Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • Gimnazjum im. Marii Konopnickiej • w Zespole Szkół w Krzykosach • ID grupy: • 98/69_MF_G2_agnieszka.witczak • Kompetencja: • Matematyka i Fizyka • Temat projektowy: • Ruch • Semestr/rok szkolny: • III semestr 2010/2011

3. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Barwicach - Gimnazjum • ID grupy: 98/56_mf_g2 • Kompetencja: Matematyczno - fizyczna • Temat projektowy: Rodzaje ruchów w przyrodzie. Różne ciekawe historie związane z ruchem. • Semestr/rok szkolny: III/ 2010/2011

4. Uczestnicy grupy 98/56_mf_g2 • Szymon Andrusiów, • Kinga Ciecieląg • Bartosz Grabusiński • Dominika Liszka • Szymon Pietrasik • Anna Siembab • Paweł Żelazowski • Klaudia Kuśpit • Kinga Swarcewicz • Marcin Koperski • Aleksandra Kraska • Wojciech Dobniak • Maciej Sikorski Opiekun: Ewa Żelazowska

5. W PROJEKCIE BRAŁY UDZIAŁ NASTĘPUJĄCE OSOBY: Opiekun grupy: Agnieszka Witczak • Ambroży Joanna • Dyczak Andrzej • Grześkowiak Agata • Grześkowiak Michał • Jelewski Adam • Lewandowska Anna • Paterak Monika • Pawlak Karola • Zbierska Klaudia • Radoszewska Małgorzata

6. Cele projektu • Kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji, doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów, rozwijanie własnych zainteresowań, samokształcenie, wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy, kształcenie umiejętności radzenia sobie z emocjami oraz godnego przyjmowania niepowodzeń i ich właściwej interpretacji.

7. Cele projektu – cd. • W zakresie rozwinięcia umiejętności pracy w grupach: planowanie i rozliczanie wspólnych działań, przekonywanie członków grupy do proponowanych rozwiązań w celu wspólnej realizacji planowanych działań przewidywanie trudności w realizacji projektu i radzenia sobie z nimi.

8. Plan pracy nad projektem • Zapoznanie się z treścią projektu • Zapoznanie się z celami badań • Podział zadań pomiędzy współpracującymi grupami • Podział zadań w grupach • Przygotowanie informacji teoretycznych o ruchu • Zapoznanie się z czujnikiem: ultradźwiękowym położenia • Zapoznanie się z konsolą pomiarową i z programem COACH: pomiary • Przygotowanie zestawów do wykonania doświadczeń: z programem COACH • Przeprowadzenie doświadczeń i zebranie danych pomiarowych • Przeanalizowanie zebranych danych i przedstawienie ich w postaci wykresów • Opisanie przeprowadzonych doświadczeń • Sformułowanie wniosków

9. OPIS ZADAŃ TEMATU PROJEKTOWEGO • Wyjaśnienie pojęć: ruch, układ odniesienia, względność ruchu, tor ruchu, droga, przemieszczenie (przesunięcie), ruch jednostajny prostoliniowy, prędkość, prędkość chwilowa, prędkość średnia, ruch jednostajnie przyśpieszony, przyspieszenie, ruch jednostajnie opóźniony, ruch po okręgu, ruch drgający. • Zestawienie wzorów, wielkości fizycznych i jednostek wielkości stosowanych do opisu ruchu, przeliczanie jednostek. • Poznanie narzędzi do analizy danych na wykresach w środowisku Coach 6. • Poznanie możliwości techniki pomiarów wspomaganych komputerowo w zakresie naboru danych i narzędzi umożliwiających komputerowe przetwarzanie i analizę wyników pomiaru (podłączenie interfejsu i ultradźwiękowego detektora ruchu).

