איך מלמדים פיזיקה?

מכיוון שפיזיקה כוללת כל כך הרבה מתמטיקה, חשוב לכסות נושאים כמו אלגברה וגיאומטריה לפני שמתמודדים עם הפיזיקה.

עבור סטודנטים רבים הפיזיקה נראית כמו נושא מרתיע ובלתי נגיש. אבל, אם אתה יכול להסביר שפיזיקה נועדה לעזור לנו להבין כיצד היקום עובד, אתה יכול לעזור לתלמידים שלך להרגיש יותר בנוח ולהתרגש ללמוד אותו. כדי להשתתף בכיתה שלך, הדגימי ביטויים מתמטיים מופשטים בעזרת עזרים חזותיים ודוגמאות מעשיות במידת האפשר. להקדמה בסיסית, סקור מושגים בסיסיים, כמו השיטה המדעית, ואז סקר נושאים כמו תנועה, כוח, עבודה ואנרגיה.

חלק 1 מתוך 4: הכנסת מושגי יסוד

1
הגדירו את הפיזיקה כחקר החומר בתנועה. למרות שקשה להגדיר פיזיקה, הסבר מה התלמידים שלך ילמדו בכיתה יכול להיות נקודת התחלה טובה. אמור לתלמידים שלך שפיזיקה שואפת לתאר את ההיבטים הבסיסיים ביותר, או הבסיסיים ביותר, ביקום. פיזיקאים מנסים להבין את החומר ואת הכוחות השולטים בתנועתו.
- ציין כי הפיזיקה היא אחד התחומים האקדמיים העתיקים ביותר ונובעת מהצורך הבסיסי של האנושות להבין כיצד פועל היקום.
- אתה יכול גם להעלות את ההשפעות של המשמעת על חיי האדם. הסבירו שגילויים בפיזיקה הובילו להישגים מהסמארטפונים בכיסם לטכנולוגיה גרעינית.
- חיבור פיזיקה לכוננים אנושיים בסיסיים ודיון בהשפעותיה על החיים יכול לעזור לתלמידים שלך להתייחס לדיסציפלינה ולמטרותיה.
2
סקור את השיטה המדעית. ככל הנראה התלמידים שלך למדו קורסים אחרים במדע, אך זה עוזר להסביר כיצד השיטה המדעית עובדת בפיזיקה. התחל ברשימת שלבי השיטה המדעית: תצפית, שאלת שאלה, גיבוש השערה, בדיקת ההשערה, ניתוח הנתונים וגיבוש מסקנה.
- הזכר לתלמידים שלך כי השערה מנסה לענות על השאלה לגבי מה שנצפה. למשל, אדם עשוי להתבונן כי הדברים נופלים על הקרקע, ולתהות אם כל החפצים נופלים באותו קצב. הם משערים כי חפצים נופלים בקצב שונה, ומבצעים ניסויים כדי לבדוק את טענתם.
- נניח שבתחילה נראה כי ההשערה שלהם בדוגמה זו נכונה. הם מפילים נוצה וסלע, ורואים את האובייקטים נופלים בקצב שונה. עם זאת, כאשר הם מהווים התנגדות האוויר, הם מוצאים כי כל האובייקטים על פני כדור הארץ נופל בשיעור של כ 9,8 m / s ².
- הסבירו שפיזיקאים משתמשים בביטויים מתמטיים כדי לבטא את השערותיהם. הם משתמשים במתמטיקה כדי לשער על תנועת אובייקט או על כוח בסיסי.
3
