Διδασκαλία Εργαστηριακών Ασκήσεων Φυσικής I και II. από τους Φοιτητές του 2 ου Έτους σε Μαθητές της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης

Transcript

1 Διδασκαλία Εργαστηριακών Ασκήσεων Φυσικής I και II από τους Φοιτητές του 2 ου Έτους σε Μαθητές της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης

2 Στο πλαίσιο της απόκτησης Εκπαιδευτικής εμπειρίας και επάρκειας για τους φοιτητές του Τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ, θα πρέπει οι φοιτητές του δεύτερου έτους που παρακολουθούν το Εργαστήριο Φυσικής ΙΙΙ, να πραγματοποιήσουν διαλέξεις/παρουσιάσεις εκπαιδευτικού χαρακτήρα, σε μορφή διδασκαλίας, σε μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Οι διαλέξεις/παρουσιάσεις αυτές, είναι υποχρεωτικές για όλους τους φοιτητές, αφορούν συγκεκριμένες εργαστηριακές ασκήσεις των Εργαστηρίων Φυσικής Ι και ΙΙ και η βαθμολογία τους θα συνυπολογιστεί στον τελικό βαθμό του Εργαστηρίου Φυσικής III. Η εξειδικευμένη διάλεξη που αφορά στην οργάνωση της παρουσίασης/διδασκαλίας, θα πραγματοποιηθεί την Πέμπτη 7/11 στις 5:00μμ, στο Αμφιθέατρο Δημόκριτος. Η παρακολούθηση της συγκεκριμένης διάλεξης από τους φοιτητές του 2 ου έτους που συμμετέχουν στο Εργαστήριο Φυσικής IΙΙ, είναι υποχρεωτική.

3 Για την υποστήριξη της διδασκαλίας/μαθήματος στους μαθητές, θα μπορείτε να έχετε πρόσβαση και στις εργαστηριακές ασκήσεις του Εργαστηρίου Φυσικής I και ΙΙ, την Παρασκευή 8/11 και ώρα 12:00μμ-6:00μμ, τη Δευτέρα 11/11 και ώρα 3:00μμ-8:00μμ και την Τετάρτη 13/11 και ώρα 1:00μμ-3:00μμ, υπό την επίβλεψη των συναδέλφων που υποστηρίζουν τη σχετική διαδικασία. Τις ημέρες των παρουσιάσεων, οι φοιτητές θα πρέπει να βρίσκονται στο χώρο του Εργαστηρίου Φυσικής δέκα (10) λεπτά νωρίτερα από την αναγραφόμενη ώρα έναρξης. Η κατανομή των φοιτητών σε ομάδες/ημέρες/ώρες είναι η ακόλουθη:

4

5

6

7 Για κάθε διευκρίνιση παρακαλώ να στέλνετε μόνο στο

8 οι ασκήσεις Από το Εργαστήριο Φυσικής Ι: Α2. Εφαρμογή στη πειραματική διαδικασία (το απλό εκκρεμές) Α4. Μελέτη κινηματικών μεγεθών με χρήση νέων τεχνολογιών (αισθητήρες και υπολογιστές)

9 οι ασκήσεις Από το Εργαστήριο Φυσικής ΙΙ : Β2. Μελέτη της επιταχυνόμενης κίνησης, με την βοήθεια της μηχανής του Atwood Β4. Περιστροφική κίνηση στερεού σώματος ροπές αδράνειας - στροφορμή κινητική ενέργεια νόμοι διατήρησης Β5. Μέτρηση της Παγκόσμιας Σταθεράς της Βαρύτητας G

10 οι ασκήσεις Από το Εργαστήριο Φυσικής ΙΙ : Β6. Νόμοι Newton (Β & Γ), Μελέτη Ορμής- Ώθησης, Κρούσεις Β7. Μελέτη απλής αρμονικής κίνησης Β8. Πειραματική επιβεβαίωση του νόμου του Hooke

11 η μεθοδολογία Επιστημονική Εκπαιδευτική

12 Επιστημονική Μέθοδος Έρευνας Επιστημονική - Εκπαιδευτική Μέθοδος με Διερεύνηση

13 παρατηρώ, ενδιαφέρομαι προβληματίζομαι, υποθέτω πειραματίζομαι συμπεραίνω εφαρμόζω, γενικεύω, ερμηνεύω παρατήρηση φυσικών φαινομένων, τεχνολογικών εφαρμογών, ανθρωπίνων δραστηριοτήτων, ανάγνωση επίκαιρων ειδήσεων ή σχετικών με τη θεματική ενότητα πληροφοριών οι μαθητές συζητούν μεταξύ τους -κατά προτίμηση με τη βοήθεια του καθηγητή τους-, ώστε να αναρωτηθούν και να διατυπώσουν υποθέσεις οργάνωση και η πραγματοποίηση "αποδεικτικών" πειραμάτων από τους μαθητές με άμεσο στόχο τον έλεγχο (επιβεβαίωση ή διάψευση) των υποθέσεων ανακάλυψη -και όχι απομνημόνευση- της γνώσης, οι μαθητές, βασιζόμενοι στις παρατηρήσεις τους κατά τον πειραματισμό, αξιολογούν, κρίνουν και διατυπώνουν οι ίδιοι τα συμπεράσματα εφαρμογή των συμπερασμάτων, εξήγηση φυσικών φαινομένων και τεχνολογικών εφαρμογών και διαθεματική μελέτη τους

