας για κάθε περίπτωση.

3)Γράφουν στο τετράδιό τους τις σχέσεις που αφορούν την κινητική, τη δυναμική και τη μηχανική ενέργεια  του σώματος σε κάθε θέση (1,2,3). Στη συνέχεια τους υποδεικνύετε τον τρόπο, για να αποδείξουν την αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.

applying-appropriately.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 7:
Εφαρμογή στην ελεύθερη πτώση.
Στο παρακάτω σχήμα , όπου το σώμα εκτελεί ελεύθερη πτώση να υπολογίσεις  τη μηχανική ενέργεια του σώματος για τις θέσεις:
1 (αρχή της κίνησης και σε ύψος H από το δάπεδο),
2 (τυχαία ενδιάμεση θέση),
3 (ακριβώς τη χρονική στιγμή που φτάνει στο δάπεδο).
Να γράψεις τους αντίστοιχους τύπους της κινητικής και δυναμικής ενέργειας  για κάθε θέση και στη συνέχεια να βρεις τη μηχανική ενέργεια του σώματος.

Να διαμορφώσεις  κατάλληλα τα αποτελέσματα, ώστε να επιβεβαιώνεται η διατήρηση της μηχανικής ενέργειας  ως προς το δάπεδο του σχήματος., στην ελεύθερη πτώση
applying-creatively.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 8:
Υπολογισμός Μηχανικής Ενέργειας σώματος μέσα στη σχολική αίθουσα.

Ζητείστε  απ’ τους μαθητές να υπολογίσουν κατ’ εκτίμηση τη μηχανική ενέργεια του βιβλίου της Φυσικής που έχουν πάνω στο θρανίο τους σε σχέση με το δάπεδο.

Σκοπός

Αυτή η δραστηριότητα, σκοπεύει στο να κατανοήσουν οι μαθητές την έννοια του ανθρώπινου σφάλματος που υπεισέρχεται, λόγω των διαφορετικών αποτελεσμάτων, που θα προκύψουν από κάθε ομάδα.

Συμβουλές διδασκαλίας

Τους συμβουλεύετε να συνεργαστούν ανά ομάδες, να υπολογίσουν κατ΄εκτίμηση, να συγκρίνουν τα αποτελέσματά τους και να βγάλουν έτσι τα ανάλογα συμπεράσματα.

applying-creatively.png
Μαθησιακή Δραστηριότητα 8:
Υπολογισμός Μηχανικής Ενέργειας σώματος μέσα στη σχολική αίθουσα.

Υπολόγισε  κατ’ εκτίμηση τη μηχανική ενέργεια του βιβλίου της Φυσικής που έχεις πάνω στο θρανίο σου σε σχέση με το δάπεδο της αίθουσας.


knowledge-outcomes.png
Ως αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης αυτής της Μαθησιακής Ενότητας, οι μαθητές μπορούν να αποδείξουν ότι είναι σε θέση να:
knowledge-outcomes.png
Ολοκληρώνοντας αυτή τη Μαθησιακή Ενότητα, θα μπορείτε να:
experiential-outcomes.png
experiential-outcomes.png
Ερμηνεύουν φαινόμενα της καθημερινότητας, χρησιμοποιώντας τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.
Μπορείτε να κάνετε επίδειξη του τροχού Maxwell. Εφιστάτε την προσοχή των μαθητών στην κινητική ενέργεια του τροχού λόγω μεταφορικής και περιστροφικής κίνησης.
Ερμηνεύετε φαινόμενα της καθημερινότητας, χρησιμοποιώντας τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας

Παρτήρησε την κίνηση του τροχού Maxwell. Πώς μπορείς να διαπιστώσεις τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας του τροχού;

 

conceptual-outcomes.png
conceptual-outcomes.png
Γιατί εισάγεται η έννοια μηχανική ενέργεια.

Ρωτήστε τους μαθητές για την αναγκαιότητα εισαγωγής της έννοιας μηχανική ενέργεια  και για τη σημασία αυτής της ενέργειας.