דון ביחידות המידה של SI. אמור לתלמידים שלך שהמדעים משתמשים בשבע יחידות מדידה סטנדרטיות הנקראות SI (מערכת מערכת בינלאומית או מערכת בינלאומית). יחידות אלה נגזרות מקבועים טבעיים ועוזרות להבטיח שהמדידות מדויקות ותקניות. יחידות הבסיס הן:
- המונה (מ ') המודד אורך.
- הקילוגרם (ק"ג), או יחידת המסה.
- השנייה (ים), המודדת משך זמן.
- אמפר (A), המודד זרם חשמלי.
- הקלווין (K), היחידה לטמפרטורה.
- השומה (mol) המודדת את כמות החומר, או את מספר החלקיקים האלמנטריים באובייקט.
- הקנדלה (cd) המודדת את עוצמת האור.
4
הראה לתלמידים שלך כיצד לפתור משתנים. אם התלמידים שלך כבר עברו קורסים באלגברה, הזכר להם שהם ישתמשו בנוסחאות כדי למצוא כמויות או משתנים לא ידועים. לתלמידים שאין להם בסיס יציב באלגברה, עיין כיצד לעבוד עם משתנים ידועים ובלתי ידועים באמצעות משוואות.
- אמור לתלמידים שלך שהם ילמדו מגוון משוואות הכוללות משתנים שונים, או אותיות העומדות על כמויות מדודות. הם יכירו כמה משתנים ויהיה עליהם לפתור עבור אחרים. המשוואות מבטאות קשרים מתמטיים, המאפשרים להם להשתמש בערכים שהם מכירים כדי למצוא משתנה לא ידוע.
- הנוסחה למהירות היא נחמדה ופשוטה, ולכן זו דרך נהדרת להציג משוואות פיזיקה. כתוב "s = d / t" על הלוח, ואמר, "זו הנוסחה למצוא מהירות. אם אני יודע d, או מרחק, ו- t, או זמן, אני יכול לחלק את d ל- t כדי למצוא s."
- ואז המשך, "אני יכול לעבד מחדש את המשוואה הזו בהתאם למשתנים הידועים והלא ידועים שלי. נניח שאני מכיר את המשתנים s ו- t, אבל צריך למצוא את d." כתוב "s = d / t", על הלוח ואז "2 = d / 5" מתחתיו. אמור "למהירות, מרחק וזמן יש מערכת יחסים. אם אני מכפיל 2, או זמן, ב -5, או מהירות, אני יכול למצוא מרחק, או 10. אם אני נוסע ב -2 מטר לשנייה במשך 5 שניות, נסעתי 10 מטר. "
5
הקשר את הדוגמאות שלך. לעיתים קרובות התלמידים מגלים שהם מבינים טוב יותר את מושגי הפיזיקה כאשר הם יודעים כיצד מושגים אלה קשורים לעולם האמיתי. לדוגמה, אתה יכול להשתמש ברכבות הרים כדי להסביר אנרגיה פוטנציאלית וקינטית, או נדנדות כדי להדגים דינמיקה סיבובית.
- מתן דוגמאות ברורות כשאתה מציג מונחים לא רק עוזר לתלמידים שלך להבין את דבריך כרגע, זה יעזור להם להתייחס לדוגמאות מורכבות יותר למושגים אלה ככל שהם יגיעו יותר לקורס שלך.

למרות שקשה להגדיר פיזיקה, הסבר מה התלמידים שלך ילמדו בכיתה יכול להיות נקודת התחלה טובה.

