Ι ΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ COULOMB

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ι ΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ COULOMB"

Ê Ζάππας
6 χρόνια πριν
Προβολές:

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Ι ΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ COULOMB Καθηγήτρια: ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ είναι να συζητηθεί ποιοτικά και ποσοτικά ο νόµος του Coulomb. ΠΡΟΥΠΑΡΧΟΥΣΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ: 1.

1 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Ι ΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ COULOMB Καθηγήτρια: ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ είναι να συζητηθεί ποιοτικά και ποσοτικά ο νόµος του Coulomb. ΠΡΟΥΠΑΡΧΟΥΣΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ: 1. Ο νόµος δράσης-αντίδρασης του Νεύτωνα. 2. Η σύνδεση της ηλεκτρικής δύναµης (αποτέλεσµα) µε την ύπαρξη του ηλεκτρικού φορτίου (αιτία). 3. Η ύπαρξη δύο ειδών φορτίου, που συµβατικά ονοµάζονται θετικά και αρνητικά φορτία. ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ: Γνωστικοί: 1. Να συνδέσουν οι µαθητές ποιοτικά και ποσοτικά την ηλεκτρική δύναµη µε το ηλεκτρικό φορτίο και την απόσταση µεταξύ των φορτίων. 2. Να εφαρµόσουν, για πρώτη φορά στη Φυσική, µαθηµατικές έννοιες όπως τα ανάλογα και αντιστρόφως ανάλογα ποσά. Ικανότητες: 1. Να συνεργάζονται και να ανταλλάσσουν τις απόψεις τους. 2. Να χρησιµοποιούν τις ΤΠΕ στη Φυσική. 3. Να εξοικειωθούν µε τη διαδικασία «πρόβλεψη-πειραµατικός έλεγχος-εξήγηση». ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ:

Συνήθως η διδασκαλία του νόµου του Coulomb περιορίζεται σε θεωρητικό επίπεδο, κάτι ακατανόητο για παιδιά 15 χρόνων, που επιπλέον διδάχθηκαν ότι βάση της Φυσικής είναι το πείραµα.

2 Συνήθως η διδασκαλία του νόµου του Coulomb περιορίζεται σε θεωρητικό επίπεδο, κάτι ακατανόητο για παιδιά 15 χρόνων, που επιπλέον διδάχθηκαν ότι βάση της Φυσικής είναι το πείραµα. Η απλή αναφορά στο σχολικό βιβλίο δεν βοηθά στην κατανόηση του θέµατος, ούτε µπορεί να αποτελέσει υλικό ικανό να κινήσει το ενδιαφέρον όσο το δυνατόν περισσότερων µαθητών πέραν των «καλών». Το σενάριο έχει ως πυρήνα ένα φύλλο εργασίας όπου διερευνάται η σχέση µεταξύ δύνα- µης-φορτίου-απόστασης. Οι µαθητές µε βάση το σχήµα «πρόβλεψη-πειραµατικός έλεγχοςεξήγηση» και µε τη βοήθεια του εικονικού εργαστηρίου, φθάνουν στη διατύπωση του νό- µου του Coulomb. Τελικά τα συµπεράσµατα συγκεντρώνονται στη µαθηµατική διατύπωση. Στη συνέχεια γίνεται απόπειρα για µαθηµατική µελέτη του νόµου. Τέλος στους µαθητές δίνονται και ερωτήσεις για εξάσκηση στην τάξη ή/και στο σπίτι. Πω πω δύσκολη η Φυσική!!!! Μπορεί κάποιος να µου τα κάνει λιανά µήπως και καταλάβω κάτι;;;; ΝΑ ΠΡΟΣΠΑΘΗΣΟΥΜΕ;;;;;; ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ COULOMB

