by 
Μου το επεσήμανε φίλη στο mail μου.
“Μπορείς να προτείνεις έναν τρόπο επίλυσης της άσκησης 52 του σχολικού;”
Για να την δούμε λοιπόν:
Πώς θα την λύσετε συνάδελφοι;
Επειδή το να μοιράζεσαι πράγματα, είναι καλό για όλους…
Μου το επεσήμανε φίλη στο mail μου.
“Μπορείς να προτείνεις έναν τρόπο επίλυσης της άσκησης 52 του σχολικού;”
Για να την δούμε λοιπόν:
Πώς θα την λύσετε συνάδελφοι;
Καλησπέρα Ανδρέα
Πιστεύω ότι οι συνάδελφοι αποδεικνύουν πάντα τον τύπο Εεπ = Bυl « δια παν ενδεχόμενο»…
Όμως ο τύπος Εεπ = Βυl, είναι αποδεδειγμένος σε δυο από τα τρία βιβλία που έχει στα χέρια του ο μαθητής της φετινής Γ λυκείου. Εκτός αν υπάρχει νόμος – δεν το γνωρίζω – που απαγορεύει στο μαθητή να διαβάσει και τις άλλες σελίδες του βιβλίου που του παρέχει το επίσημο κράτος εκτός από εκείνες που έχουν οριστεί ως διδακτέα ύλη.
Η διδακτέα ύλη είναι η υποχρεωτική. Είναι το ελάχιστο που οφείλει να γνωρίζει ο εξεταζόμενος αλλά όχι το μέγιστο, αλλοίμονο …
Από την άλλη , όταν βαθμολογούμε ένα γραπτό δεν ξέρουμε ποιος «κρύβεται από πίσω».
Αποκλείεται για παράδειγμα να είναι ένας υποψήφιος που δίνει για δεύτερη ή για τρίτη χρονιά προκειμένου να αλλάξει σχολή , και εκεί που φοιτά σήμερα έχει διδαχτεί ηλεκτρομαγνητισμό;
Ποιος νόμος λέει ότι δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τις γνώσεις του από το Πανεπιστήμιο για να λύσει ένα θέμα των εξετάσεων;
Να θυμίσω ότι ανάλογες συζητήσεις και επιφυλάξεις είχαν διατυπωθεί παλιότερα για την ενέργεια του ελατηρίου, για το στρεφόμενο διάνυσμα για το θεώρημα Torricelli ακόμη και για τη σχέση διαφοράς φάσης – απόστασης μεταξύ δυο σημείων τρέχοντος κύματος Δφ=(2πd/λ) , αλλά και για τον τύπο της ισχύος δύναμης.
Την ορθή – λογική λύση την έδωσαν κάθε φορά οι μερακλήδες ( το κλέβω από το Γιάννη Κυριακόπουλο) που έβαζαν τα θέματα τον Ιούνη.
Αποδεικνύεται ότι έχουν γνώση οι φύλακες κι ας τους καταμαρτυρούμε τα όσα κάθε Ιούνη.
Κατά τα άλλα πέρα από τη νομιμότητα , έχει δίκιο ο Βαγγέλης. Μόνο με τη δύναμη Lorenz έχει νόημα η απόδειξη του τύπου. Τα λοιπά, είναι απλά τεχνάσματα.
Καλημέρα συνάδελφοι.
Όταν δουλεύει η κοπτοραπτική , αναλωνόμαστε με τέτοια ανούσια πράγματα!!
Με ποια λογική έγινε αυτή η επιλογή των παραγράφων της Επαγωγής;
Ήταν τόσο δύσκολο να διδαχθούν ολοκληρωμένα όλα όσα αφορούν την Επαγωγή;
Με 7 ώρες Φυσική τη βδομάδα, μπορείς να κάνεις τα πάντα καλά, και να είσαι εντάξει με τη συνείδησή σου, χωρίς να αφήνεις κενά σε ό,τι αφορά την Επαγωγή.
Θα τρίζουν τα κόκκαλα του Faraday με τη διαμορφούμενη Ελληνική πραγματικότητα!!