חלק 2 מתוך 4: כיסוי קינמטיקה בסיסית

1
התחל בהצגת כמויות סקלריות וקטוריות. ספרו לתלמידים שתארו תנועה חד ממדית, או תנועה בכיוון אחד, היא המשימה הבסיסית ביותר בפיזיקה. ביטויים כמו "ללכת מהר" ו"להאט "מתארים תנועה, אך הם אינם מדויקים במיוחד. הסבירו שבפיזיקה משתמשים בכמויות מתמטיות הנקראות סקלר וקטורים לתיאור מדויק של תנועת האובייקט.
- הגדירו את הסקלר כמידות המתארות גודל בלבד, כמו מהירות אובייקט או מרחק. הציע דוגמאות לכמויות סקלריות, כגון מרחק של 20 מ ', מהירות של 10 מ' לשנייה ומסה של 100 גרם. הבהיר כי מספרים אלה הם סקלריים מכיוון שהם אינם נותנים מידע על כיוון.
- הסביר כי, בניגוד, וקטורים מתארים הוא גדל וכיוון, כגון מהירות של 40 צפונה m / s, אצה של 9,8 M / S ² כלפי מטה, או עקירה של 25 ממערב מטר.
- נסה לגלגל מכונית צעצוע קדימה, ואמר, "המכונית הזו נעה 5 מ 'לשנייה מערבה. האם זה וקטור או סקלר?" ואז שרטטו 2 מלבנים על הלוח, חברו אותם עם חץ שכותרתו "10 מ '", ואמרו: "הלבנה הזו עברה 10 מ'. אנחנו לא יודעים לכיוון שאליו היא נעה. האם זה וקטור או סקלרי? "
2
תרגל נוסחאות פשוטות על ידי דיון במהירות ובמרחק. הזכר לכיתה שלך שמהירות ומרחק הם כמויות סקלריות, מכיוון שהם לא נותנים מידע על הכיוון. הסבירו כי המהירות היא המרחק שעבר אובייקט בפרק זמן נתון. הראה לתלמידים שלך כיצד הנוסחה s = d / t מבטאת קשר זה.
- לדוגמא חזותית מועילה, קח צעד בגודל מטר תוך כדי ספירה של שנייה אחת. תגיד, "נסעתי מטר בשנייה אחת. המהירות שלי הייתה מטר לשנייה."
- ואז הזיז מכונית צעצוע ואמר, "המהירות שווה מרחק מעל, או חלקי הזמן. נניח שמכונית זו עברה 2 מטר בשנייה אחת. בואו נמלא את הנוסחה s = d / t, אז s = 2 m / 1 s. מהירות המכונית היא 2 מ / ש. אם היא נסעה 120 מ 'תוך 3 שניות, s = 120 מ' / 3 ש ', או 40 מ' לשנייה. "
- הזכר לתלמידים שהם יכולים להעיף את הנוסחה כדי למצוא משתנים חסרים אחרים. אם הם יודעים שהמהירות הקבועה של המכונית היא 2 מ 'לשנייה, והיא נוסעת במשך 130 שניות, הם יכולים להשתמש בנוסחה d = st כדי למצוא את המרחק שהיא עברה: d = (2) (130) = 260 מ'.
3
למדו את תלמידיכם כיצד לקבוע מהירות. ספר לתלמידים שלך שמהירות היא וקטור, מכיוון שהיא מתארת את מהירות האובייקט ואת כיוון התנועה שלו. כדי לעזור לתלמידים שלך לראות כיצד עובדת המהירות, הזז את מכונית הצעצוע שלך אחורה וקדימה כדי לייצג תנועה לכל כיוון. על הלוח, כתוב את הנוסחה v _f = v _i + at, כאשר v _f הוא מהירות סופית, v _i הוא מהירות ראשונית, a הוא תאוצה, ו- t הוא זמן.