3 ΣΚΕΦΤΕΙΤΕ ΘΥΜΗΘΕΙΤΕ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΤΕ: 1. Στη σύγκρουση των δύο αυτοκινήτων, δέχονται δυνάµεις και τα δύο αυτοκίνητα; Οι δυνάµεις αυτές έχουν α. ίδια κατεύθυνση ή β. αντίθετη κατεύθυνση; Οι δυνάµεις αυτές έχουν α. Ίσα µέτρα ή β. ιαφορετικά µέτρα; Μπορείτε να σχεδιάσετε τις δυνάµεις αυτές; Ποιο νόµο θυµάστε από την Β Γυµνασίου που αναφέρεται σ αυτές τις δυνά- µεις;. 2. Να φανταστείτε δύο µικρές µπάλες που συγκρούονται και να σχεδιάσετε πάνω τους τις δυνάµεις που εξασκούν η µία στην άλλη. Αν οι µπάλες είναι φορτισµένες θα ασκείται µεταξύ τους δύναµη πριν έλθουν σε επαφή ;. Πώς θα την ονοµάζατε αυτή τη δύναµη; ΜΕΧΡΙ Ε Ω ΑΣ ΠΟΥΜΕ ΚΑΝΑΜΕ ΑΝΑΚΛΗΣΗ ΓΝΩΣΕΩΝ ΩΣΤΕ ΝΑ ΣΥΝ Ε- ΘΟΥΝ ΜΕ ΤΟ ΣΗΜΕΡΙΝΟ ΜΑΘΗΜΑ. ΑΠΟ Ω ΚΑΙ ΚΑΤΩ ΑΣ ΠΑΜΕ ΒΗΜΑ ΒΗΜΑ ΝΑ ΚΤΙΣΟΥΜΕ ΤΟ ΝΟΜΟ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΤΕΙΤΕ: Θυµηθείτε και προσπαθήστε να κάνετε το πείραµα µε το πλαστικό καλαµάκι και τη φλέβα νερού στη βρύση που είχαµε κάνει στο εργαστήριο του σχολείου.

Με ποιον τρόπο ηλεκτρίστηκε; Ε. Γιατί καµπυλώνει η φλέβα του νερού; Στ. Αν κρατήσω το καλαµάκι πιο µακριά από τη φλέβα του νερού, η φλέβα θα καµπυλώνει i. περισσότερο ii. λιγότερο H.

4 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΤΕΙΤΕ: Θυµηθείτε και προσπαθήστε να κάνετε το πείραµα µε το πλαστικό καλαµάκι και τη φλέβα νερού στη βρύση που είχαµε κάνει στο εργαστήριο του σχολείου. Αφού τρίψεις ένα καλαµάκι στα µαλλιά σου, το πλησιάζεις σε µια φλέβα νερού. Α. Είναι φορτισµένο το καλαµάκι; Β. Με ποιον τρόπο φορτίστηκε;. Γ. Είναι ηλεκτρισµένη η φλέβα του νερού;. Με ποιον τρόπο ηλεκτρίστηκε; Ε. Γιατί καµπυλώνει η φλέβα του νερού; Στ. Αν κρατήσω το καλαµάκι πιο µακριά από τη φλέβα του νερού, η φλέβα θα καµπυλώνει i. περισσότερο ii. λιγότερο H. Αν τρίψεις περισσότερο χρόνο το καλαµάκι στα µαλλιά σου, η φλέβα θα καµπυλώνει i. περισσότερο ii. λιγότερο ΣΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΑΣ ΚΑΝΟΥΜΕ ΜΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙ- ΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ: Αν έχω δύο ηλεκτρικά φορτία q1 και q2 όπως φαίνεται στην εικόνα και σε κάποια απόσταση µεταξύ τους α. Εξασκείται δύναµη µεταξύ τους;. Τί είδους; Β. Η δύναµη είναι ελκτική ή απωστική;..

