by 
Μια σφαίρα είναι δεμένη στο κάτω άκρο ενός κατακόρυφου νήματος, το άλλο άκρο του οποίου κρατάμε με το χέρι μας και στο σχήμα δίνονται 4 διαφορετικές καταστάσεις, όπου:
Στην περίπτωση (α) η σφαίρα ηρεμεί, στη (β) η σφαίρα κινείται με σταθερή ταχύτητα κατακόρυφα προς τα πάνω, στη (γ) το σώμα κινείται με σταθερή ταχύτητα κατακόρυφα προς τα κάτω και τέλος στην (δ) η σφαίρα κινείται οριζόντια με σταθερή ταχύτητα.
- Για τη συνισταμένη δύναμη που ασκείται στη σφαίρα, υποστηρίζεται η άποψη ότι, στην (α) περίπτωση είναι μηδενική, στις περιπτώσεις (β) και (γ) είναι κατακόρυφη, ενώ στην περίπτωση (δ) οριζόντια. Συμφωνείτε ή όχι με την άποψη αυτή; Να δικαιολογείστε την απάντησή σας.
- Σε ποια ή ποιες από τις παραπάνω περιπτώσεις η σφαίρα ισορροπεί;
Να δικαιολογήσετε αναλυτικά τις απαντήσεις σας.
ή
Η συνισταμένη δύναμη σε 4 περιπτώσεις.
Η συνισταμένη δύναμη σε 4 περιπτώσεις.
Δες Διονύση που συναντώ όσα γράφεις:
Σε έναν ανελκυστήρα που ανεβαίνει με σταθερή ταχύτητα έχουμε κρεμάσει ένα σώμα από ελατήριο.
Ο ανελκυστήρας σταματάει ακαριαία. Το σώμα εκτελεί ταλάντωση και ο υπολογισμός του πλάτους της επικαλείται “ισορροπία” του σώματος. Ρωτάς τα παιδιά της Γ΄:
-Γιατί;
Δύσκολα παίρνεις απάντηση. Ο 1ος νόμος “δεν εξετάζεται”. Πρέπει να την εκμαιεύσεις.
Στη δ περίπτωση μπορεί να μην δώσουν λανθασμένη πρόβλεψη. Όμως με άλλη λογική:
-Αν οι δυνάμεις δεν είχαν ίδιο μέτρο, θα ανέβαινε ή θα κατέβαινε.
Καλή προσέγγιση, Διονύση, για το ξεκαθάρισμα της λαθεμένης εντύπωσης των μαθητών ότι η ισορροπία και η ακινησία ταυτίζονται
Όμορφο παράδειγμα Διονύση. Συμφωνώ με τον Βαγγέλη ότι είναι καλό για να “χωνέψουν” τον 1ο νόμο και την έννοια της ισορροπίας στα πλαίσια της Φυσικής.
Καλο βράδυ σε όλους.
Διονύση αν δεν πούμε στα παιδιά πώς αυστηρά ορίζεται το αδρανειακό σύστημα αναφοράς, δεν θα καταλάβουν ποτέ το δεύτερο ερώτημα. Οι τέσσερις καταστάσεις που περιγράφουν τα σχήματα φαίνονται διαφορετικές για μένα που διαβάζω και με θεωρώ ενστικτωδώς ακίνητο.
Πολύ καλό παράδειγμα και πολύ τροφή για σκέψη. Μακάρι η φυσική να γινόταν έτσι στα παιδιά μας.
Καλημέρα συνάδελφοι.
Γιάννη, Βαγγέλη, Γιώργο και Στάθη σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα, είναι ένα καλό παράδειγμα, του τι σημαίνει ότι οι μαθητές “μαθαίνουν” κάτι δηλωτικά.
Νομίζω ότι λίγο-πολύ όλοι τον “ξέρουν”. Μπορούν να τον διατυπώνουν ή να σου αναφέρουν το λεωφορείο και τον επιβάτη. Όμως είναι και ο νόμος που πολύ εύκολα κάνουν το λάθος, αφού η εμπειρία, τους λέει το αντίθετο. Έτσι πολύ εύκολα τον ξεχνούν και οι απαντήσεις τους ακολουθούν την …πεπατημένη, όσο και αν έχεις επιμείνει να σκέφτονται…
Διονύση νομίζω ότι θα πρέπει η εκφώνηση να είναι λίγο πιο αναλυτική ώστε να καταλάβει ο μαθητής με ποιο τρόπο μπορεί το σώμα να κρέμεται από το νήμα και να ανεβαίνει προς τα πάνω με σταθερή ταχύτητα. Πχ θα μπορούσες να πεις ότι κρατάμε το νήμα με το χέρι μας που στην άλλη του άκρη υπάρχει κρεμασμένο ένα σώμα.
