ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΑΠΛΟΥ ΕΚΚΡΕΜΟΥΣ
Φυσική (ΔΕ) (Γυμνάσιο)
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΙΔΕΑ ΠΟΥ ΔΙΕΠΕΙ ΤΟ ΣΕΝΑΡΙΟ
Η εκτέλεση ενός πειράματος γύρω από τους νόμους που διέπουν το απλό εκκρεμές σε εικονικό εργαστήριο.
Το περιγραφόμενο σενάριο έχει ως στόχο την εξοικείωση των μαθητών με τη λειτουργία του απλού εκκρεμούς. Συγκεκριμένα οι μαθητές θα γνωρίσουν τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται και δεν εξαρτάται η περίοδος του απλού εκκρεμούς.
ΠΡΟΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ
Οι μαθητές πιστεύουν ότι:
* Όσο βαρύτερο είναι το σφαιρίδιο του εκκρεμούς τόσο πιο γρήγορα κινείται το εκκρεμές (άρα τόσο μικρότερη είναι η περίοδός του).
* Η περίοδος ενός εκκρεμούς εξαρτάται από το πλάτος του
* Κάθε αιώρηση απλού εκκρεμούς είναι απλή αρμονική ταλάντωση ανεξάρτητα από τη μέγιστη γωνία απόκλισης
* Το απλό εκκρεμές δεν είναι μοντέλο, αλλά μια διάταξη την οποία μπορούμε να κατασκευάσουμε
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ
Το εικονικό εργαστήριο πλεονεκτεί στη συγκεκριμένη δραστηριότητα από το πραγματικό στα εξής σημεία:
1. Οι μαθητές εκτελούν το πείραμα σε ομάδες και συνεργάζονται στην πραγματοποίηση του
πειράματος, στην καταγραφή και επεξεργασία των αποτελεσμάτων, πράγματα που δεν
μπορούν να εφαρμόσουν κατά την εκτέλεση εργαστηριακών ασκήσεων με επίδειξη οι οποίες
συνήθως γίνονται στο σχολείο.
2. Ο μαθητής μπορεί να επιλέξει μετά τη Γη και έναν άλλο πλανήτη στον οποίο θα κινηθεί
ένα όμοιο εκκρεμές και θα μπορεί άμεσα να κάνει σύγκριση ενώ στο πραγματικό δεν
μπορεί.
3. Ο μαθητής μπορεί να βλέπει το πλάτος του εκκρεμούς με ακρίβεια για να μπορέσει να
πετύχει τις προϋποθέσεις του πειράματος (πλάτος < 10ο) ενώ στο πραγματικό δεν μπορεί.
4. Ο μαθητής μπορεί να μελετά την κίνηση του εκκρεμούς με τριβή και χωρίς τριβή ενώ στο
πραγματικό υπάρχει πάντα τριβή.
5. Ο μαθητής έχει στη διάθεσή του χρονόμετρο που υπολογίζει απευθείας την περίοδο
(ταυτόχρονα του επισημαίνεται η κίνηση του εκκρεμούς σε μια περίοδο), ενώ
στο πραγματικό την υπολογίζει μόνος του και κάνει σφάλματα στους υπολογισμούς.
ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ
1. Μπορούν να αλλάζουν μήκος, μάζα, πλάτος εκκρεμούς με ακρίβεια
2. Μπορεί η κίνηση να γίνεται με τριβές ή χωρίς τριβές.
3. Μπορεί να επιλεγεί άλλος πλανήτης εκτός από τη Γη (Σελήνη, Δίας κ.λ.π).
4. Μπορεί να φαίνονται τα διανύσματα της ταχύτητας και της επιτάχυνσης καθώς και το
μέγεθος της ενέργειας κάθε στιγμή.
5. Υπάρχει δυνατότητα απλού χρονομέτρου αλλά και χρονομέτρου φωτοπύλης που
υπολογίζει κατευθείαν την περίοδο του εκκρεμούς.
Το σενάριο πραγματοποιείται στην αίθουσα των υπολογιστών και οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες των 2-3 ατόμων. Τα φύλλα εργασίας δίνονται ένα σε κάθε ομάδα και συμπληρώνονται από τα μέλη της ομάδας. Οι μαθητές εξοικειώνονται για λίγο με το περιβάλλον του λογισμικού και μετά εκτελούν την άσκηση, προκειμένου να ασκηθούν στη συλλογή πειραματικών δεδομένων. Η επεξεργασία των δεδομένων και τα συμπεράσματα γίνονται αμέσως μετά το κάθε πείραμα συμπληρώνοντας τα αντίστοιχα κενά στο φύλλο εργασίας.
Εναλλακτικά, το μάθημα μπορεί να γίνει με έναν υπολογιστή (με τη βοήθεια βιντεοπροβολέα) που τον χειρίζεται ο καθηγητής. Οι μαθητές απλά παρατηρούν την
εκτέλεση των πειραμάτων χωρίς να έχουν τη δυνατότητα παρέμβασης, καταγράφουν τα δεδομένα στα κενά του φύλλου εργασίας και βγάζουν τα συμπεράσματά τους.
Δημιουργός Σεναρίου: ΣΤΥΛΙΑΝΟΣ ΞΥΔΙΑΣ (Εκπαιδευτικός)