5 Μπορείτε να σχεδιάσετε την ηλεκτρική δύναµη F1 που ασκείται από το φορτίο q1 στο φορτίο q2 στις παρακάτω περιπτώσεις; q 1 = +1µC q 2 = +3µC q 1 = -1µC q 2 = -3µC q 1 = +1µC q 2 = -3µC Η δύναµη F2 που ασκείται από το φορτίο q2 στο φορτίο q1, είναι µεγαλύτερη, µικρότερη ή ίση µε την F1; Να σχετίσετε την απάντηση στην ερώτηση µε τον 3ο νόµο του Νεύτωνα Να αναπτύξετε σύντοµα την άποψή σας... Αν µεγαλώσω το φορτίο q1, νοµίζεις ότι η δύναµη που ασκείται από το ένα φορτίο στο άλλο α. θα αυξηθεί β. θα ελαττωθεί γ. δεν θα αλλάξει Αν µεγαλώσω το φορτίο q2, νοµίζεις ότι η δύναµη που ασκείται από το ένα φορτίο στο άλλο α. θα αυξηθεί β. θα ελαττωθεί γ. δεν θα αλλάξει Αν µεγαλώσω την απόσταση ανάµεσα στα ηλεκτρικά φορτία q1 και q2, νοµίζεις ότι η δύναµη που ασκείται από το ένα φορτίο στο άλλο a. θα αυξηθεί β. θα ελαττωθεί γ. δεν θα αλλάξει

6 7. Στην ιστοσελίδα α. Αλλάξτε τις τιµές στα ηλεκτρικά φορτία q1 και q2 και δείτε πώς αλλάζει η δύναµη F µε την οποία αλληλεπιδρούν τα δύο φορτία. Συµπληρώστε τον παρακάτω πίνακα: φορτίo q1 φορτίo q2 aπόσταση r δύναµη F 1µC 3µC 3cm 2µC 3µC 3cm 3 µc 3µC 3cm 4µC 3µC 3cm από τα αποτελέσµατα που γράψαµε στον πίνακα βλέπουµε πως η δύναµη F µεγαλώνει όσες φορές µεγαλώνει το φορτίο q1. Η δύναµη είναι όπως λέµε στα µαθηµατικά µε το φορτίο q1. να επαναλάβετε τη διαδικασία κρατώντας σταθερό το φορτίο q1 και αλλάζοντας το φορτίο q2. φορτίo q1 φορτίo q2 aπόσταση r δύναµη F 1µC 1µC 3cm 1µC 2µC 3cm 1 µc 3µC 3cm 1µC 4µC 3cm σε ποιο συµπέρασµα καταλήγετε;.. Αν αλλάξουν ταυτόχρονα και τα δύο φορτία; φορτίo q1 φορτίo q2 aπόσταση r δύναµη F 1µC 1µC 3cm 2µC 2µC 3cm 3 µc 3µC 3cm 4µC 4µC 3cm ηλαδή στη γλώσσα των µαθηµατικών θα λέγαµε ότι η δύναµη F είναι...

7 Κρατώντας τώρα σταθερά τα φορτία, αλλάξτε την µεταξύ τους απόσταση r και δείτε πώς αλλάζει η δύναµη F µε την οποία αλληλεπιδρούν τα δύο φορτία. φορτίo q1 φορτίo q2 aπόσταση r δύναµη F 1µC 1µC 1cm 1µC 1µC 2cm 1 µc 1µC 3cm 1µC 1µC 4cm Όταν η aπόσταση r µεγαλώνει, η δύναµη F.. και µάλιστα όταν η απόσταση πολλαπλασιάζεται επί 2,3,4, η δύναµη. αντίστοιχα,,. φορές. Επίσης βλέπουµε ότι όταν η aπόσταση r µικραίνει 2, 3, 5 φορές, η δύναµη F επί,., αντίστοιχα. Η σχέση αυτή θυµίζει ποσά. ΑΡΑ το πείραµα δείχνει πως η δύναµη F είναι. µε το της απόστασης r. ηλαδή συνοψίζοντας: όταν η απόσταση r διπλασιάζεται, η δύναµη F όταν η απόσταση r τριπλασιάζεται, η δύναµη F.. όταν η απόσταση r υποδιπλασιάζεται, η δύναµη F.. όταν η απόσταση r υποτριπλασιάζεται, η δύναµη F.. Από τα παραπάνω συµπεράσµατα προκύπτει η µαθηµατική σχέση F= k q 1 q 2 / r 2 όπου k= N m 2 / C 2

