by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη ΚΑΣΩΤΑΚΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ στις 5 Νοέμβριος 2014 στις 12:56 στην ομάδα Φυσική Α΄ΛυκείουΜε έκπληξη είδα το θέμα Δ που δημοσιεύθηκε στις 1 Νοεμβρίου Νο 14728 που μιλάει για ένα σωλήνα με νερό που επιταχύνεται ομαλά κατακόρυφα προς τα πάνω. Συγκεντρώνει 3 λάθη: 1) Το βιβλίο μιλάει για σημειακά αντικείμενα ή έστω για στερεά αντικείμενα που όμως κάθε σημείο τους εκτελεί την ίδια κίνηση. Το νερό προφανώς σε αυτή την άσκηση δεν εμπίπτει σε αυτήν την κατηγορία άρα έχουμε νοητικό άλμα για τους μαθητές
2) Πως καταφέρνει το νερό να επιταχύνεται προς τα πάνω…. μήπως μιλάμε για ιόντα νερού σε κατακόρυφο ηλεκτρικό πεδίο για να κάνουμε και λίγη πλάκα
3) Σε αυτό το σωλήνα δεν ισχύει η εξίσωση συνέχειας …. πως το νερό στη βάση τρέχει πιο αργά από ότι στην κορυφή ή μήπως πρόκειται για κβάντα νερού απειροστού πάχους που επιταχύνονται σε σωλήνα μη σταθερής διατομής…. Γνώμη μου είναι,για να σοβαρευτούμε, ότι τέτοια εξωπραγματικά θέματα πρέπει να αποφεύγονται γιατί μπερδεύουν τους καλούς μαθητές( ένας μέτριος θα εφαρμόσει χωρίς σκέψη τις εξισώσεις που έμαθε παπαγαλία)
Απαντήσεις σε αυτή τη συζήτηση
Permalink Απάντηση από τον/την Μαρούσης Βαγγέλης στις 17 Νοέμβριος 2014 στις 14:07
Καλησπέρα συνάδελφοι!
Νομίζω ότι δεν έτυχε της δέουσας προσοχής μας, το παραπάνω θέμα Δ 14728 που θίγει ο Χαράλαμπος.
Αλήθεια ποιο στόχο του Αναλυτικού Προγράμματος Σπουδών, (δείτε σελίδα 4-5 από 16) θα ήθελα να ξέρω, εξυπηρετεί το παραπάνω Δ θέμα;
Αντιγράφω έναν από τους σπουδαιότερους στόχους που προσπαθούμε να περάσουμε στα παιδιά – κατά την ταπεινή μου γνώμη – από το ΑΠΣ:
“• να αναγνωρίζουν τις δυνάμεις από επαφή και τις δυνάμεις από απόσταση που ασκούνται σε ένα σώμα και να εντοπίζουν τα σώματα που τις ασκούν”
Αυτή λοιπόν η αντλία πώς ασκεί δυνάμεις;
Σε ποια μάζα του υδάτινου σώματος ασκείται;
Στη συνολική οπότε θα χρησιμοποιήσω για το χρόνο t το 1 λεπτό για να βρω την α με την χρήση του δεδομένου της ταχύτητας υ;
Στη μάζα νερού που ανεβάζει η αντλία ανά δευτερόλεπτο, που είναι το Δ2 ζητούμενο;
Είναι δύναμη επαφής ή από απόσταση;
Και πολλά άλλα τέτοια ερωτήματα νομίζω ότι θα στροβιλίσουν το μυαλό ενός καλού μαθητή!
Μήπως πρέπει να στείλουμε όσο το δυνατό περισσότερα mail εδώ για να καταργηθεί, όπως και το εξωπραγματικό 1600Δ της Β θετικής;
Το ΑΠΣ για το 2014-2015 για τη Φυσική Α και Β Λυκείου μπορείτε να το βρείτε στην προσωπική ιστοσελίδα του Σχολικού μας Σύμβουλου κυρίου Παναγιώτη Σαραντόπουλου.
