Γνωριμία με το Interactive Physics

Το Interactive Physics είναι ένα λογισμικό προσομοίωσης που διαθέτει το Υπουργείο Παιδείας στα Γυμνάσια και Λύκεια της χώρας μας. Σχετίζεται άμεσα με το αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση και συμβάλλει στην εξοικείωση των μαθητών με το μάθημα της Φυσικής.

Με τις προσομοιώσεις οι μαθητές μπορούν γρήγορα και εύκολα να κατανοήσουν αφηρημένες επιστημονικές έννοιες και να διαμορφώσουν ορθή αντίληψη για τα φυσικά φαινόμενα.

1^ο Κεφ. Ευθύγραμμες Κινήσεις

Στο πρώτο κεφάλαιο της φυσικής Α? Λυκείου μελετούμε τις ευθύγραμμες κινήσεις. Η Ευθύγραμμη Ομαλή Κίνηση (ΕΟΚ) είναι το πρώτο είδος κίνησης με το οποίο έρχονται σε επαφή στο μάθημα της Φυσικής.

(Κάνε κλικ στην παραπάνω εικόνα, ώστε να κατεβάσεις ή να τρέξεις την προσομείωση).

Με τη βοήθεια της παραπάνω προσομοίωσης μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι :

1. 1.Το κινητό σε ίσους χρόνους διανύει ίσες μετατοπίσεις, μελετώντας τις αποστάσεις των ιχνών του κάθε κινητού.

1. 2.Η κλίση της ευθείας στο διάγραμμα θέσης ? χρόνου δίνει τη σταθερή ταχύτητα του κινητού, μελετώντας το διάγραμμα θέσης ? χρόνου για τα δύο κινητά.

1. 3.Στο διάγραμμα ταχύτητας ? χρόνου το εμβαδό που περικλείεται από τη γραφική παράσταση της ταχύτητας και του άξονα των χρόνων είναι ίσο αριθμητικά με τη μετατόπιση του κινητού, αλλάζοντας τους μεταβολείς ταχύτητας που υπάρχουν στην προσομοίωση για τα δύο κινητά και μελετώντας τα αντίστοιχα διαγράμματα ταχύτητας ? χρόνου που προκύπτουν.

Στη συνέχεια έρχεται η ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση, στην οποία η ταχύτητα του κινητού μεταβάλλεται με σταθερό ρυθμό. Οι μαθητές με τη βοήθεια της παρακάτω προσομοίωσης μπορούν να εξοικειωθούν με την ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση, με την ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση και με τον συνδιασμό των δύο κινήσεων αλλάζοντας τους μεταβολείς ταχύτητας και επιτάχυνσης.

Από την προσομοίωση μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι :

1. 1.Το κινητό σε ίσους χρόνους διανύει διαφορετικές μετατοπίσεις, μελετώντας τις αποστάσεις των ιχνών του κινητού.

1. 2.Η κλίση της ευθείας στο διάγραμμα ταχύτητας ? χρόνου δίνει τη σταθερή επιτάχυνση του κινητού.

1. 3.η μορφή του γραφήματος της θέσης του κινητού σε συνάρτηση με τον χρόνο για την ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση είναι παραβολική και να τη συγκρίνουμε με το αντίστοιχο στην ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση. Αυτό είναι ένα ιδιαίτερο δύσκολο σημείο, που τις περισσότερες φορές δεν μπορούν να κατανοήσουν εύκολα οι μαθητές. Συνιστούμε, επίσης, να δοκιμάσετε την κίνηση με αρχική ταχύτητα 10 m/s και αρνητική επιτάχυνση ? 2 m/s.

Με τη βοήθεια της επόμενης προσομοίωσης μπορούμε να εκτελέσουμε ένα πείραμα, όπως αυτό περιγράφεται στη σελίδα 92 του σχολικού βιβλίου στον Πίνακα της δραστηριότητας, για τον υπολογισμό της μέσης επιτάχυνσης της σφαίρας.

Ακολουθεί η άσκηση 11 του σχολικού βιβλίου σε προσομοίωση, όπου τα δύο κινητά την χρονική στιγμή t = 0 βρίσκονται στο ίδιο σημείο. Ο κύκλος εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση, με σταθερή ταχύτητα 3 m/s και το τετράγωνο ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση, χωρίς αρχική ταχύτητα, με επιτάχυνση 0,5 m/s² μέχρι τα 10 δευτερόλεπτα και μετά με σταθερή ταχύτητα.

Τέλος, ακολουθεί μια άλλη προσομοίωση με δύο κινητά τα οποία έχουν τη δυνατότητα να εκτελούν οποιαδήποτε κίνηση, κινούμενα και στις δύο κατευθύνσεις. Αλλάζοντας την ταχύτητα και την επιτάχυνση του κάθε κινητού, έχετε την δυνατότητα να επιλύσετε πολλές διαφορετικές ασκήσεις.

Λάμπρου Κωνσταντίνος

Οκτώβριος 2012