ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: Νόμος της αδράνειας ΣΕΝΑΡΙΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ   ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: Νόμος της αδράνειας

Χαρακτηριστικά των μαθητών : Μαθητές Α’ Λυκείου ή Β΄ Γυμνασίου οι οποίοι γνωρίζουν την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση, τον ορισμό της έννοιας της δύναμης καθώς και της συνισταμένης δυνάμεων. Επίσης να έχουν βασικές γνώσεις χειρισμού Η/Υ και εξοικείωση στη χρήση του προγράμματος προσομοιώσεων κινήσεων interactive physics. Διδακτικοί στόχοι : α. Να μπορούν να διατυπώνουν οι μαθητές τον νόμο της αδράνειας. β. Να μπορούν να χρησιμοποιούν τον νόμο της αδράνειας. γ. Να καταλάβουν οι μαθητές ότι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα ήταν μια από τις πιο επαναστατικές ιδέες της εποχής του.

Μέθοδος διδασκαλίας :Επειδή έχουμε να αντιμετωπίσουμε μια από τις πιο σκληρές προϊδεάσεις των μαθητών (αρνούνται να δεχθούν ότι ένα σώμα μπορεί να κινείται χωρίς να ασκείται σε αυτό κάποια δύναμη) , η διδακτική παρέμβαση θα είναι εποικοδομητικού τύπου. Υλικοτεχνική υποδομή : Το μάθημα θα γίνει στην αίθουσα πληροφορικής σε ομάδες 3 ατόμων ή εναλλακτικά στην αίθουσα διδασκαλίας με τη χρήση διαδραστικού πίνακα. Στους υπολογιστές του εργαστηρίου έχει γίνει η εγκατάσταση του προγράμματος interactive physics. Επίσης στους μαθητές θα δοθεί φύλλο εργασίας με την έναρξη της διδασκαλίας. Εννοιολογικά εμπόδια τα οποία θα πρέπει να αντιμετωπιστούν: α. Για να μπορεί να κινείται ένα σώμα με σταθερή ταχύτητα, πρέπει να ασκείται σε αυτό σταθερή δύναμη. β. Η δύναμη είναι αυτή που δημιουργεί κίνηση. γ. Αν σε κάποιο κινούμενο σώμα ασκείται δύναμη και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα πάψει να ασκείται , τότε το σώμα μετά από κάποιο χρονικό διάστημα θα σταματήσει οπωσδήποτε.

ΣΧΕΔΙΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ Α. Φάση ανάδειξης εναλλακτικών ιδεών των μαθητών Δίνουμε στους μαθητές να συμπληρώσουν το φύλλο εργασίας που περιέχει τα παρακάτω 2 έργα για την ανάδειξη των ιδεών τους. ΕΡΓΟ 1 Το 1972 εκτοξεύτηκε το διαστημικό σκάφος Pioneer-10 το οποίο εξακολουθεί και σήμερα να ταξιδεύει μακριά από το ηλιακό μας σύστημα. Πως εξακολουθεί να κινείται μετά από τόσα χρόνια; Α. χρησιμοποιεί την ηλιακή ακτινοβολία Β. καίει πετρέλαιο Γ. κινείται μόνο του Δ. χρησιμοποιεί πυρηνικό καύσιμο όπως τα πυρηνοκίνητα υποβρύχια Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Δικαιολογήστε με λίγα λόγια την απάντησή σας. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Έχουμε στη διάθεσή μας δύο Α και Β μπάλες του μπιλιάρδου. ΕΡΓΟ 2 Έχουμε στη διάθεσή μας δύο Α και Β μπάλες του μπιλιάρδου. Την μπάλα Α την ρίχνουμε σε ένα επίπεδο χωμάτινο δάπεδο ενώ την μπάλα Β σε ένα επίπεδο δάπεδο από πάγο όπου οι τριβές θεωρούνται αμελητέες. Α. Να κάνετε ένα πρόχειρο σκίτσο στο οποίο να σχεδιάσετε όλες τις δυνάμεις που δέχονται οι μπάλες Α και Β. Β. Ποια μπάλα νομίζετε ότι θα σταματήσει να κινείται; Προσπαθήστε να εξηγήσετε γιατί; ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Γ. Η μπάλα Β θα κάνει κίνηση: 1. ευθύγραμμη με ταχύτητα να μεγαλώνει 2. ευθύγραμμη ομαλή 3. ευθύγραμμη με ταχύτητα να μικραίνει Επιλέξτε τη σωστή απάντηση και προσπαθήστε να την αιτιολογήσετε. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Β. Φάση γνωστικής σύγκρουσης Στη συνέχεια τους λέμε να επιλέξουν αρχείο άνοιγμα, οπότε θα εμφανιστεί η εικόνα: Β. Φάση γνωστικής σύγκρουσης Ζητάμε από τους μαθητές να ανοίξουν το λογισμικό του interactive physics από τη συντόμευση της επιφάνειας εργασίας του Η/Υ τους. C:\Documents and Settings\ΣΤΡΑΤΟΣ\Επιφάνεια εργασίας\Αδράνεια.ip