Συνάδελφοι καλημέρα,
Αγαπητοί φίλοι Χαράλαμπε και Βαγγέλη, αισθάνομαι την ανάγκη να … διαμαρτυρηθώ για τα λάθη που καταλογίζετε στον συγγραφέα της άσκησης Δ 14728, αδικώντας κατάφωρα και αυτόν αλλά και την … επιστημονική επιτροπή που είχε την ευθύνη του ελέγχου της!
Η άσκηση είναι απλά λίγο … ατυχής ως προς την … ορθή διατύπωσή της!
Μια ορθότερη διατύπωση π.χ. θα ήταν:
«Το νερό ξεκινά από την ηρεμία, κινείται με σταθερή επιτάχυνση μέσα στην αντλία (που βρίσκεται βέβαια στο κάτω μέρος βυθισμένη μέσα στο νερό) και φτάνει στο στόμιο του πηγαδιού με ταχύτητα 20 m/s».
Εννοείται ασφαλώς ότι μέσα στο σωλήνα κινείται με σταθερή ταχύτητα!
Μπορεί να μην έχουν διδαχθεί οι μαθητές το νόμο της συνέχειας, αλλά έχουν διδαχθεί τον … 1ο κανόνα του Kirchhoff ! Οφείλουν να είναι σε θέση να σκεφτούν … αναλογικά! Όσο μπαίνει, τόσο βγαίνει! (Με το συμπάθειο δηλαδή.)
Κι όταν ζητάει στο Δ1 την … «επιτάχυνση με την οποία ανυψώνεται το νερό», ασφαλώς και εννοεί «… μέσα στην αντλία»! Αφού εκεί επιταχύνεται!
Εντάξει, … παρέλειψε να δώσει το χρόνο κίνησης μέσα στην αντλία, ή έστω το … μήκος της, αλλά ο μαθητής μπορεί να κάνει μία … εκτίμηση! Δεν έχει δει ποτέ του βυθιζόμενη αντλία νερού;
Ας πούμε χοντρικά … ένα μέτρο (S=1m)!
Πάμε λοιπόν στη … λύση:
Δ1) Στην είσοδο της αντλίας (αν θεωρήσουμε το άνοιγμα εισόδου αρκετά μεγάλο) το νερό έχει πρακτικά μηδενική ταχύτητα. Στην έξοδό της όμως (στο κάτω μέρος δηλαδή του σωλήνα ανόδου) έχει αποκτήσει ταχύτητα υ=20 m/s, μετά από διαδρομή S=1m μέσα στην αντλία. Οπότε:
S=½∙α∙t² και υ=α∙t απ’ όπου με απαλειφή του χρόνου: α = υ²/(2∙S) = 200m/s².
Εντάξει … βγαίνει κάπως μεγάλη, γιατί η ταχύτητα των 20m/s είναι υπερβολικά μεγάλη, αλλά … συγγραφικῂ αδεία …!
Δ2) Έ καλά τώρα, αφού το λέει … 600kg σε 1min: Δm/Δt=10kg/s
Και μάλιστα μπορούμε να βρούμε και τη διατομή A του σωλήνα
(μήπως και μας … χρειαστεί!):
Η μάζα Δm σε χρόνο Δt προχώρησε Δx=υ∙Δt και γέμισε όγκο
ΔV=A∙Δx=A∙υ∙Δt, οπότε:
Δm = ρ∙ΔV = ρ∙A∙υ∙Δt και Α = Δm/(Δt∙ρ∙υ) = 5∙10-4m²
(Ορίστε … διατομή 5cm², δηλαδή σωλήνας περίπου μιας ίντσας που συνήθως χρησιμοποιείται στα πηγάδια!
Εντάξει … ξέχασε να δώσει και την πυκνότητα … αλλά και ποιος δεν ξέρει την πυκνότητα του νερού!)
Όσο για τη δύναμη που ασκεί η αντλία στο νερό, μην αρχίστε να λέτε για … συστήματα μεταβλητής μάζας!