10. OPIS ZADAŃ TEMATU PROJEKTOWEGO – cd. • Badanie ruchu jednostajnego prostoliniowego. Analiza wykresów położenia i współrzędnej prędkości od czasu. Opisywanie ruchu na podstawie wykresów. • Badanie ruchu spadających ciał. • Badanie ruchu wybranych obiektów. Rejestracja i zapis wyników pomiarów dla różnych warunków eksperymentu. Analiza danych pomiarowych. Weryfikacja hipotezy, sformułowanie wniosków. • Wykonanie zdjęć zestawu eksperymentalnego, zdjęć z wycieczki, wspólnej gry w piłkę. • Opracowanie mapy trasy wycieczki pieszej w odpowiedniej skali z legendą, naniesienie prędkości średnich na poszczególnych odcinkach trasy • Wykonanie pomocy dydaktycznej, rurki z cieczą i pęcherzykiem powietrza do pomiaru ruchu jednostajnego, zaprojektowanie równi pochyłej do badania ruchu jednostajnie przyspieszonego. • Rozwiązywanie zadań rachunkowych i problemowych z kinematyki. • Opracowanie prezentacji doświadczeń i analizy wyników.

11. Co to właściwie znaczy, że ciało się porusza.? • Istnieją różne rodzaje ruchu: ciało może się przesuwać, obracać, jechać ze stałą lub zmienną prędkością, po drogach prostych lub krętych. Ale zanim nauczymy się opisywać ruch, musimy zastanowić się nad tym, co to właściwie znaczy, że ciało się porusza. Ruch jest przeciwieństwem spoczynku. Ciało spoczywa — jeśli pozostaje cały czas w tym samym miejscu, porusza się — gdy jego położenie zmienia się z upływem czasu.

12. Czym jest ruch ? • Ruch jest zjawiskiem powszechnym: poruszają się liście na wietrze, poruszamy się my, poruszają się samochody na ulicy, Księżyc wokół Ziemi i Ziemia wokół Słońca. • Codziennie obserwujemy wokół nas samochody i to, w jaki sposób się poruszają. Inaczej jedzie samochód po długiej i prostej autostradzie, a inaczej — po wąskiej i krętej drodze. W inny sposób porusza się rozsądny kierowca utrzymujący stałą i bezpieczną prędkość, a w inny sposób pirat drogowy, który co chwila przyspiesza, zmienia pasy ruchu i hamuje z piskiem opon.

13. To też ruch. http://www.wroclaw.policja.gov.pl/

14. Ruch to zdrowie. - Ruszaj się – szkoda życia!- Idź na kort – spalić tort!- Zamiast się zgrywać – idź popływać!- Masz za dużo czasu – idź pobiegać do lasu!- Praca nie zając nie ucieknie! ZDROWIE TAK!

15. Jaki może być ruch? • Ruch postępowy • Ruch obrotowy • Ruch drgający • Ruch falowy • Ruch po okręgu

16. Klasyfikacja ruchów

17. Podział ruchów.

18. Definicje RUCHEM UKŁADEM ODNIESIENIA WZGLĘDNOŚCIĄ RUCHU • nazywamy zmianę położenia ciała względem układu odniesienia. • nazywamy ciało lub układ ciał, względem którego rozpatrujemy położenie innego ciała. • nazywamy taką jego właściwość, że ciało względem jednego układu odniesienia jest w ruchu, ale jednocześnie względem innego może być w spoczynku.

19. Przykład względności ruchu • Cel: Ilustracja względności ruchu • Przyrządy: rurka szklana 1m wypełniona wodą. • Sposób wykonania: Chwytamy rurkę tak, by ustawiona była pionowo, a znajdujący się u dołu pęcherzyk powietrza znalazł się na wysokości naszych oczu. Podczas gdy pęcherzyk porusza się w rurce „do góry”, przesuwamy rurkę w dół z taką szybkością, aby pęcherzyk cały czas pozostawał na wysokości naszych oczu.

20. Wynik obserwacji • Pęcherzyk powietrza względem rurki (układu odniesienia związanego z rurką) porusza się „do góry”, ale względem trzymającego rurkę (układu odniesienia związanego z trzymającym rurkę) pozostaje w spoczynku

21. Trochę teorii - Ruch jednostajny prostoliniowy Ruch jednostajny prostoliniowy jest ruchem, w którym ciało porusza się ze stałą prędkością (v), czyli ciało pokonuje taką samą drogę (przemieszczenie - s) w każdej jednostce czasu (np. w 1 s). Aby można było mówić o ruchu jednostajnym na ciało nie może działać żadna siła lub siły, które na nie działają muszą się wzajemnie równoważyć (w tym ruchu spełniona jest I zasada dynamiki Newtona). Prędkość ciała możemy wyliczyć ze wzoru v=s/t, gdzie t to czas trwania ruchu. Prędkość jest wielkością wektorową, kierunek i zwrot jej wektora jest zawsze taki sam jak przemieszczenia (s).. • Przyjrzyjmy się teraz wykresom dla ruchu jednostajnego.

