by 
Η παρουσίαση στην ημερίδα στο 4ο ΓΕΛ Κερατσινίου στις 6 / 5 / 2017
Παρανοήσεις στη διδασκαλία των ταλαντώσεων
Επειδή το να μοιράζεσαι πράγματα, είναι καλό για όλους…
Η παρουσίαση στην ημερίδα στο 4ο ΓΕΛ Κερατσινίου στις 6 / 5 / 2017
Παρανοήσεις στη διδασκαλία των ταλαντώσεων
Ένα απόσπασμα από τη σελίδα 3 της παρουσίασης
"Σε μια αρμονική ταλάντωση με εξίσωση χ=Αημ(ωt+φο) για την οποία δε γνωρίζουμε αν προκύπτει από συνισταμένη δύναμη ΣF=-Dx, συνεπώς δε μπορούμε να ξέρουμε αν είναι ΑΑΤ, δε δικαιούμαστε να χρησιμοποιούμε :
Α) Τη σταθερά επαναφοράς D, μέγεθος συνδεδεμένο με τη συνισταμένη δύναμη ΣF=-Dx
Β) Την αρχή διατήρησης της ενέργειας της ταλάντωσης, αφού σε αρμονικές ταλαντώσεις που προέρχονται από χρονο-εξαρτώμενες δυνάμεις η διατήρηση της ενέργειας του ταλαντωτή δεν έχει νόημα. Σε αρμονικές ταλαντώσεις από χρονο-εξαρτώμενες δυνάμεις, ο ταλαντωτής έχει μόνο κινητική ενέργεια, αφού η δυναμική προκύπτει από χωρο-εξαρτώμενη δύναμη .
Το παραπάνω αποτελεί συνηθισμένη παρανόηση των μαθητών, στην αρμονική ταλάντωση που εκτελούν οι στοιχειώδεις μάζες ελαστικού μέσου στο οποίο διαδίδεται εγκάρσιο αρμονικό κύμα, αλλά αυτό θα το συζητήσουμε στη συνέχεια στην εξαναγκασμένη αρμονική."
Περίπου ένα μήνα μετά, μια δυσάρεστη έκπληξη μας περίμενε….
Παρά το ότι ήμουν στο Κερατσίνι την ξαναδιάβασα.
Είναι πλούσια και χρειάζεται σημαντικά περισσότερη ώρα από 20 λεπτά.
Όντως πρόκειται για τέρα ιγκόγνιτα και γι' αυτό πολύτιμη παρουσίαση.
Να υποθέσω ότι η έκπληξη που δοκίμασες σχετίζεται με την σταθερά των Εξετάσεων;
Καλησπέρα Θοδωρή και καλή αρχή στις αναρτήσεις σου για τη νέα χρονιά!
(Αν και είχα την εντύπωση ότι την είχες βάλει…)
Γιάννη η έκπληξη δεν ήταν η διατήρηση ενέργειας ταλάντωσης στο κύμα;
Ναι. Την υπολόγιζε ως 1/2D.A.A.
Δεν είχα καταφέρει να έρθω … αλλά θυμάμαι ότι
-όταν την ανάρτησες –
εντυπωσιάστηκα με την συνοπτικότητα και την δύναμη των διαφανειών…
Καλά έκανες που την επανέφερες … και Ευχαριστούμε …
αλλά μάλλον δεν διαβάζουν ylikonet αυτοί που πρέπει
ή κάποιοι έχουν σοβαρό λόγο να δείχνουν πως δεν ασχολούνται με αυτά.
Στις εξαναγκασμένες ταλαντώσεις, στο σύστημα προσφέρεται συνεχώς ενέργεια με συχνότητα f μέσω της διεγείρουσας δύναμης. Η ενέργεια που προσφέρεται στο σύστημα αντισταθμίζει τις απώλειες και έτσι το πλάτος της ταλάντωσης διατηρείται σταθερό.
Αγαπητοί συνάδελφοι, συνήθως δεν παρεμβαίνω σε συζητήσεις σχολικής φυσικής, έχω πολλά χρόνια να διδάξω φυσική λυκείου, αλλά τώρα, καθώς διάβαζα το ppt του Θοδωρή, βγήκα από τα ρούχα μου διαβάζοντας το κείμενο που παραθέτω παραπάνω. Έτσι μπήκα στον πειρασμό να κάνω την παρέμβαση και θα ήθελα να ξέρω ποιοί θα συμφωνήσουν με τη θέση μου.
Ας υποθέσουμε ότι το σύστημα κάνει εξαναγκασμένες ταλαντώσεις όχι στη συχνότητα συντονισμού. Από το πείραμα ξέρουμε ότι το πλάτος θα είναι σταθερό.
Σύμφωνα με το συγγραφέα του βιβλίου, η σταθερότητα του πλάτους οφείλεται στις απώλειες, όπως ακριβώς συμβαίνει στη περίπτωση του συντονισμού. Σύμφωνα με τη φυσική που ξέρω εγώ αυτό είναι λάθος.