Βασικά ερωτήματα:

Γιατί εισάγεται η έννοια της μηχανικής ενέργειας;

Πόσο σημαντικό είναι για ένα φυσικό φαινόμενο η διατήρηση αυτής ειδικά της ενέργειας;

analytical-outcomes.png
analytical-outcomes.png
Προϋποθέσεις διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.

Να αναφέρετε φαινόμενα και να ζητήσετε από τους μαθητές να καθορίσουν τις προϋποθέσεις γαι να ισχύει K+U=σταθερό;

Προϋποθέσεις διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.

Ένας  σκιέρ  κατεβαίνει την πίστα ενός χιονοδρομικού κέντρου. Ποιές είναι οι προϋποθέσεις  για να ισχύει K+U=σταθερό;

applied-outcomes.png
applied-outcomes.png
1)Εφαρμογή σε κεκλιμένο επίπεδο.

Ζητήστε από τους μαθητές να συμπληρώσουν τα κενά του παρακάτω πίνακα σύμφωνα με το σχήμα:

 

Θέση U (J) K (J) E (J) W B(1-2)
1 100
2 40 W B(2-3)
3


1)Εφαρμογή σε κεκλιμένο επίπεδο.

Να συμπληρώσεις τα κενά του παρακάτω πίνακα σύμφωνα με το σχήμα:


Θέση U (J) K (J) E (J) W B(1-2)
1
100

2 40

W B(2-3)
3




2)Άσκηση για το σπίτι.

Δώστε τους ασκήσεις για το σπίτι, (της επιλογής σας).Για παράδειγμα μπορείτε να δώσετε άσκηση με εκκρεμές όπως παρακάτω:

 

Ένα σώμα μικρών διαστάσεων, με βάρος Β, είναι δεμένο με ιδανικό νήμα(δραστηριότητα 1). Το εκκρεμές, εξαρτάται από ένα σταθερό σημείο Κ, ώστε αρχικά ισορροπεί σε κατακόρυφη διεύθυνση.Εκτρέπουμε το σώμα από τη θέση ισορροπίας κατά οξεία γωνία φ και ύστερα το αφήνουμε ελεύθερο.Ποια είναι η τιμή της τάσης του νήματος, τη στιγμή που το σώμα διέρχεται από την αρχική θέση ισορροπίας;

Αριθμητική εφαρμογή:

φ=60ο και Β=2Ν.

2)Παράδειγμα άσκηση εφαρμογής.

Ένα σώμα μικρών διαστάσεων, με βάρος Β, είναι δεμένο με ιδανικό νήμα(δες δραστηριότητα 1). Το εκκρεμές, εξαρτάται από ένα σταθερό σημείο Κ, ώστε αρχικά ισορροπεί σε κατακόρυφη διεύθυνση.Εκτρέπουμε το σώμα από τη θέση ισορροπίας κατά οξεία γωνία φ και ύστερα το αφήνουμε ελεύθερο.Ποια είναι η τιμή της τάσης του νήματος, τη στιγμή που το σώμα διέρχεται από την αρχική θέση ισορροπίας;

Αριθμητική εφαρμογή:

φ=60ο και Β=2Ν.


learning-pathways.png

Ο σχεδιασμός αυτής της μαθησιακής ενότητας αναφέρεται σε μία διδακτική ώρα. Μέσα στο σχολικό εργαστήριο με τη βοήθεια πειραμάτων επίδειξης οι μαθητές κατανοούν τις έννοιες  κινητική και δυναμική και αναγνωρίζουν το δρόμο των συλλογισμών που οδηγεί στη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.

Χρησιμοποιείτε δύο απλές πειραματικές διατάξεις, ένα απλό εκκρεμές και έναν τροχό Maxwell.