22. Wykres zależności prędkości od czasu - v(t) • Wykres prędkości od czasu ruchu jest linią prostą równoległą do osi OX, a drogę jaką pokonuje ciało możemy obliczyć jako pole figury pod wykresem,

23. Wykres zależności drogi od czasu -s(t) • Na wyresie drogi od czasu widać, że ciało pokonuje taką samą drogę (s), co sekundę.

24. Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy • Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy jest ruchem, w którym prędkość ciała wzrasta o stałą wartość (jednostajnie) co jednostkę czasu (np. co sekundę) - jest to przyspieszenie, oznaczamy je literą a i możemy wyliczyć je ze wzoru a=Δv/t, gdzie Δv to zmiana prędkości, a t - czas, w którym ta prędkość uległa zmianie. Podobnie jak prędkość tak i przyspieszenie jest wielkością wektorową, jednak jego zwrot jest zawsze zgodny ze zwrotem działającej na ciało siły wypadkowej. Jednostką przyspieszenia jest m/s2. Aby mógł się odbywać ruch jednostajnie przyspieszony na ciało musi działać niezrównoważona siła Fw (jedna lub kilka, których wypadkowe są różne od zera), przy czym przyspieszenie jakie osiąga ciało jest wprost proporcjonalne do siły wypadkowej i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała; a=Fw/m (jest to treścią II zasady dynamiki Newtona).

25. Wykresy v(t) Wykres zależności prędkości od czasu - v(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym bez prędkości początkowej Wykres zależności prędkości od czasu - v(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym z prędkością początkową

26. Wykresy s(t) oraz a(t) Wykres zależności drogi od czasu - s(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym . Wykres zależności przyspieszenia od czasu - a(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym.

27. Wzory przekształcając wzór na przyspieszenie otrzymujemy v= at, co po podstawieniu daje nam końcową formę tego wzoru

28. Ruch jednostajnie opóźniony prostoliniowy • Podobnie jak w ruchu jednostajnie przyspieszonym w ruchu jednostajnie opóźnionym występuje a - opóźnienie, mówi ono o jaką wartość prędkości na jednostkę czasu zmniejszy się prędkość ciała. W tym ruchu przyśpieszenie ma wektor przeciwny do wektora prędkości, ale zgodny z kierunkiem i zwrotem wektora siły wypadkowej. W tym ruchu spełniona jest II zasada dynamiki Newtona. Opóźnienie możemy obliczyć wzorem a=Δv/t.

29. Wykres zależności prędkości od czasu - v(t) w ruchu jednostajnie opóźnionym, w którym prędkość końcowa jest równa zero. • Dysponując wiedzą, że drogę jaką pokonuje ciało możemy wyliczyć jako pole figury znajdującej się pod prostą na wykresie prędkości od czasu v(t) możemy przystąpić do wyprowadzenia wzorów na drogę (s). W przypadku, gdy ciało porusza się z prędkością początkową v0,zwalnia z opóźnieniem i zatrzymuje się z prędkością końcową równa zero (vk=0), figura powstała pod prostą jest trójkątem , którego podstawą jest czas trwania ruchu - t, a wysokością zmiana prędkości (Dv=v0-vk), więc: a skoro v=at to podstawiając do wzoru:

30. Ważne Definicje: • Średnia wartość prędkości (średnia szybkość) ciała jest równa przebytej przez nie drodze S podzielonej przez czas t, w którym tę drogę ciało przebyło: • Średnia prędkośćciała jest równa jego przemieszczeniu , podzielonemu przez czas Δt, w którym to przemieszczenie nastąpiło: • Prędkość chwilowaciała jest to stosunek przemieszczenia do czasu, w którym ono nastąpiło, mierzony w minimalnym odstępie czasowym.