- אם המהירות ההתחלתית של מכונית היא 4 מ 'לשנייה מערבית והיא מאיצה ב -3 מ' לשנייה באותו כיוון למשך 5 שניות, המהירות הסופית שלה היא (4) + (3) (5), או 19 מ 'לשנייה. w.
- הדגש כי המהירות היא מרחק הנסיעה לאורך זמן, אך המהירות היא הקצב שבו האובייקט משנה את מיקומו. לדוגמה, אם הלכת קדימה 2 מטר במהירות של 1 מ 'לשנייה, ואז חזרת לאותה נקודה באותה מהירות, המיקום שלך לא השתנה. מכיוון שמיקומך לא השתנה בתנועה זו, המהירות שלך היא 0 מ 'לשנייה.
4
הגדר תאוצה כקצב השינוי במהירות. הסבירו כי האצה היא קצב השינוי במהירות לאורך פרק זמן נתון. זה וקטור, מכיוון שהוא נותן כיוון לתנועה. כתוב את המשוואה a = Δv / Δt, על הלוח, ושימו לב כי Δv (או v _f - v _i) הוא שינוי המהירות, ו- Δt (או t _f - t _i) הוא משך הזמן.
- למשל, אם מכונית מאיצה מ 5 מ / ש ל 8 מ / ש ב 3 שניות, התאוצה הממוצעת שלה שווה (8-5) / (3), או 1 מ / ש ².
- ציין כי על כדור הארץ תאוצת הכבידה היא 9,8 מ '/ שנייה ². הסבירו ש- m / s ² פירושו מטרים לשנייה לשנייה. משמעות הדבר היא שאובייקט נופל מאיץ (או משנה את מהירותו ההתחלתית) 9,8 מ / ש בכל שנייה: 9,8 מ / ש בשנייה אחת, 19,6 מ / ש בשתי שניות, 29,4 מ / ש ב 3 שניות, וכן הלאה.
5
הסבר כיצד לחשב תזוזה. ספרו לתלמידים כי עקירה הוא המרחק ואת הכיוון של תנועה של אובייקט לאורך קו ישר. הראה להם את הנוסחה d = v _i t + 0,5 at ², ואמר ש- v _i הוא מהירות ראשונית, a הוא תאוצה ו- t הוא זמן.
- כדי לעזור לתלמידים שלך לראות כיצד עקירה עובדת, הזז את מכונית הצעצוע שלך ואמר, "המהירות של המכונית הזו היא 5 מ '/ ש' קדימה, והיא מאיצה ב -2 מ / ש / ש (מטר לשנייה לשנייה או m / s ²) לאורך 3 שניות. "
- כתוב את המשוואה על הלוח: d = (5) (3) + 0,5 (2) (3) ², או 15 + 9. תזוזה שווה 24 מ 'קדימה.
6
הוסף לשיעור תנועה דו מימדית. צייר קווים אנכיים ואופקיים המצטלבים כדי ליצור צורה גדולה "+". אמור לתלמידים שלך שזה גרף XY. הסבירו כי הקו האנכי, או y, הוא תנועה כלפי מעלה ומטה, וציר ה- x הוא תנועה אחורה וקדימה.