Όταν στο σώμα ασκείται αρμονική δύναμη όχι στη συχνότητα συντονισμού, το σώμα κάνει βέβαια αρμονική κίνηση. Υπάρχει μια σχέση ανάμεσα στην αρμονική δύναμη και στην αρμονική κίνηση: έχουν διαφορά φάσης π/2. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η μεν στιμιαία ισχύς να μην είναι μηδέν (είναι άλλωτε θετική και άλλωτε αρνητική) η δε μέση ισχύς στην περίοδο να είναι ακριβώς μηδέν. Αυτό είναι ο λόγος που η μέση τιμή της παρεχόμενης ενέργειας από τον φορέα της δύναμης στον ταλαντωτή είναι μηδέν.
Όταν ο ταλαντωτής έχει απώλειες και η συχνότητα της δύναμης πλησιάζει τη συχνότητα συντονισμού, η διαφορά φάσης δύναμης-κίνησης μικραίνει και τείνει στο 0 στη συχνότητα συντονισμού. Δηλαδή σε ένα μικρό μόνο διάστημα συχνοτήτων γύρω από το συντονισμό υπάρχει μεταφορά ενέργειας από τον φορέα της δύναμης στον ταλαντωτή.
Ναι Γιάννη, η έκπληξη
ήταν η λύση με χρήση τη διατήρηση της ενέργειας ταλάντωσης στην αρμονική ταλάντωση
της στοιχειώδους μάζας του ελαστικού μέσου στο οποίο διαδίδεται το αρμονικό κύμα….
Η παρουσίαση αυτή περιλαμβάνει στοιχεία και θέσεις που έχουν διατυπωθεί από το 2009
στο υλικονετ, κατ' επανάληψη, από το βιβλίο του Θρασύβουλου και από αναρτήσεις
του Διονύση και του Γιάννη …
Κάποια περιέχονται σε παλιότερες αναρτήσεις μου, ίσως και για αυτό νομίζετε Διονύση
και Μήτσο, ότι το έχω ανεβάσει ξανά….
Γιάννη, δυστυχώς ο χρόνος παρουσίασης ήταν 10-12 λεπτά, οπότε καταλαβαίνεις ότι
έπρεπε να φύγει απνευστί….χωρίς να ολοκληρωθεί
Ελπίζω να αποτελέσει συνοπτικό οδηγό σφαλμάτων που συχνά συναντάμε, που πιθανά
κάναμε κάποτε και εμείς, αλλά πλέον πρέπει να αποφεύγουμε…
Όσο για την αιτία της "έκπληξης" νομίζω ότι ισχύει το δεύτερο που γράφεις Μήτσο:
"κάποιοι έχουν σοβαρό λόγο να δείχνουν πως δεν ασχολούνται με αυτά"
Νίκο καλησπέρα, να σημειώσουμε ότι η φράση:
"Στις εξαναγκασμένες ταλαντώσεις, στο σύστημα προσφέρεται συνεχώς ενέργεια με συχνότητα f μέσω της διεγείρουσας δύναμης. Η ενέργεια που προσφέρεται στο σύστημα αντισταθμίζει τις απώλειες και έτσι το πλάτος της ταλάντωσης διατηρείται σταθερό."
προέρχεται από το σχολικό….
Μπορώ να επιβεβαιώσω ότι η αρμονική δύναμη ΔΕΝ μπορεί να είναι συμφασική με την
απομάκρυνση. Γιατί όμως πρέπει να έχουν διαφορά φάσης π/2;
Απ' όσο θυμάμαι, αν η εξωτερική δύναμη είναι F=Fmaxημωt τότε η απομάκρυνση
θα δίνεται από τη σχέση: χ=Αημ(ωt-θ) όπου η διαφορά φάσης θ υπολογίζεται από τη σχέση:
Καλημέρα παιδιά.
Είδαμε πόσα πολλά περιέχει η παρουσίαση του Θοδωρή. Η "στραβή" έγινε και θα ξαναγίνει. Είμαι σχεδόν σίγουρος γι' αυτό.
Όσοι διαβάσαμε τα των ταλαντώσεων ίσως έχουμε ξεχάσει κάποια από το 2009. Άλλοι φίλοι στο υλικονέτ ίσως έχουν δει μέρος από αυτά.
Οπότε καλώς τονίζονται και καλώς επανεμφανίζονται παραπομπές στον Θρασύβουλο.
Και πάλι όμως κάτι θα γίνει. Είμαι σχεδόν σίγουρος, πως αν μου ζητούσαν να στήσω ένα διαγώνισμα σε ταλαντώσεις, σε κάτι από αυτά θα την πατούσα, παρά το ότι έχω συμμετάσχει σε σχετικές συζητήσεις.
Καλημέρα σε όλους.