14 πειραματισμός πραγματοποίηση πραγματικού αποδεικτικού πειραματισμού απαραίτητο βήμα

15 πόσο χρόνο σε κάθε βήμα; κατά προσέγγιση

16 τι ξέρουν οι μαθητές ;

17 πανεπιστήμιο σχολείο

18 πανεπιστήμιο σχολείο

19 πανεπιστήμιο σχολείο

20 Πώς θα έπρεπε να μετρά το χρόνο κίνησης; Γεμάτο ή όχι με λάδι; Galileo Galilei s lamp

21 Τι παρατηρείτε να συμβαίνει; Μπορείτε να δώσετε μια εξήγηση αυτού που παρατηρείτε;

22 πιστεύω ότι αυτό οφείλεται στο

23 Εργαστήριο Φυσικής I Άσκηση Α2 Εφαρμογή στη πειραματική διαδικασία (το απλό εκκρεμές)

24 Ξεκινούμε το χρονόμετρο την στιγμή που η σφαίρα βρίσκεται σε μέγιστο πλάτος ταλάντωσης και Μετρούμε το συνολικό χρόνο πολλών περιόδων (π.χ. 20) Πειραματικά προκύπτει ότι η περίοδος του εκκρεμούς: Είναι ανεξάρτητη της μάζας του. Δεν εξαρτάται από το πλάτος, όταν εκτρέπεται κατά μικρή γωνία θ (μικρότερη από 10 μοίρες). Αυξάνεται όταν μεγαλώσουμε το μήκος του νήματος. Όλα τα εκκρεμή που έχουν το ίδιο μήκος έχουν την ίδια περίοδο ταλάντωσης (ανεξάρτητα από το πλάτος και τη μάζα). Εξαρτάται από τον τόπο στον οποίο βρίσκεται. Έτσι αν βρισκόμαστε στον Ισημερινό το ίδιο εκκρεμές ταλαντώνεται με μεγαλύτερη περίοδο απ ό,τι στους πόλους.

25 gridiron pendulum

26

27

28 phet.colorado.edu

29

30 πιστεύω ότι αυτό οφείλεται στο

31 Εργαστήριο Φυσικής I και II Άσκηση Α2 και Β6

32 Όταν σε ένα σώμα ασκείται κάποια δύναμη, το σώμα αυτό επιταχύνεται με επιτάχυνση ανάλογη της ασκούμενης δύναμης, δηλαδή: a = kf η σταθερά αναλογίας k εξαρτάται αποκλειστικά από το σώμα και το αντίστροφο αυτής είναι αυτό που αποκαλούμε μάζα του σώματος m. Για κάθε ζεύγος σωμάτων που αλληλεπιδρούν η δύναμη που ασκεί το πρώτο στο δεύτερο είναι ίση και αντίθετη με την δύναμη που ασκεί το δεύτερο στο πρώτο. Όταν δύο σώματα συγκρούονται, χωρίς να αναπτύσσεται σε κανένα από τα δύο κάποια άλλη εξωτερική δύναμη έντασης τόσο μεγάλης όσο η δύναμη κρούσης, τότε η συνολική δύναμη που αναπτύσσεται στο σύστημα των δύο σωμάτων μπορεί να θεωρηθεί μηδενική (το ζεύγος των δύο δυνάμεων αλληλεπίδρασης που ασκούνται στα δύο σώματα αλληλοαναιρούνται, λόγω του τρίτου νόμου του Newton). Επομένως η ορμή του συστήματος πριν και μετά την κρούση πρέπει να είναι η ίδια ανεξαρτήτως του πως πραγματοποιείται η κρούση.

33

34

35 πιστεύω ότι αυτό οφείλεται στο

36 Εργαστήριο Φυσικής II Άσκηση Β2 Μελέτη της επιταχυνόμενης κίνησης, με την βοήθεια της μηχανής του Atwood

37 Όπως φαίνεται από την εξίσωση αυτή το σύστημα θα κινείται με επιτάχυνση που είναι πάντα μικρότερη από την επιτάχυνση της βαρύτητας. Με την αύξηση του βάρους της μάζας m1 μπορούμε να αυξήσουμε την επιτάχυνση του συστήματος. Αν στη διάρκεια της κίνησης αφαιρέσουμε την μάζα m1 το σύστημα θα κινείται με σταθερή ταχύτητα ίση με την ταχύτητα την στιγμή της αφαίρεσης της m1. Oι τριβές μειώνουν την τιμή της επιτάχυνσης και το γεγονός ότι η τροχαλία δεν είναι ομογενής κύλινδρος μεταβάλλει την σχέση.

38

39

40 πιστεύω ότι αυτό οφείλεται στο

41 Εργαστήριο Φυσικής II Άσκηση Β4 Περιστροφική κίνηση στερεού σώματος ροπές αδράνειας - στροφορμή κινητική ενέργεια νόμοι διατήρησης

42

43

44 Αστέρας νετρονίων

45

46 Πώς θα μπορούσα μετρήσω την τιμή της σταθεράς

47

48

49

50

51 πιστεύω ότι αυτό οφείλεται στο

52

53

54

55 περισσότερα παραδείγματα