Επιμένω πως δεν είναι αργά, υπάρχει πολύς χρόνος, για να βγει η ύλη! Αρκεί το υπουργείο να στείλει "φιρμάνι" στα σχολεία, που να προσθέτει όλα όσα αφορούν την Επαγωγή, χωρίς οικονομική επιβάρυνση , προσθέτοντας και τη δύναμη Lorenz , καθώς και την εμφάνιση επαγωγής σε ευθύγραμμο αγωγό ή περιστρεφόμενο. Χωρίς να εξαιρεί ασκήσεις.
Για να γίνει αυτό, θα πρέπει να κινητοποιηθούν οι "σύμβουλοι" και να απαιτήσουν αυτό,ως αίτημα
των διδασκόντων τη Φυσική στην επικράτεια!
Η πολιτική των εκπτώσεων από την ηγεσία του υπουργείου, οδηγεί σε..αναλλώσεις ημών ανούσιων πραγμάτων.
Καλημέρα συνάδελφοι. Ευχαριστώ όλους τους φίλους που τοποθετήθηκαν στο παραπάνω ερώτημα (το οποίο ουσιαστικά μου τέθηκε μέσω μηνύματος).
Όσοι με έχουν παρακολουθήσει διαδικτυακά, θα έχουν διαπιστώσει ότι δεν αντιμετωπίζω τα προβλήματα, ανεξάρτητα από τη θεωρία. Βάζουμε προβλήματα για να εφαρμόσουμε τη θεωρία, να την ξεδιαλύνουμε, να δοκιμάσουμε πόσο καλά την κατέχουμε και όχι για να δημιουργήσουμε νέα θεωρία, ούτε ανεξάρτητα από αυτήν.
Έτσι όταν ορίσθηκε από το βιβλίο της φυσικής γενικής παιδείας η διδασκαλία της επαγωγής, προσπάθησα να τροποποιήσω την επίλυση των ασκήσεων, με τέτοιο τρόπο, ώστε μόνο με όσα γράφει το βιβλίο, να επιλύονται και όχι όπως θα τις λύναμε αν είχαμε την ύλη του άλλου βιβλίου.
Έτσι στο ερώτημα, τι κάνουμε με τις κινούμενες ράβδους, ήμουν συντηρητικότερος από άλλους, για παράδειγμα από το Μανώλη Δρακάκη, ο οποίος από την πρώτη στιγμή διακήρυξε τη πλήρη διδασκαλία της επαγωγικής τάσης στα άκρα του αγωγού με την βοήθεια της δύναμης Lorentz..
Χθες το μήνυμα της φίλης με προβλημάτισε, για το πόσο εύκολο είναι να περάσει στους μαθητές η λογική για ροή που διέρχεται από νοητή επιφάνεια που διατρέχει ο αγωγός…
Ο προβληματισμός, με έστειλε να λύσω άλλη άσκηση, για να δοκιμάσω την επίλυσή της.
Την έδωσα σε δύο (υποθετικούς) μαθητές και πήρα δύο υποθετικές λύσεις.
Δείτε τις…
Η άσκηση είναι η:
Και ζητάμε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει κάθε αντιστάτη.
1ος μαθητής: Όταν ο αγωγός ΚΛ κινείται προς τα δεξιά, αυξάνεται η μαγνητική ροή που περνά από τον αριστερό βρόχο, αλλά μειώνεται ισόποσα η ροή από τον δεξιό. Άρα δεν υπάρχει καμιά μεταβολή της μαγνητικής ροής και κατά συνέπεια δεν έχουμε φαινόμενα επαγωγής και ρεύματα που να διαρρέουν το κύκλωμα
2ος μαθητής. Έχουμε δύο διαφορετικές μεταβολές στη μαγνητική ροή.
Παίρνοντας την κάθετη στην επιφάνεια να έχει φορά προς τα μέσα, στο πρώτο κύκλωμα
Στο δεύτερο κύκλωμα:
Αλλά τότε η συνολική ΗΕΔ που αναπτύσσεται στο κύκλωμα θα είναι ίση με:
Ε=Ε1+Ε2=0
Συμπέρασμα συνάδελφοι; Το είπε νομίζω παραπάνω ο Γιάννης.