- אמור, "תנועה דו מימדית, או תנועה בשני כיוונים, כוללת 2 חלקים עצמאיים, המכונים 'רכיבים'. נניח שאני מושך את הרצועה של הכלב שלי כלפי מעלה ואחורה (ציור קו אלכסוני בגרף כדי לייצג את הרצועה). הווקטור הזה עשוי משני חלקים, או מהרכיב כלפי מעלה ומרכיב לאחור. חלקים אלה נפרדים ועצמאיים זה מזה. "
- עכשיו צייר תותח על קצה צוק. צייר כדור תותח שהושק אופקית ב -20 מ 'לשנייה, והוסף נקודות המייצגות את הכדור תוך כדי תנועה קדימה ומטה בקו מעוגל. ספר לתלמידים שלך שהרכיבים האנכיים והאופקיים הם תנועות עצמאיות.
- אמור, "על פני כדור הארץ, כוח המשיכה גורם לאובייקטים ליפול בקצב של כ- 9,8 מ / ש. משמעות הדבר היא המהירות האנכית של כדור התותח, או ש- _y גדל בכ- 9,8 מ / ש כלפי מטה בכל שנייה. בשנייה אחת, v _y = 9,8 m / s כלפי מטה, ב -2 שניות v _y = 19,6 m / s למטה, וב -3 שניות הוא נע 29,4 m / s כלפי מטה. אם אין כוחות אופקיים הפועלים על כדור התותח, האופקי שלו מהירות, או v _x נשאר קבוע ב- 20 m / s. "
7
הראה לתלמידים שלך כיצד לחשב את רכיבי הווקטור. שרטט קו אלכסוני שמצביע מעלה ימינה על הגרף בזווית של 60 מעלות. תייג אותו "v = 50 m / s", ואמר לתלמידים שלך שזה מייצג את התנועה כלפי מעלה וקדימה של כדור תותח. כעת צייר מלבן סביב הקו האלכסוני כך שקודקוד השמאלי התחתון של המלבן נמצא בקצה אחד של הקו, וקודקודו הימני העליון נמצא בקצה השני.
- כתוב "60°" בזווית שבין הקו האלכסוני, או הווקטור, לקו האופקי התחתון של המלבן. הסבר כי, "זווית זו יכולה לעזור לנו למצוא את המהירות האופקית של כדור התותח (הצבע על תחתית המלבן) ואת המהירות האנכית (הצבע לצד ימין של המלבן)."
- הראה לתלמידים שלך כי קוסינוס וסינוס הם יחסים בין זוויות ומשולש ימין. הצביע על זווית ה -60° ואמר, "היחסים בין זווית זו, הקו האלכסוני או ההיפוטנוזה, לבין הקווים האופקיים והאנכיים יכולים לעזור לנו למצוא משתנים לא ידועים.
- אנו יודעים את המהירות, או שהקו האלכסוני הוא 50 מ 'לשנייה 60 מעלות האופק. כדי למצוא את הקו האופקי, או v _x, נכפיל את הקו האלכסוני בקוסינוס הזווית. משמעות הדבר היא v _x = (50 m / s) (cos60°). הקוסינוס של 60° הוא 0,5, אז v _x = 25 m / s קדימה. "
- לאחר מכן, הסבר כיצד למצוא את הרכיב האנכי. הצביעו על הקו האנכי ואמרו, "כדי למצוא ערך זה, או את הרכיב כלפי מעלה בתנועת האובייקט, נכפיל את הסינוס של זווית 60° במהירות האובייקט: v _y = (50 m / s) (sin60°), או כ- 43 מ 'לשנייה כלפי מעלה. "