31. Ruch jednostajny po okręgu • Jeżeli ciało w ruchu po okręgu przebywa jednakowe odcinki łuków w jednakowych odstępach czasu, to mówimy, że mamy do czynienia z ruchem jednostajnym po okręgu.Przykładami takiego ruchu mogą być: ruch wentyla na kole roweru poruszającego się ruchem jednostajnym, ruch na karuzeli, ruch jakiegoś punktu na kuli ziemskiej, ruch satelity itd.

32. Michał, Adam i Andrzej opracowali planszę z podstawowymi wielkościami i jednostkami opisujące ruch

33. Stosowanie wiedzy w praktyce. Liczymy zadania.

34. Karola z Klaudią prezentują różne rodzaje ruchu w przyrodzie

35. Kinematyka jest nie tylko trudna, ale i męcząca Sztafeta uczestników projektu Gosia: „Kto pobiegnie pierwszy…?” Andrzej pokonuje opory ruchu.

36. „Bawimy się” na stadionie. Dziewczyny na drugiej zmianie Adam wbiega na prostą.

37. Ruch jako aktywność fizyczna Mecz w koszykówkę; integracja grupy. Było bardzo męcząco i gorąco.

38. Mieliśmy również zajęcia stacjonarne Joanna oblicza zadanie z zakresu kinematyki. Celem końcowym jest narysowanie wykresu ruchu ciała.

39. Przeliczamy jednostki prędkości. Małgorzata i matematyka.

40. Zamiana jednostek.

41. Wyznaczanie prędkości średniej trasy wycieczki na górę Bismark o długości 4.5 km,, Etap 1.- szybki marsz Mierzenie czasu przejścia etapu

42. Etap 2. - bieg.

43. Pokonywanie kolejnych odcinków trasy Etap 3. – Powolny marsz. Obserwacja przyrody.

44. Opory ruchu- pójście „pod górkę” Ostatni etap trasy. Natura blisko nas.

45. Góra Bismark- Cel naszej wycieczki. Potocznie nazywana „Górą Konwaliową”

46. Trasa wycieczki.Wyznaczenie prędkości średnich na kolejnych odcinkach drogi.

47. Szczegółowa trasa wycieczki

48. Eksperyment Galileusza (rok 1600) – spadek swobodny ciał o różnej masie • Arystotelestwierdził, że ciało spada na ziemię tym szybciej, im jest cięższe. Aż do późnych lat XVI wieku było to bardzo popularne mniemanie. Może nam to uzmysłowić, jak bardzo zaniedbywano w okresie średniowiecza fizykę doświadczalną, skoro nadal opierano się na błędnej w tym wypadku wiedzy starożytnych Greków (klasycyzm – powtarzana była teoria, lecz bez empirycznej weryfikacji). Dopiero Galileusz przeciwstawił się temu twierdzeniu, stawiając na szali cały swój autorytet i stanowisko dziekanakatedrymatematyki na Uniwersytecie w Pizie.  • Zrobił to w dość spektakularny sposób: zrzucał mianowicie kule o różnych masach z Krzywej Wieży w Pizie i mierzył czas ich spadania. W tym samym czasie upuścił z wieży 2 kule: ciężką kulę armatnią o wadze 80 kg i znacząco lżejszą kulkę muszkietową o wadze 200 g. Oba ciała (które miały podobną formę) dosięgnęły ziemi w tym samym momencie.

49. Spadanie ciał • Udowodnił więc, że czas ich opadania jest dokładnie taki sam (przy zaniedbaniu nieznacznego w tym przypadku efektu wynikłego z oporupowietrza). Dowód ten stanowi jedną z podwalin mechaniki klasycznej, a historia ta stanowi jeden z elementów folkloru naukowego. Pokazuje też, że w nauce wyniki eksperymentu są zawsze ważniejsze niż autorytet nawet najbardziej uznawanego i poważanego człowieka.

50. Galileusz ojcem fizyki doświadczalnej Galileo Galilei (1564-1642 Krzywa wieża w Pizie http://pl.wikipedia.org/wiki/Krzywa_Wie%C5%BCa_w_Pizie