«Το λάδι μηχανής δεν κάνει για τηγανητές πατάτες.»
Μετά από όλα αυτά, εγκαταλείπω την επιμονή μου για διδασκαλία σύμφωνη και υποστηρικτική της ορισθείσας θεωρίας και προσχωρώ στην θέση του Μανώλη. Ναι σε όλα!!! Έγινε λάθος με την ύλη, ας το ξεπεράσουμε στην πράξη…
Η κοπτοραπτική δεν δουλεύει με … τίποτα!
(θα ακολουθήσουν ακόμη κάποιες ασκήσεις, που έχω ήδη γράψει, σύμφωνα με την προηγούμενη λογική μου…)
Καλημέρα συνάδελφοι.
Συμφωνώ απόλυτα ότι όλα είναι λάθος με την ύλη του μαγνητισμού και με το βιβλίο (αυτό το βιβλίο αυτόνομα δεν στέκει, καταλαβαίνω ότι μπορεί να γράφτηκε με κάποια άλλη λογική, βασισμένο στην ύλη άλλων τάξεων, αλλά για την τωρινή κατάσταση δεν κάνει).
Από την άλλη καταλαβαίνω ότι για να λυθούν σωστά οι ασκήσεις του σχολικού πρέπει ο κάθε διδάσκων να αυθαιρετήσει, επεκτείνοντας την ύλη. Είναι σωστό αυτό; Δεν θα αδικηθούν κάποιοι μαθητές; Και τι γίνεται την Αννούλα από το ακριτικό μας νησί που δεν έχει δυνατότητα να ακούσει κάτι πέραν του σχολικού;
Προσωπικά θεωρώ ότι υπάρχει μία λύση: Να περιορισθεί προς το παρόν (δυστυχώς) σε επίπεδο πανελληνίων, το μαγνητικό πεδίο στα απολύτως βασικά. Να γραφούν νέα βιβλία ή αν δεν προλαβαίνουν, ας δώσουν του χρόνου το μαγνητικό πεδίο από το βιβλίο προσανατολισμού .
Καλημέρα και από εδώ παιδιά.
Διονύση έβαλες μια καλή "δοκιμασία". Την άσκηση 55. Μια μαθητική προσέγγιση βρίσκεται;
Πάμε και στην άλλη που απουσιάζουν οι ράγες. Μπορούμε να μιλάμε για μεταβολή μαγνητικής ροής απουσία κυκλωμάτων;
Έχουμε ΗΕΔ όταν δεν κυκλοφορεί ρεύμα.
Ένας απλός τρόπος είναι να σκεφτόμαστε τον αγωγό σαν ένα δρεπάνι που κόβει στάχυα. Σε χρόνο dt θα "ξυρίσει" επιφάνεια l.υ.dt.
Τα στάχυα που θα κόψει έχουν πλήθος ίσο με τη μαγνητική ροή που διέρχεται από την "ξυρισμένη" επιφάνεια. Δηλαδή Β.dS=Β.l.υ.dt.
Εεπ=dΦ/dt=Β.υ.l.
Μια τέτοια αντιμετώπιση:
1. Παρακάμπτει την δύναμη Lorentz.
2. Είναι Φαραντεϊκή.
3. Είναι κατανοητή. Η μαγνητική ροή νοείται και ως πλήθος δυναμικών γραμμών, που τόσο μοιάζουν με στάχυα.
Τότε στις Δέσμες συνήθιζα να την αντιπαραβάλλω με την γνωστή-κλασική. Στο κάτω-κάτω μάλλον ο Φαραντέυ θα την είχε σκεφτεί.
Καλημέρα Στάθη.
Αν εννοείς να φύγουν οι ράβδοι, υπάρχει πρόβλημα μεγάλης υποβάθμισης.
Ουσιαστικά έχουν εντοπιστεί οι "περιοχές δράσης" του Ηλεκτρομαγνητισμού, η περιοχές άντλησης 3ου και 4ου θέματος.