ספרו לתלמידים שתארו תנועה חד ממדית, או תנועה בכיוון אחד, היא המשימה הבסיסית ביותר בפיזיקה.

חלק 3 מתוך 4: הסבר על כוח, עבודה ואנרגיה

1
דון בכוחות ובחוקי ניוטון. ספר לתלמידים שלך שחוקי התנועה של ניוטון הם היסוד לפיזיקה הקלאסית. הם מסבירים את היחסים בין אובייקט לבין הכוחות הפועלים עליו. ציין כי בדוגמאות קודמות הם חישבו את התנועה הליניארית של המכונית, אך כעת עליהם להסביר את הכוחות השולטים כיצד היא נעה.
- חוק התנועה הראשון, או חוק האינרציה, קובע כי כל אובייקט בתנועה יישאר בתנועה באותה מהירות ובאותה כיוון אלא אם כן פועל עליו כוח אחר. אמור, "דמיין לעצמך פאוקי הוקי שמתגלגל על קרח. כוח החיכוך מאט את הפאק, כך שהוא לא ייסע לנצח. אם הקרח היה ללא חיכוך לחלוטין, הפאק היה נשאר בתנועה."
- החוק השני של ניוטון קובע כי הכוח הפועל על אובייקט קובע את שינוי המומנטום שלו. חוק זה נותן לנו את המשוואה F = m / a, בה נוכל למצוא את גודל הכוח. F הוא כוח (נמדד בניוטונים), m הוא המסה של האובייקט, ו- a הוא התאוצה שלו. גלגל את מכונית הצעצוע שלך קדימה, ואז תן לה דחיפות נוספות קדימה ואחורה. ספר לכיתה שהחוק השני מסביר כיצד הכוחות לאחור וקדימה משנים את תנועת המכונית.
- החוק השלישי קובע שלכל פעולה יש תגובה שווה והפוכה. אמור, "אם דרך מפעילה כוח חיכוך על צמיגי המכונית, צמיגי המכונית מפעילים חיכוך גם על הכביש. כשאתה יושב על כיסא, אתה מפעיל עליו כוח כלפי מטה, והוא מפעיל עליך כוח כלפי מעלה."
2
הסבירו שעבודה היא פעולה של כוח. אמור לתלמידים שלך שעבודה היא מה שעושה כוח, או כמה שהוא מזיז אובייקט. עבודה מעבירה אנרגיה מחפץ אחד לאחר. יש צורך באנרגיה על מנת שאובייקט אחד ינוע, יחמם או ישפיע על אחר.
- כתוב את הנוסחה W = fd cosθ על הלוח, שם W הוא עבודה, F הוא כוח, d הוא תזוזה, ו- cosθ הוא הקוסינוס של הזווית בין כיוון הכוח לכיוון התנועה של האובייקט. ציין כי יחידת המדידה לעבודה היא ג'ואלים, שהם ניוטון אחד של כוח המופעל על מטר אחד, או 1 N כפול 1 מ '.
- שים לב שאם כיוון הכוח וכיוון תנועת האובייקט זהים, הזווית ביניהם היא 0° וקוסינוס 0 הוא 1.
- כדי להציע דוגמה, אמור, "נניח שאדם דוחף מכסחת דשא בזווית של 60° כלפי מטה בכוח של 900 N, והם דחפו את מכסחת הדשא 30 מ '. כדי לחשב עבודה, הזן את המשתנים למשוואה (כתוב אותם על הלוח): W = (900) (30) (cos60°). הקוסינוס של 60° הוא 0,5, אז W = (27000) (0,5), או 13500 J. "
3
הראה לתלמידים כיצד לחשב אנרגיה קינטית. הסבירו כי אנרגיה היא היכולת לעשות עבודה, וישנן שתי צורות. אמור להם שאנרגיה פוטנציאלית היא אנרגיה מאוחסנת, ואנרגיה קינטית היא האנרגיה של גוף נע. לדוגמא, אם אתה נמצא בראש גבעה, יש לך יותר אנרגיה פוטנציאלית מאשר בתחתית. אם אתה מתגלגל במורד הגבעה, אתה ממיר את האנרגיה הפוטנציאלית שלך לתנועה.
- כשאתה כותב את הנוסחה על הלוח, אמור, "כדי לחשב אנרגיה קינטית, הנמדדת בג'אול, השתמש בנוסחה KE = 0,5mv ^2. ה- m מייצג מסה ו- v הוא מהירות. נניח כדור באולינג שמשקלו 5 ק"ג מתגלגל ב -3 מ / ש. חבר את המשתנים למשוואה כדי למצוא את האנרגיה הקינטית שלו: KE = 0,5 (5) (3) ², או 16 J. "
4
ספק דוגמאות לאנרגיה פוטנציאלית. הראה לתלמידים שלך קפיץ או רצועה אלסטית, מותח אותם והסבר שהוא אוגר אנרגיה פוטנציאלית אלסטית. תגיד להם שאובייקט מעופף, לעומת זאת, אוגר אנרגיה פוטנציאלית של כוח משיכה. אם היא נופלת, היא ממירה את האנרגיה הפוטנציאלית הזו לאנרגיה קינטית.
- כדי לחשב אנרגיה פוטנציאלית אלסטית, או אנרגיה המאוחסנת בקפיץ, כתוב על הנוסחה את הנוסחה U = 0,5kx ². הסבירו שק 'מתייחס לנוקשות הקפיץ, או לקבוע הקפיץ שלו, ו- x הוא עד כמה הוא נמתח. לדוגמא, אם נמתח קפיץ בעל קבוע קפיץ של 10 N / m 1 מ ', האנרגיה הפוטנציאלית שלו היא 0,5 (10) (1) ², או 25 J.
- כדי למצוא את אנרגיית הכבידה הפוטנציאלית (על פני כדור הארץ), הראה להם את הנוסחה U = mgh, כאשר m הוא מסת האובייקט, g הוא קבוע הכבידה של כדור הארץ (9,8 m / s ²), ו- h הוא גובה האובייקט. תגיד להם, "נניח שטונר שוקל 2 ק"ג ועף בגובה 100 מ '. אנרגיית הפוטנציאל הכבידתי שלו שווה (2) (9,8) (100), או 1960 J."

