ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ... ΟΝΟΜΑ... ΟΜΑΔΑ... ΕΠΩΝΥΜΟ...

Transcript

1 Φύλλο Εργασίας

2 2 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ... ΟΝΟΜΑ... ΟΜΑΔΑ... ΕΠΩΝΥΜΟ... Δραστηριότητα 1 η Καταμερισμός των αρμοδιοτήτων / εργασιών στα μέλη της ομάδας (κατακερματισμός ρόλων, ποιος κάνει τι) ΟΜΑΔΑ: Μέλος 1: ΠΙΝΑΚΑΣ 1 Αρμοδιότητες /Εργασίες Γραμματέας (Καταγραφή μετρήσεων) Μέλος 2: Χειριστής ΗΥ Μέλος 3: Συντονιστής - Ακαδημαϊκός βοηθός Μέλος 4: Μέλος 5: Υπεύθυνος εργασίας Διαμεσολαβητής (Συγκεντρώνει απορίες, κατανέμει υλικό) Παρουσιαστής Δραστηριότητα 2 η i) Παρακολουθήστε το παρακάτω video του ΕΚΦΕ Ρεθυμνου που αφορά την μελέτη δυναμικής και κινητικής ενέργειας με την βοήθεια του τροχού του Maxwell. Όταν τυλίγουμε τον τροχό του Maxwell τι ενέργεια αποκτάει ο τροχός ; Α. Κινητική β. Δυναμική γ. Θερμότητα ii)όταν ο τροχός βρίσκεται στο χαμηλότερο σημείο της κίνησης του τι είδους ενέργεια έχει; iii) Μπορείτε να εξηγήσετε γιατί συμβαίνει αυτό;.

3 3 Δραστηριότητα 3 η i) Πηγαίνοντας στην προσομοίωση Energy skate park του PHET τοποθετούμε τον άνθρωπο αρχικά σε ύψος h=8m. (Αυτό γίνεται επιλέγοντας αρχικές συνθήκες από το φάκελο energy skate park που έχετε στην οθόνη του υπολογιστή σας). Επίσης ρυθμίζουμε στάθμη δυναμικής ενέργειας μηδέν πάνω στην επιφάνεια του εδάφους και επιλέγουμε εμφάνιση πλέγματος. Μπορείτε να υπολογίσετε την δυναμική ενέργεια που θα έχει ο άνθρωπος στο ύψος αυτό; (Με δεδομένο ότι m=75kg, g=9,81m/s 2 ). ii) Στην συνέχεια ξεκινάμε την προσομοίωση. Παρατηρείστε το μέγιστο ύψος στο οποίο φτάνει ο αθλητής. Είναι πάντοτε το ίδιο; Α. ΝΑΙ β.οχι iii)πηγαίνουμε στην συνέχεια στην επιλογή ραβδόγραμμα και παρατηρούμε την κινητική σε σχέση με την δυναμική ενέργεια. Τι συμβαίνει μ αυτές τις δύο ενέργειες:. Δραστηριότητα 4 η i) Επιλέγουμε το πλήκτρο ενέργεια-χρόνος και βλέπουμε την γραφική παράσταση της δυναμικής και κινητικής ενέργειας του σώματος σε σχέση με το χρόνο. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας Υψος (h) Δυναμική ενεργεια U Κινητική ενέργεια Κ K+U 8m 4m 0m ii) Τι παρατηρείτε από τις ενδείξεις του πίνακα για το άθροισμα K+U

4 4 Το άθροισμα δυναμικής και κινητικής ενέργειας ενός σώματος ονομάζεται μηχανική ενέργεια Ε, δηλαδή Ε=K+U Επιπλέον παρατηρήσαμε στα δύο παραπάνω παραδείγματα ότι: η μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή. Δραστηριότητα 5 η ι)με βάση τις παρατηρήσεις σας μπορείτε να πείτε ποιες δυνάμεις ασκούνταν στο σώμα κατά την διάρκεια της προηγούμενης προσομοίωσης; ιι)πηγαίνοντας πάλι στην προσομοίωση του PHET επιλέγουμε ύπαρξη τριβής (Τριβή Διαδρομής) κατά την κίνηση του σώματος. Στην αρχή ελάχιστη και στην συνέχεια επαναλαμβάνουμε με μεγαλύτερη. Τι παρατηρείτε; ιιι) Με βάση λοιπόν τις παραπάνω προσομοιώσεις διατυπώστε την ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ: Δραστηριότητα 6 η (Εργασία για το σπίτι) Έστω ότι είστε μηχανικός και εργάζεστε σε εταιρεία η οποία έχει αναλάβει να κατασκευάσει ένα τρενάκι για λούνα παρκ παρόμοιο με αυτό της διπλανής εικόνας. Η δουλεία σας είναι να υπολογίσετε την ταχύτητα που θα έχει το τρενάκι στην επιφάνεια του εδάφους, αν ι) το σημείο εκκίνησης είναι σε ύψος 30m και ιι)το σώμα είναι αρχικά ακίνητο. (Θεωρήστε ότι: δεν υπάρχουν τριβές και αντιστάσεις και g=10 m/s 2 ). Επίσης, υπολογίστε πόση είναι η ολική ενέργεια του τρένου καθ όλη την διάρκεια της κίνησης του, (δίνεται: m=20kg). (Ο υπολογισμός πρέπει να γίνει ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος εξόδου του τρένου από τη γραμμή λόγω υπερβολικής ταχύτητας)...

5 The mascil project has received funding from the European Union s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement no mascil project (G.A. no ), lead partner: University of Education Freiburg; CC BY_NC_SA 4.0 license granted Original idea of this task: Mascil Team The Netherlands