8 Α ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ Β Γ 1..Στις τρεις κορυφές του τριγώνου βρίσκονται οι σφαίρες Α, Β, Γ. Αν οι σφαίρες είναι φορτισµένες, είναι δυνατόν να εκδηλώνονται µεταξύ τους ηλεκτρικές αλληλεπιδράσεις όπως παριστάνονται στο σχήµα, ναι ή όχι και γιατί; 2. Τα όµοια σηµειακά ηλεκτρικά φορτία q 1 και q 2 βρίσκονται σε απόσταση r. q 1 q 2 r α) Οι ηλεκτρικές δυνάµεις που ασκούνται µεταξύ των φορτίων είναι ελκτικές ή απωστικές και γιατί;... β) Το µέτρο της δύναµης που ασκεί η πρώτη σφαίρα στη δεύτερη είναι i)µεγαλύτερο από ii) ίσο µε iii) µικρότερο από το µέτρο της δύναµης που ασκεί η δεύτερη σφαίρα στην πρώτη, (κύκλωσε τη σωστή α- πάντηση) Ποιος νόµος δικαιολογεί την απάντησή σου αυτή; γ) Να σχεδιάσεις τις δυνάµεις αυτές στο παραπάνω σχήµα. δ)η παρακάτω σχέση είναι η µαθηµατική διατύπωση του νόµου του Coulomb. Ποιες οι µονάδες µέτρησης στο S.I. των µεγεθών q 1, q 2 και r που εµφανίζονται σε αυτή τη µαθηµατική σχέση;.στις παρακάτω προτάσεις να κυκλώσεις τη σωστή απάντηση: Η ηλεκτρική δύναµη διπλασιάζεται: i. Αν διπλασιαστεί το φορτίο q 1 ; ii. Αν διπλασιαστεί η απόσταση r; Η ηλεκτρική δύναµη υποτετραπλασιάζεται ( F/4): i.αν τετραπλασιαστεί το φορτίο q 2 ; ii. Αν διπλασιαστεί η απόσταση r;

9 3. ύο θετικά φορτισµένες σφαίρες τοποθετούνται σε µια ορισµένη απόσταση µεταξύ τους. Να χαρακτηρίσεις µε Σ τις προτάσεις που το περιεχόµενό τους είναι επιστηµονικά ορθό και µε Λ αυτές που το περιεχόµενό τους είναι επιστηµονικά λανθασµένο. α. Οι ηλεκτρικές δυνάµεις που ασκούνται µεταξύ των σφαιρών, είναι απωστικές. β. Το µέτρο της δύναµης που ασκεί η πρώτη σφαίρα στη δεύτερη είναι ίσο µε το µέτρο της δύναµης που ασκεί η δεύτερη σφαίρα στην πρώτη. γ. Η προηγούµενη πρόταση είναι απόρροια του τρίτου νόµου του Νεύτωνα (δράση- α- ντίδραση). δ. Όταν αυξήσουµε την απόσταση µεταξύ των σφαιρών, οι δυνάµεις αυξάνονται. ε. Όταν διπλασιάσουµε την απόσταση των σφαιρών, οι δυνάµεις παραµένουν σταθερές. στ. Οταν διπλασιάσουµε το φορτίο της µιας σφαίρας, οι δυνάµεις διπλασιάζονται. ζ. Οταν διπλασιάσουµε το φορτίο και των δύο σφαιρών, οι δυνάµεις τετραπλασιάζονται. 4. Να χαρακτηρίσετε µε Σ (σωστό) ή Λ (λάθος) τις παρακάτω προτάσεις. Στη συνέχεια, για κάθε λάθος πρόταση να γράψεις την αντίστοιχη σωστή: α) Η ηλεκτρική δύναµη ασκείται από απόσταση. β) Η ηλεκτρική δύναµη είναι µόνο απωστική... γ) Η µονάδα µέτρησης της ηλεκτρικής δύναµης είναι το Coulomb.. δ) Υπάρχουν τρία είδη ηλεκτρικού φορτίου: το θετικό, το αρνητικό και το ουδέτερο..

Σχετικά έγγραφα

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 08/11/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ:

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 08/11/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Τζαγκαράκης Γιάννης, Δημοπούλου Ηρώ, Αγγελίδης Άγγελος, Κανιαδάκης Γιώργος, Κούζιλου Τάνια, Μαρκαντωνάκη Χριστίνα, Παπαθανασίου