ככל הנראה התלמידים שלך למדו קורסים אחרים במדע, אך זה עוזר להסביר כיצד השיטה המדעית עובדת בפיזיקה.

חלק 4 מתוך 4: ביצוע פעילויות מעשיות

1
השתמש במיכל ואקום כדי להראות שכוח המשיכה קבוע. התחל על ידי הטלת סלע קטן ונוצה באותו הגובה. שאל את הכיתה שלך מי ייפול מהר יותר לקרקע. לאחר המבחן הראשון, הניחו את הנוצה והסלע במיכל אטום ואקום, הפכו אותו והראו לתלמידים כיצד החפצים נופלים באותו הקצב.
- אמרו לתלמידים שלכם, "מחוץ למיכל הוואקום, הנוצה לא נופלת לאט יותר מכיוון שהיא שוקלת פחות מהסלע. לנוצה יש יותר שטח פנים ומתנגשת עם חלקיקי אוויר. זה נקרא עמידות באוויר, ואם תסירו האוויר, האובייקטים נופלים באותו קצב. "
- מכיוון שהוא כה מנוגד לאינטואיציה, זהו ניסוי היכרות טוב, במיוחד עבור תלמידים צעירים. זה יכול לעזור להם לראות כמה משתנים מעורבים בתנועה ובכוח.
2
זרוק כדורים בזוויות שונות כדי לחקור וקטורים ופרבולות. ראשית, אתה או סטודנט תשליך כדור בזווית של 15 מעלות, או מקביל ככל האפשר לקרקע. ואז זורק את הכדור בזווית של 45 מעלות ולבסוף זורק אותו גבוה, אבל לא ישר למעלה, או בזווית של 75 מעלות. יש לסמן תלמיד בו נוחתים כדורים שנזרקים בזוויות רדודות, בינוניות ותלולות.
- לפני שזורקים את הכדורים ומסמנים מרחקים, בקשו מהתלמידים לנבא כיצד כדורים שנזרקים בכל זווית יעברו. הם יכולים לענות מילולית או לכתוב את תשובותיהם על ידיון.
- בקש מהתלמידים שלך להתבונן מקרוב בכדורים בזמן שהם נזרקים. הצגת קטעי וידאו בהילוך איטי של כדורים שנזרקים יכולה גם להועיל. הצביע על הצורה המעוקלת של מסלולי הכדורים, ותייג את המונח "פרבולה".
- הסבירו, "כדורים שנזרקים בזוויות בינוניות בדרך כלל עוברים הכי רחוק. כוח הכבידה מושך את הכדורים שנזרקים בזוויות רדודות מטה מוקדם יותר, כך שלא יהיה להם זמן לנסוע רחוק. כדורים שנזרקים גבוה יותר מוציאים יותר אנרגיה כנגד כוח הכבידה מאשר הם נוסעים קדימה."
- זרוק את הכדורים הכי חזק שאתה יכול, כך שכוח הזריקה יישאר עקבי יחסית. לשיעור בונוס, השתמש בסוגים שונים של כדורים, כדורי בייסבול וכדורי וויפל, כדי לחקור כיצד הצורה, המשקל והגרירה משפיעים על התוצאות.
3
להפגין תנועה, כוח וחיכוך באמצעות גלגיליות או סקייטבורד. כדי להתחיל, אתה או מתנדב תעמוד על סקייטבורד או תלבשי גלגיליות. בקשו מהתלמידים בתורנות לדחוף ולמשוך את המחליק מעל משטחים שונים ודרגות כוח שונות.
- מדוד כמה רחוק דחיפה שולחת את המחליק מעל מדרכה מחוספסת ומלאת גושים. שימו לב עד כמה דחיפה של אותו כוח שולחת את המחליק מעל משטח חלק. תנו למחליק דחיפה או משיכה עדינים כשהם כבר מתקדמים קדימה.
- תגיד לכיתתך, "חיכוך מאט את תנועת המחליק, גם אם אותו כוח הופעל. כאשר הם נעים קדימה, דחיפה קדימה מגבירה את תנועתם קדימה."
- וודא שהמחליק חובש קסדה ורפידות, והורה לתלמידים שלך למשוך או לדחוף בעדינות ובאטיות. קעקוע יכול לעזור למחליק להישאר על הרגליים. אם אתה חושש מפציעות מקריות, השתמש בסקייטבורד ללא רוכב או עגלה.
- לשיעור בונוס, יש להחליק על המחליק ספרים או למקם חפצים בעגלה. ציין שכפי שהחוק השני של ניוטון קובע, אותו כוח המופעל על עצמים עם פחות מסה גורם להם לנסוע רחוק יותר
4
ערכו את הניסוי הקלאסי לטיפת ביצים. ספק שקיות ניילון, סרט, צינורות קרטון, נייר עטיפה, נייר, קש וחומרי ריפוד אחרים. בקשו מקבוצות תלמידים לבנות מעטפות מגן לביצה, ואז זרקו את הביצים מחלון בן קומה אחת או מנחת מדרגות.
- שקול להכין מארז מגן משלך עם ריפוד קל משקל סביב הביצה ומצנח בנוי היטב, למקרה שאף אחת מהקבוצות לא תיצור עיצוב מוצלח.
- הצביעו כיצד מצנח מוריד את קצב הירידה, והסבירו שהביצה ממירה אנרגיה פוטנציאלית לאנרגיה קינטית עם נפילתה.
- כתוב את הנוסחה לאנרגיה קינטית (KE = 0,5mv ²) ואמר, "מסה קטנה יותר ומהירות נמוכה יותר פירושה אנרגיה קינטית נמוכה יותר. המצנח מוריד את מהירות הביצה, וריפוד קל משקל מגן על הביצה, אך שומר על המסה הכללית נמוכה. "

