by 
Μια Άσκηση και ένας προβληματισμός
Αφορμή για να γράψω τα παρακάτω στάθηκε η άσκηση που επέλεξε ως θέμα Β2, ο καλός συνάδελφος Παρμενίων Μανδραβέλης* στο προτεινόμενο διαγώνισμα της Η/Μ επαγωγής αλλά και ερώτηση που δέχθηκα από μαθητή.
Ανάλογες ασκήσεις πιθανά να δοθούν και σε γραπτές δοκιμασίες σε σχολεία ή φροντιστήρια.
Καταρχήν να ξεκαθαρίσω, πως η άσκηση είναι πολύ καλή, «γεμάτη» φυσικής σκέψης…
Αλλά…..
Η προτεινόμενη λύση (και από τον Παρμενίωνα), παρακάμπτει την ύπαρξη δύο ΗΕΔ στο αγώγιμο κύκλωμα ΚΜΝΛ και έτσι «ντριμπλάρει» την «απαγόρευση» ασκήσεων με δύο ΗΕΔ
Συνοπτικά
Στον ΚΛ αναπτύσσεται ΗΕΔ, το κύκλωμα ΚΜΝΛ διαρρέεται από ρεύμα, ο ΚΛ δέχεται FL αντίρροπη της ταχύτητάς του, άρα επιβραδύνεται και η ταχύτητα του υ1 μειώνεται. Ο ΜΝ θα αρχίσει να επιταχύνεται λόγω της FL που θα δεχτεί και η ταχύτητά του υ2 θα αυξάνει.
Όσο υ1>υ2, ο ΚΛ απομακρύνεται από τον ΜΝ και το εμβαδόν του πλαισίου ΚΛΜΝ αυξάνει, οπότε αυξάνει και η μαγνητική ροή και έχουμε επαγωγική ΗΕΔ και αντίστοιχα ρεύμα Ιεπ.
Κάποια στιγμή, υ1=υ2, οπότε σταθεροποιείται η μεταξύ τους απόσταση και το εμβαδόν, οπότε δεν υπάρχει πλέον μεταβολή μαγνητικής ροής από το πλαίσιο και μηδενίζεται η επαγωγική ΗΕΔ και αντίστοιχα το ρεύμα. Άρα συνεχίζουν να κινούνται με υ1=υ2=υκ , οι οποίες υπολογίζονται κατά τα γνωστά με διατήρηση ορμής….
Δεν ξέρω όμως, αν μια τέτοια λύση πρέπει να μας καλύπτει… αφού ο μαθητής που τη διατυπώνει, μπορεί να θεωρεί πως η στιγμιαία ένταση του ρεύματος δίνεται από τη σχέση I=BυL/Rολ , λαμβάνοντας υπόψη μόνο την ταχύτητα του ΚΛ….. κάτι που ελάχιστη σχέση έχει με την πραγματικότητα…… Και έτσι ο ΚΛ επιβραδύνεται και το ρεύμα μειώνεται ….
Τελικά, θα αποκτήσουν κοινή ταχύτητα υ1=υ2=υκ , το εμβαδόν του ΚΛΜΝ θα σταθεροποιηθεί, ΔΦ=0 οπότε Εεπ=0 και Ιεπ=0 …. Η απορία όμως μένει αφού στον ΚΛ υπάρχει Εεπ
Διάφορη από μηδέν
Προφανώς η έλλειψη του 2ου Κανόνα Kirchhoff είναι προφανής…..
‘Όμως, μπορούμε να δεχτούμε, ένα τέτοιο θέμα;
Το θέτω σε συζήτηση, για να δω και άλλες γνώμες….
Προσωπικά εκτιμώ, πως μια τέτοια λύση δεν καλύπτει το φαινόμενο και σίγουρα δεν θα ήθελα να δω σε πανελλαδικές
(*) Παρμενίωνα, ελπίζω να είσαι καλά και εύχομαι γρήγορη επάνοδο στην κανονικότητα ….
Διαβάζω, για τις δύσκολες συνθήκες λόγω covid στην περιοχή σου….
Να προσέχεις
φιλιά Γιάνη
Ε βεβαια συναδελφε.Συμφωνω απολυτα.Χαιρετω και απο εδω. Η συζητηση ξεκινησε με αφορμη το προβλημα της παρουσας αρχικης αναρτησης το οποιο λυνεται σε μια σειρα και σε 5 λεπτα με απολυτα αυστηρο τροπο.Εγω προτεινα μια λυση. Υπαρχει και αλλη εξισου συντομη αν δουμε οτι μονο η β) απαντηση ικανοποιει την ΑΔΟ. Η ερωτηση πολλαπλης επιλογης γινεται με δεδομενο οτι υπαρχει αναγκαστικα μια και μονο μια σωστη απαντηση.Ο αποκλεισμος των ψευδων απαντησεων γινεται με φυσικη και μαθηματικα και δηλωνει ακριβως τη γνωση που θελει να διαπιστωσει αυτος που κατασκευασε την ασκηση Το ποσο πολυπλοκη ειναι η λυση καθοριζεται οχι μονο απο την αρχικη εκφωνηση αλλα και απο τις υποψηφιες απαντησεις.Και κατι τελευταιο.Ενας διαβασμενος μαθητης με μετριο ταλεντο αποκλειεται να μην μπορει να λυσει ολα τα θεματα των πανελληνιων αν εχει πολυ διαθεσιμο χρονο.Το παιχνιδι παιζεται στην ταχυτητα με την οποια απαντα.