Θοδωρή η παρουσίασή σου είναι απαραίτητο αξεσουάρ στις αποσκευές κάθε συναδέλφου, ο οποίος σέβεται τον εαυτό του. Το πρόβλημα με τα συγκεκριμένα κομάτια (φθίνουσα και εξαναγκασμένη) είναι ότι παρουσιάζονται στο βιβλίο εντελώς ποιοτικά, με αποτέλεσμα – απουσία μαθηματικής περιγραφής- το λάθος να καραδοκεί.
Γιάννη καλώς επέστρεψες.
Γεια σου Αποστόλη.
Όχι "καραδοκεί", είναι αναπόφευκτο φοβάμαι. Αρκεί να προσπαθήσεις να στήσεις θέμα με εξαναγκασμένη ή φθίνουσα.
Ας δούμε το σημείο της παρουσίασης όπου, παρά το ότι "φεύγουμε" από τον συντονισμό αλλάζοντας π.χ. τη μάζα, το πλάτος αυξάνεται κάποιες φορές.
Θοδωρη σπουδαια τα θεματα που επαναφερεις κανεις πολυ καλα που μας τα θυμιζεις !
Εχω κρατησει απο παλια ολες τις συλλογες των συμπερασματων που ειχες κανει . Θεματα που πρεπει ως καθηγητες να τα εχουμε υποψιν μας . Δυστυχως ομως οι παρανοήσεις – σφαλματα ξεκινουν απο τις ελλείψεις του σχολικου βιβλιου . Μετα απο τοσα χρονια δεν γινεται καμια διόρθωση – βελτιωση . Το καθε βιβλιο χρήζει παντα βελτίωσης και γιατι οχι και διορθωσης ! Πολυ δε περισσοτερο οταν πρόκειται για το σχολικο εγχειρίδιο !
Με αφορμη αυτες τις σκεψεις θα ηθελα να εκφρασω και εναν επιπλεον προβληματισμο .
Οι οποιες αλλαγες στο εκπαιδευτικο συστημα εκτιμω οτι θα χρειαστουν να δημιουργηθουν και τα καταλληλα βιβλια αρα αναλυτικα προγραμματα . Αραγε κατι τετοιο εχει προβλεφθει ; Δεν απαιτείται καποιος χρονος για να γινουν αυτα ; ή μηπως θα χρησιμοποιηθουν τα υπαρχοντα βιβλια που μετα απο καταλληλη συρραφή θα δοθουν χωρις καμια διορθωση προς χρηση ;! Ολες αυτες οι διαδικασιες μπορουν να ολοκληρωθουν σε λιγοτερο απο ενα χρονο απο σημερα ωστε τα παιδια που θα πανε του χρονου τετοια εποχη στην β λυκειου να εχουν στην διαθεση τους ολα αυτα που χρειαζονται ;!
Σας ευχαριστώ όλους για τα σχόλιά σας….
Γιάννη, αυτό που αναφέρεις, η μεταβολή της ιδιοσυχνότητας λόγω αλλαγής της μάζας,
η οποία καταργεί το συντονισμό αλλά οδηγεί σε αύξηση του πλάτους, αναγνωρίζεις
φαντάζομαι ότι είναι από δικό σου σχόλιο, σε συζήτηση με το Βαγγέλη…….
Αποστόλη, πολλά από αυτά τα λάθη είχα κάνει και εγώ. Ελπίζω νεότεροι συνάδελφοι
να βοηθηθούν και να τα αποφύγουν
Κώστα, συμφωνούμε απόλυτα. Δεν νοείται μεταρρύθμιση χωρίς αναλυτικό πρόγραμμα
και βιβλία που το υποστηρίζουν…
Στην περίπτωση των φετινών θεμάτων, δυστυχώς επιλέχθηκε μια προτεινόμενη λύση,
η οποία δημιουργώντας δεδικασμένο, νομιμοποιεί όλα τα εξωσχολικά που
προτείνουν ανάλογες λύσεις και γλυτώνει εκδοτικούς οίκους από έξοδα….
Έτσι απλά και συνοπτικά….
Νίκο, όταν βρεις λίγο χρόνο, διάβασε την παρουσίαση του Θρασύβουλου,
την οποία έβαλα σε σύνδεσμο στο τρίτο σχόλιό μου….
Καλησπέρα σε όλους,
Θοδωρή εξαιρετική η παρουσίαση και πολύ εύστοχη. Πραγματικά εστιάζει και αναδεικνύει θέματα στα οποία όλοι κάποτε την πατήσαμε λίγο η πολύ.
συγχαρητήρια
Όπως το λες Τάσο,
"θέματα στα οποία όλοι κάποτε την πατήσαμε λίγο η πολύ"
Το κακό είναι ότι για να είμαστε "εύπεπτοι" πρέπει να συνεχίσουμε
να "την πατάμε"
Καλό ξεκίνημα και καλό κουράγιο