Καλημέρα και χρόνια πολλά Πάνο.
Νομίζεις ότι δεν είναι σαφές το πώς μπορείτε να ασκείται τάση του νήματος; Δηλαδή μπορεί κάποιος να νομίσει ότι ένα νήμα στέκεται μόνο του στον αέρα ασκώντας δύναμη στο σώμα;
Νομίζω ότι θα είναι ακραία παρανόηση κάτι τέτοιο…
Θα ενισχύσω όμως τη διατύπωση, για παν ενδεχόμενο…
Διονύση όταν λέμε σ’ ένα μαθητή ότι ένα σώμα κρέμεται από ένα νήμα, την άλλη άκρη του νήματος τη φαντάζεται συνήθως σταθερά στερεωμένη κάπου. Πως λοιπόν θα φανταστεί στη συνέχεια ότι το σώμα κινείται με σταθερή ταχύτητα προς τα κάτω;
Έβαλα το χέρι και στην εκφώνηση και στην εικόνα Πάνο, προς αποφυγήν παρεξηγήσεως!
Αλλά θα μπορούσε το νήμα να είναι “σταθερά δεμένο” στην οροφή ενός ασανσέρ που ανεβαίνει ή κατεβαίνει ή στην οροφή ενός λεωφορείου που κινείται σε οριζόντιο δρόμο με σταθερή ταχύτητα…
Για το λεωφορείο ή το όχημα Διονύση εγώ θα το απέφευγα γιατί τότε θα έπρεπε να αναφέρεις ποιός είναι αυτός που σχεδιάζει τις δυνάμεις. Ο παρατηρητής που είναι μέσα στο ανσανσέρ – οδηγός ή ένας παρατηρητής έξω από το ανσανσέρ – ακίνητος θεατής. Γιατί τότε και η κίνηση αλλά και ο αριθμός των δυνάμεων αλλάζουν ενίοτε εκτός της περίπτωσης των αδρανειακών συστημάτων.
Πάνο, προφανώς ο μαθητής στην Α΄Λυκείου δεν έχει διδαχτεί αδρανειακά και μη συστήματα, οπότε δεν πρόκειται να έχει κανένα πρόβλημα. Άλλωστε εδώ μιλάμε για σταθερή ταχύτητα οπότε τα συστήματα είναι αδρανειακά και οι δυνάμεις είτε σχεδιαστούν από κινούμενο (μέσα στο ασανσέρ) παρατηρητή, είτε από (ακίνητο) παρατηρητή στο έδαφος, είναι ίδιες…
Αλλά νομίζω ότι κατά τη διδασκαλία μας στην Α΄Λυκείου, μιλώντας για ένα κινούμενο λεωφορείο και σχεδιάζοντας το σώμα να κρέμεται από την οροφή του, κανένας μαθητής δεν θα θεωρήσει τον εαυτόν του να κινείται μαζί με το λεωφορείο! Τουλάχιστον δεν μου έτυχε ποτέ στα χρόνια που δίδασκα…
Πράγματι ασκήσεις που που σώματα κρεμόντουσαν από οροφές λεωφορείων κάναμε πριν από 40 χρόνια και βάλε. Αλλά θυμάμαι πόσο δύσκολη ήταν η διδασκαλία της φαινομενικής έλλειψης βαρύτητας στους δορυφόρους που κάναμε επί εποχής Κόκοτα. Γιατί και μεις (εγώ) δεν είχαμε καταλάβει ότι δεν υπάρχει “φαινομενική έλλειψη βαρύτητας”. Δηλαδή ότι υπάρχει βαρύτητα αλλά νομίζουμε ότι δεν υπάρχει.
καλημέρα σε όλους
“υπάρχει βαρύτητα αλλά νομίζουμε ότι δεν υπάρχει”
πράγματι, Πάνο, βαρύτητα υπάρχει, αλλά με τον συνήθη τρόπο, δηλαδή αν αφήσουμε ένα σώμα ελεύθερο αυτό δεν “πέφτει” σε σχέση με εμάς, αυτή δεν γίνεται αντιληπτή
πάντως (επειδή εκ του Κλασσικού…) η έκφραση “φαινομενική έλλειψη βαρύτητας” δεν είναι ικανοποιητική, σωστότερη θα ήταν “φαινομενικά έλλειψη βαρύτητας”
Καλημέρα Βαγγέλη, καλημέρα και πάλι Πάνο.
Πράγματι κάποτε διδάσκαμε και τέτοια… φαινόμενα.
Δεν τολμώ να τα ονομάσω, αφού μου φαίνεται ότι γλωσσικά έχεις δίκιο Βαγγέλη.
Μάλλον λάθος το λέγαμε…