הנוסחה למהירות היא נחמדה ופשוטה, ולכן זו דרך נהדרת להציג משוואות פיזיקה.

טיפים

מכיוון שפיזיקה כוללת כל כך הרבה מתמטיקה, חשוב לכסות נושאים כמו אלגברה וגיאומטריה לפני שמתמודדים עם הפיזיקה. אם אתה בבית הספר לילדים שלך, זכור זאת כשאתה מארגן את הקורסים שלהם.
אם אתה יכול לבחור ספר לימוד משלך, עבור עם ספר אחד עם הרבה דוגמאות חזותיות. במידת האפשר, השתמש בספר עם אנימציות נלוות (רצוי לזמין לסטודנטים ברשת) של מושגים כגון וקטורים ותנועת קליעה.
מבוא לפיזיקה מכסה מכניקה קלאסית, כוח, עבודה ואנרגיה. סטודנטים מתקדמים יותר עשויים לכסות נושאים כגון כוח צנטריפטרי, מומנט, גלים, נוזלים, תרמודינמיקה, אלקטרומגנטיות ואופטיקה.
פיזיקה יכולה להיות נושא מרתיע, במיוחד עבור תלמידים שמפחידים אותם במתמטיקה. השתמש בהרבה עזרים חזותיים ובדוגמאות מעשיות כדי לעזור להם לראות מה המשמעות של מספרים ומשוואות.
זה עשוי גם להיות מועיל להתייחס לפיזיקה לתחומי העניין שלהם על ידי אזכור המצאות ותגליות הקשורות לפיזיקה המשפיעות ישירות על חייהם.

קרא גם: איך כותבים בדיוני פלאש?