Κατόπιν τους λέμε να επιλέξουν το εικονίδιο αδράνεια και μετά άνοιγμα Κατόπιν τους λέμε να επιλέξουν το εικονίδιο αδράνεια και μετά άνοιγμα. Θα εμφανιστεί μια προσομοίωση ευθύγραμμης κίνησης. Η εικόνα που θα έχετε στην οθόνη σας θα είναι η παρακάτω:

Απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις: ΕΡΓΟ 1 Με το ποντίκι πάτε αριστερά στην οθόνη στο ορθογώνιο που από πάνω του γράφει δύναμη στο σώμα και ρυθμίστε τη δύναμη στα 0,2Ν.Στη συνέχεια τρέξτε την εφαρμογή από το κίτρινο βελάκι που βρίσκεται κάτω από το πλήκτρο της βοήθειας και παρακολουθήστε την γραφική παράσταση ταχύτητας χρόνου. Στον παρακάτω πίνακα στην δεύτερη στήλη της ταχύτητας γράψτε αν η ταχύτητα αυξάνεται ,μειώνεται, παραμένει σταθερή. Στη συνέχεια κάντε επαναρρύθμιση , δώστε στη δύναμη την τιμή 0Ν και τρέξτε πάλι την εφαρμογή. Συμπληρώστε στον πίνακα την στήλη της ταχύτητας όπως και πριν. Κάντε το ίδιο με τιμή δύναμης -0.2Ν. Απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις: 1. Όταν στο σώμα η δύναμη είναι 0Ν σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα που συμπληρώσατε η κίνηση που κάνει είναι: Α. ευθύγραμμη ομαλή Β. ευθύγραμμη με ταχύτητα να μεταβάλλεται Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. 2. Για να κινείται ένα σώμα με σταθερή ταχύτητα : α. πρέπει στο σώμα να ασκείται σταθερή δύναμη β. δεν ασκείται στο σώμα δύναμη ή αν ασκούνται σ΄αυτό δυνάμεις να έχουν συνισταμένη μηδέν. Δύναμη (Ν) ταχύτητα 0,2 -0,2

Στο σημείο αυτό θα πρέπει αφού συζητηθούν οι απαντήσεις των μαθητών στην τάξη να παρουσιαστεί στους μαθητές με λίγα λόγια ποια ήταν η άποψη της Επιστήμης πριν τον Νεύτωνα και να παρουσιαστεί ο πρώτος Νόμος του (Νόμος της Αδράνειας). Θα πρέπει να τονιστεί ότι η ιδέα του ότι << ένα σώμα μπορεί να κινείται χωρίς να ασκείται σε αυτό κάποια δύναμη>> ήταν πολύ επαναστατική για την εποχή του. Επίσης στο σημείο αυτό θα πρέπει να επισημανθεί στα παιδιά ότι η κατάσταση κατά την οποία σε ένα σώμα που ασκούνται δυνάμεις που ισορροπούν είναι ισοδύναμη με την κατάσταση σε ένα σώμα δεν ασκούνται δυνάμεις.

Γ. ΦΑΣΗ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ ΤΗΣ ΚΑΙΝΟΥΡΓΙΑΣ ΓΝΩΣΗΣ ΜΕ ΤΙΣ ΑΡΧΙΚΕΣ ΙΔΕΕΣ Επιστρέψτε στην ερώτηση με το διαστημικό σκάφος και δώστε την τελική σας άποψη στο ερώτημα. Επίσης ξανασχεδιάστε τις δυνάμεις που νομίζετε ότι ασκούνται στην μπάλα Β και δώστε την τελική σας απάντηση για την κίνηση που κάνει. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Δ. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες. Α. Η αιτία που κάνει ένα σώμα να κινείται είναι η συνολική δύναμη που ασκείται πάνω του. Β. Για να εκτελεί ένα σώμα ευθύγραμμη ομαλή κίνηση θα πρέπει οπωσδήποτε να ασκείται πάνω του μη μηδενική δύναμη. Γ. Ένα σώμα πέφτει με σταθερή ταχύτητα στον αέρα γιατί η κατεύθυνση της αντίστασης του αέρα είναι κατακόρυφη προς τα πάνω και η τιμή της είναι ίση με το βάρος του σώματος..

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ https://sites.google.com/site/surfingphysics/physics-gymnasium/b-class/videos-animations/1011175613 https://sites.google.com/site/surfingphysics/physics-gymnasium/b-class/videos-animations/1011180014 http://users.sch.gr/vgargan/download/ergasies/eureka/Eureka%21%20Episode%201%20-%20Inertia_agk.avi