Επιβραβεύονται όσοι εγκατέλειψαν τις πηγές, τις εσωτερικές αντιστάσεις και τις ισχείς όταν ήταν στην Β΄ και άρχισαν νωρίς κρούσειος-ταλαντώσεις.
Η Αννούλα πάλι έχασε.
Έρχομαι στην παρατήρηση του Στάθη:
Από την άλλη καταλαβαίνω ότι για να λυθούν σωστά οι ασκήσεις του σχολικού πρέπει ο κάθε διδάσκων να αυθαιρετήσει, επεκτείνοντας την ύλη.
Η άσκηση 52 δίνει μια καλή ευκαιρία στον διδάσκοντα να παρουσιάζει την ανάπτυξη ΗΕΔ όχι κατ' ανάγκην μέσω δύναμης Lorentz αλλά καθαρά Φαραντεϊκά. Όλοι οι διδάσκοντες θα δώσουν μια εκδοχή της μαγνητικής ροής πέρα από κυκλώματα. Εκδοχή που δεν απαιτεί άλλο βιβλίο. Εκδοχή που δεν απαιτεί αυθαίρετες επεκτάσεις. Εκδοχή προσιτή σε μαθητές. Στο κάτω-κάτω μαγνητική ροή έχουμε και σε νοητές επιφάνειες. Δεν είναι ανάγκη να περιφράσσονται με καλώδια.
Αγαπητοί φίλοι καλημέρα!
Στην άσκηση 55 που αναφέρει ο Διονύσης το παράδοξο και στις δύο λύσεις των μαθητών οφείλεται στην εσφαλμένη αντίληψη των μαθητών για την ΗΕΔ από επαγωγή.
Η ΗΕΔ που εμφανίζεται στον νόμο της επαγωγής είναι εικονική και μας βοηθά απλώς στην εύρεση της έντασης και της φοράς του ρεύματος σε κάθε βρόχο ξεχωριστά (ουσιαστικά η ΗΕΔ από επαγωγή αντικαθιστά το επικαμπύλιο ολοκλήρωμα στο νόμο του Ampére).
Άρα δεν μπορούμε να αντικαταστήσουμε μια πηγή ΗΕΔ από επαγωγή με μια πραγματική πηγή ΗΕΔ και να την τοποθετήσουμε σε κάποιο σημείο του κυκλώματος.
Ο 1ος μαθητής εφαρμόζει σωστά το νόμο της Επαγωγής αλλά ερμηνεύει λανθασμένα το συμπέρασμά του, διότι ταυτίζει τη ΗΕΔ από επαγωγή με ΗΕΔ πραγματικής πηγής την οποία τοποθετεί εκεί όπου βρίσκεται ο κινούμενος αγωγό. Αναφέρει λοιπόν:
“Όταν ο αγωγός ΚΛ κινείται προς τα δεξιά, αυξάνεται η μαγνητική ροή που περνά από τον αριστερό βρόχο, αλλά μειώνεται ισόποσα η ροή από τον δεξιό. Άρα δεν υπάρχει καμία μεταβολή της μαγνητικής ροής”
(ΣΩΣΤΟ)
“και κατά συνέπεια δεν έχουμε φαινόμενα επαγωγής και ρεύματα που να διαρρέουν το κύκλωμα.”
(ΛΑΘΟΣ ΔΙΟΤΙ: Επειδή η ροή στους δύο επιμέρους βρόχους, στον αριστερό και στο δεξιό μεταβάλλεται, οι βρόχοι διαρρέονται από επαγωγικά ρεύματα ίσης έντασης αλλά αντίθετης φοράς. Αυτό φαίνεται στη λύση του 2ου μαθητή. Η ΗΕΔ στον αριστερό βρόχο προκύπτει αντίθετη από τη ΗΕΔ στο δεξιό, δηλαδή το ρεύμα στον αριστερό βρόχο έχει αντίθετη φορά από το ρεύμα στο δεξιό. Όμως επειδή οι ΗΕΔ από επαγωγή είναι εικονικές, δεν είναι σωστό να αντικαταστήσουμε τον κινούμενο αγωγό με δύο πραγματικές πηγές αντίθετων ΗΕΔ. Αν θέλουμε να εμφανίσουμε σωστά τέτοιες πηγές θα πρέπει να τις παρεμβάλλουμε δίπλα από την αντίστοιχη αντίσταση.)