Ο μαθητής μπορεί να το λύσει με το γενικευμένο νόμο του Νεύτωνα, αρκεί να τον … χρησιμοποιήσει σωστά!
Κάθε στοιχειώδης μάζα Δm που περνάει από την αντλία αποκτάει ορμή p=Δm∙υ σε χρόνο Δt και οι δυνάμεις που ασκούνται πάνω της είναι η δύναμη F από την αντλία και μια δύναμη από πάνω ίση με το βάρος B του νερού που έχει ο σωλήνας. Ισχύει Β=Μ∙g=ρ∙Α∙Η∙g=100N, oπότε:
ΣF = Δp/Δt → F – B = Δm∙υ/Δt → F = B + (Δm /Δt)∙υ = 300N
Δ3) Κι αυτό εύκολο! Τί κάνει η αντλία; Ανεβάζει 600kg νερό ψηλά κάθε 1min και τους δίνει και κινητική ενέργεια. Οπότε: P = (Μ∙g∙H + ½∙Μ∙υ²)/Δt = 4000 W
Μπορεί βέβαια κάποιοι μαθητές να … σκεφτούν «μα αφού η αντλία ασκεί δύναμη 300 Ν στο νερό, μετακινώντας το με μέση ταχύτητα (0+υ)/2, δεν θα έπρεπε να είναι η μέση ισχύς P=F∙υ/2 = 3000W;»
Εντάξει, ο συγγραφέας έδωσε για … ευκολία ότι το νερό επιταχύνεται ομαλά … μέσα στην αντλία.
Στην πραγματικότητα, το νερό επιταχύνεται απότομα με την πρόσκρουση στα πτερύγια της αντλίας και κινείται στο εσωτερικό της με την ίδια περίπου υ που έχει και στο σωλήνα (αν υποθέσουμε ότι η εσωτερική διατομή της είναι ίδια πρακτικά με αυτή του σωλήνα).
Μπορεί βέβαια πάλι τότε να αναρωτηθεί κάποιος,
«Δηλαδή είναι P=F∙υ = 6000 W; Και που πήγαν τα 2000 W;»
Αλλά θα ήταν πολύ … τραβηγμένο να ζητήσει ο συγγραφέας από τον μαθητή τον … ρυθμό με τον οποίο απελευθερώνεται … θερμική ενέργεια, κατά την πρόσκρουση του νερού με τα πτερύγια της αντλίας!
Δ4) Ορίστε … κι αυτό εύκολο! hmax = υ²/(2∙g) = 20 m
(Εμ’ βέβαια … με τέτοια ταχύτητα …)
Τί πρόβλημα είχε λοιπόν η άσκηση συνάδελφοι;
Ένα νορμάλ Δ θέμα … διαβαθμισμένης δυσκολίας!
Καλημέρα Βαγγέλη. Πολύ καλά έκανες που επανέφερες το θέμα, το οποίο πράγματι είχε περάσει απαρατήρητο από τους περισσότερους.
Καλημέρα Διονύση. Εμένα πράγματι με έπεισες!
Το πρόβλημα δεν έχει κανένα πρόβλημα:-)
Τι … άλλο να έχει;;;
Καλημέρα σε όλους.
Διονύση Μητρόπουλε σ’ ευχαριστώ που μου εφτιαξες τη διάθεση με την απολαυστική “δικαίωση” του προβλήματος.
Μπράβο στους συναδέλφους που έχουν το κουράγιο να ψάχνουν και να αναδεικνύουν τέτοια ατοπήματα.
Καλημέρα σε όλους.
Διονύση Μητρόπουλε βλέπω ότι εκτός από ποδήλατα …….. και άλλα τινά κατέχεις καλά και τη λειτουργία των αντλιών :), για τις οποίες λόγω του ως άνω θέματος βρήκα και εγώ αρκετές πληροφορίες από το διαδίκτυο.
Επί του προκειμένου. Έστειλα ερώτημα στην τράπεζα θεμάτων για τις ελλείψεις του παραπάνω θέματος και η απάντηση ήταν:
Ευχαριστούμε για την παρατήρηση.