Απαραίτητες και διαφάνειες για τα υπόλοιπα σχήματα.

learning-pathways.png

Μέσα στο σχολικό εργαστήριο με τη βοήθεια πειραμάτων επίδειξης θα κατανοήσετε τις έννοιες  κινητική και δυναμική ενέργεια και θα  αναγνωρίσετε το δρόμο των συλλογισμών που οδηγεί στη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας. Συμμετέχετε σε πειράματα και θέτετε ερωτήσεις που στοχεύουν στην πλήρη κατανόηση της έννοιας μηχανική ενέργεια.


teacher-resource-circle.png
Περιγραφή

" Η έννοια της Μηχανικής ενέργειας. Διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας στο Βαρυτικό πεδίο. Εργαστηριακές ασκήσεις και εφαρμογές "

Γνωστικό Πεδίο
Φυσική, για μια διδακτική ώρα, σε μαθητές Α΄ τάξης, του Γενικού Λυκείου.
Θέμα
Οι διδασκόμενοι να αναγνωρίσουν το δρόμο των συλλογισμών, που οδηγεί στη διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας.
Μαθησιακό Επίπεδο
Ηλικία 15-17
learner-resource-circle.png
Περιγραφή

Η έννοια της Μηχανικής ενέργειας.

Διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας στο Βαρυτικό πεδίο.

Αυτή η μαθησιακή ενότητα απευθύνεται σε μαθητές Α΄τάξης του Γενικού Λυκείου.

Γνωστικό Πεδίο
Φυσική για μαθητές Α΄ τάξης του Γενικού Λυκείου.
Θέμα
Η Μηχανική ενέργεια και η διατήρηση της Μηχανικής Ενέργειας.
Μαθησιακό Επίπεδο
Ηλικία 15-17

Συγγραφέας: ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΣΑΡΑΝΤΟΠΟΥΛΟΥ
Συνεργασία: ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ
Θέση: 5ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΗΛΙΟΥΠΟΛΗΣ
Δεν υπάρχει φωτογραφία για ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΣΑΡΑΝΤΟΠΟΥΛΟΥ

ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ:

ΕΘΝΙΚΟΥ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΑΣ

(ΦΥΣΙΚΟΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΣΧΟΛΗ, ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΟ).

Συγγραφέας: ΒΑΣΙΛΗΣ ΜΠΑΡΔΑΚΑΣ
Συνεργασία: ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ
Θέση: 5ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΗΛΙΟΥΠΟΛΗΣ
Δεν υπάρχει φωτογραφία για ΒΑΣΙΛΗΣ ΜΠΑΡΔΑΚΑΣ

 

ΦΥΣΙΚΟΣ

Συγγραφέας: Γιάννης Ραγάζος
Συνεργασία: 5ο Λύκειο Ηλιούπολης
Θέση: Καθηγητής Μέσης Εκπαίδευσης
Δεν υπάρχει φωτογραφία για Γιάννης Ραγάζος

Ο Δρ Ιωάννης Ραγάζος είναι Χημικός. Πήρε το πτυχίο του απο το πανεπιστήμιο Αθηνών το 1981.

Το 1986 διορίστηκε καθηγητής στο Γυμνάσιο Φούρνων Ικαρίας.

Το 1992 πήρε το PhD απο το Πανεπιστήμιο του Λονδίνου (King's College London) στην Χημεία (Κβαντοχημεία).

Το 1993-96 εργάστηκε σαν επιστημονικός συνεργάτης στο Ε.Μ. Πολυτεχνείο.

Και έκτοτε υπηρετεί στο 5ο Λύκειο Ηλιούπολης.

Αναθεωρητής : Eugenia Arvanitis
Συνεργασία: University of Patras
Θέση: Lecturer
Εικόνα του/της Eugenia Arvanitis

Dr Arvanitis is Lecturer at the University of Patras and an Associate of Aegean University and PASCAL Observatory. She also teaches at the Hellenic Open University (Adult Education). During 2001-2004, she was the Manager of the Australian-Greek Resource and Learning Centre and the Greek Language Co-ordinator (BA International Studies) at RMIT University in Melbourne. Her research interests include multicultural educational policy; pedagogy and learning design, program/learner evaluation and teachers’ lifelong training.