Καλημέρα Ανδρέα.
Κάτι απ' όσα λες δεν καταλαβαίνω:
Επειδή η ροή στους δύο επιμέρους βρόχους, στον αριστερό και στο δεξιό μεταβάλλεται, οι βρόχοι διαρρέονται από επαγωγικά ρεύματα ίσης έντασης αλλά αντίθετης φοράς. Αυτό φαίνεται στη λύση του 2ου μαθητή. Η ΗΕΔ στον αριστερό βρόχο προκύπτει αντίθετη από τη ΗΕΔ στο δεξιό, δηλαδή το ρεύμα στον αριστερό βρόχο έχει αντίθετη φορά από το ρεύμα στο δεξιό.
Ακριβώς επειδή είναι αντίθετες, το ρεύμα στον αγωγό έχει ίδια φορά. Από το Α στο Κ. Επικαλούμενοι την αρχή της επαλληλίας αθροίζουμε αυτά τα ρεύματα και δεν τα αφαιρούμε. Έτσι η κατάσταση ισοδυναμεί με μία πηγή που τροφοδοτεί δύο αντιστάσεις εν παραλλήλω.
Μήπως άλλο ήθελες να πεις και δεν κατάλαβα;
Καλημέρα Στάθη, καλημέρα Γιάννη, καλημέρα Ανδρέα.
Ανδρέα δεν θα συμφωνήσω με τη θέση σου για εικονικές και πραγματικές πηγές.
Η ΗΕΔ αναπτύσσεται πάνω στον κινούμενο αγωγό ΚΛ και έχει μια τιμή με μέτρο Ε=Βυl.
Όταν πάμε στους βρόχους, με την κάθετη, ίδιας φοράς με την ένταση του πεδίου, ορίζουμε θετική και αρνητική φορά διαγραφής περιμετρικά των επιφανειών, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Η ΗΕΔ είναι μία με την πολικότητα που έχει σημειωθεί. Στον αριστερό βρόχο δίνει ρεύμα με τη φορά που φαίνεται στο σχήμα, συνεπώς αυτή η ένταση είναι αρνητική, στο δεξιό βρόχο δίνει ένταση που θεωρείται θετική!!!
Γιάννη
Εννοώ ότι το ρεύμα στο αριστερό βρόχο έχει φορά αντίθετη από τη φορά των δεικτών του ρολογιού κα το ρεύμα στο δεξιό ίδια φορά με τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Γι' αυτό στον κινούμενο αγωγό τα ρεύματα αθροίζονται.
Διονύση
Η ερώτηση του 2ου μάθητή θα είναι: Γιατί λέτε ότι η ΗΕΔ είναι μία ενώ υπάρχουν δύο βρόχοι και καθένας δίνει αντίθετη ΗΕΔ;
Ανδρέα είναι λογικό το να κάνει λάθος ένας μαθητής. Όμως ακριβώς επειδή αθροίζονται τα ρεύματα και όχι οι "τάσεις" η ράβδος αντικαθίσταται από μία πηγή. Αν θέλαμε κάτι να συνδέσουμε, αυτό θα ήταν δύο πηγές ρεύματος "παράλληλα".
Ο μαθητής δεν αντιμετωπίζει την ΗΕΔ ως ένα επικαμπύλιο ολοκλήρωμα (ευτυχώς).
Για τον μαθητή είναι μια μπαταρία που πρέπει να συνδέσει στο ισοδύναμο κύκλωμα. Πρέπει να βρει το Ε αυτής της μπαταρίας, το r της και να δουλέψει.
Με τον 2ο κανόνα Κίρχωφ σε παρανομία, μόνο ιδανικές πηγές (r=0) παίζουν, οπότε έχουμε μια πηγή να τροφοδοτεί δύο αντιστάσεις εν παραλλήλω.