Θα προωθηθεί στην επιστημονική επιτροπή.
Οψόμεθα λοιπόν!
Καλημέρα σας και Χρόνια Πολλά σε όλους τους χθεσινούς εορτάζοντες!!
Επιμένω πάλι στο θέμα αυτό, της απόσυρσης του 14728 Δ θέματος της τράπεζας Α Λυκείου!
Θα παρακαλούσα όλους τους συναδέλφους να πιέσουμε προς αυτή την κατεύθυνση, στέλνοτας τη γνώμη μας, στη φόρμα επικοινωνίας της τράπεζας θεμάτων.
Στο παρακάτω λινκ στέλνω μια πιθανή λύση ενός μαθητή και τις δυσκολίες που ίσως αντιμετωπίσει λύνοντας την άσκηση …. με μια μικρή χιουμοριστική χροιά,… χωρίς να θέλω να θίξω προσωπικά τον ή τους θεματοδότες του θέματος.
Συνημμένα:
14728 Δ.pdf, 147 KB
Δεν σας προλαβαίνει κανείς εδώ μέσα. Συγχαρητήρια σε όλους. Διονύση Μητρόπουλε απίστευτη η παρουσίαση σου (χρωστάω και ένα ευχαριστώ που μου έλυσες το τέταρτο ερώτημα στο θέμα 15979 Δ.) βέβαια όταν δω κάτι καλό εγώ .. Βαγγέλη, το κείμενο σου είναι απόλαυση.
Καλημέρα Κώστα.
Σε ευχαριστούμε για την ακούραστη προσφορά σου στην επίλυση των θεμάτων!
Αν θέλεις ξαναστείλε μου mail, με το θέμα – θέματα που θα ήθελες να βοηθήσω, γιατί η προηγούμενη βδομάδα ήταν γεμάτη από προσωπικές – οικογενειακές υποχρεώσεις.
Να είσαι καλά!
Βαγγέλη ευχαριστώ για τα καλά σου λόγια. Απλά συνέχισε να γράφεις στη σελίδα σου, βοηθάς τους μαθητές μου (όλων των τάξεων) πολύ.
Συνάδελφοι καλημέρα,
Διονύση, Σπύρο, Βαγγέλη, Κώστα σας ευχαριστώ για τα σχόλια.
Βαγγέλη πολύ όμορφη η … εκδοχή σου 🙂
Πράγματι το θέμα είναι απαράδεκτο και θα έπρεπε να έχει από την αρχή απορριφθεί από την επιτροπή που έχει την ευθύνη ελέγχου των θεμάτων.
Καλημέρα Διονύση (Μη)
Γράφεις και πολύ ορθά:
“Πράγματι το θέμα είναι απαράδεκτο και θα έπρεπε να έχει από την αρχή απορριφθεί από την επιτροπή που έχει την ευθύνη ελέγχου των θεμάτων.” ( Η υπογράμμιση δική μου )
Μήπως τελικά τα θέματα ( τα περισσότερα ) τα έχουν βάλει τα μέλη της περιβόητης Επιτροπής;;;
Μόνο έτσι δικαιολογείται το γεγονός ότι πάμπολα απο τα θέματα παρόλο που έχουν σοβαρά προβλήματα παραμένουν στην τράπεζα στην οποία ανέβηκαν χωρίς τον παραμικρό έλεγχο. Σκεφτείτε το λίγο. Η επιτροπή ελέγχου να κάνει έλεγχο στον εαυτό της;;;. Ασε που αν τα βγάζανε αμέσως ( και είναι πολλά ) πάει και το τετράευρο χαμένο. Ετσι πετάς ένα τετράευρο σ’ αυτή την κρίση που ζούμε;;
Βέβαια υπάρχει και η εναλλακτική επιλογή του να μπήκαν τα θέματα έτσι στην τύχη ως τεστ διάγνωσης της καταλληλότητας των καθηγητών του κλάδου ( εκ μέρους του υπουργείου).