Ο στοχος τουλαχιστον ο δικος μου ειναι να γραψουν οι μαθητες μου αριστα και να μπουν στο πανεπιστημιο Εκει θα μαθουν πολυ καλυτερα οτι φυσικη τους χρειαζεται
Καλησπέρα Γιάννη.
Ευχαριστώ πολύ για το χρόνο σου και για το σχόλιο.
Ο αποκλεισμός δηλώνει γνώση, συμφωνώ. Απλά, εμένα η τοποθέτηση μου είναι ότι σε ένα θέμα πολλαπλής επιλογής, δεν πρέπει να αρκούμαστε στον αποκλεισμό των τριών (με γνώση). Πρέπει να δικαιολογείται και το σωστό με τις γνώσεις του μαθητή.
Χαιρετε κυριε καθηγητα.Αν σας δωσουν τρεις απαντησεις απο τις οποιες η η μια ειναι σιγουρα σωστη και με διαστατικη αναλυση φαινεται αμεσως οτι οι μοναδες μετρησης στις δυο βγαινουν αλλα αντι αλλων
και μονο στην μια βγαινουν σωστες θα κανετε μια ωρα πραξεις για να την αποδειξετε?
Καλησπέρα Κωνσταντίνε.
Δεν καταλαβαίνω την προσφώνηση:
“Χαιρετε κυριε καθηγητα.”!!!
Προσπαθησα να ειμαι πιο Formal .Κυριε Συναδελφε ,Συναδελφε,η με το ονομα σας, οπως επιθυμειτε φυσικα,
Βασίλη είναι στο χέρι σου να πετύχεις αυτό που λες βάζοντας κατάλληλες λανθασμένες απαντήσεις.
Όλη αυτή η συζήτηση ξεκινάει από μια στρέβλωση που έχουν αποκτήσει τα Β΄ θέματα.
Αυτά δεν ορίστηκαν αρχικά σαν ασκήσεις χωρίς νούμερα. Ήταν θεωρητικές ερωτήσεις.
Ας δούμε ένα παράδειγμα (ευλογώ τα γένια μου):
Ξέρουµε ότι όταν ένα κινούµενο σώµα συγκρούεται ελαστικά και µετωπικά µε άλλο ίδιας µάζας ακινητοποιείται. Το ακίνητο αποκτά ταχύτητα ίση µε αυτήν του κινούµενου. Τι θα συµβεί αν η κρούση είναι ανελαστική;
α) Θα ακινητοποιηθεί
β) Θα κινηθεί με αντίθετη φορά
γ) Θα κινηθεί με την ίδια φορά.
Επιλέξατε και αιτιολογήσατε.
Εδώ δεν υπάρχουν άλλα ενδεχόμενα από αυτά. Αν αποδείξεις ότι δεν θα ακινητοποιηθεί, ούτε θα γυρίσει πίσω, έχεις αποδείξει την ορθότητα του γ. Όπως στα Μαθηματικά όταν αποδεικνύοντας ότι ο x δεν μπορεί να είναι θετικός και δεν μπορεί να είναι αρνητικός, αποδεικνύεις ότι είναι μηδέν.
Η κακοποίηση των Β΄ θεμάτων (ίσως και από ξενομανία) μας οδήγησε σε εξαμβλώματα του τύπου:
Σώμα βάλλεται προς τα πάνω με ταχύτητα υ από το ΄έδαφος, τη στιγμή μηδέν.
Η στιγμή που επιστρέφει στο έδαφος:
α) Είναι υ/g β) Είναι υ/2g γ) Είναι 2υ/g
Αποδεικνύοντας το λανθασμένον των α και β(π.χ. διότι την στιγμή υ/g ακινητοποιείται και η στιγμή υ/2g είναι προγενέστερη) δεν σημαίνει ότι απέδειξες την γ. Μπορεί η στιγμή να είναι η 3υ/g ή οιαδήποτε άλλη μεγαλύτερη της υ/g.
Στο πρώτο παράδειγμα η γ είναι η άρνηση της ένωσης των α και β.
Στο δεύτερο δεν είναι.
Αν θέλεις ντε και καλά το δεύτερο παράδειγμα, ζήτα απλά να βρουν πόσο διαρκεί το ταξίδι χωρίς τσιριτσάντζουλες.
Καλησπέρα συνάδελφε Κωνσταντίνε. Πολύ ενδιαφέρον το θέμα που έθεσες, όμως στη συγκεκριμένη άσκηση, οι λύσεις που πρότεινες πιστεύω ότι δεν είναι ολοκληρωμένες και δε μπορούν να πάρουν άριστα.
α΄ λύση
Αφού τελικά δεν θα έχουμε επιταχύνσεις δεν θα έχουμε δυνάμεις και άρα ούτε ρεύματα οπότε δεν θα υπάρχει φαινόμενο επαγωγής και το εμβαδόν πρέπει να παραμένει σταθερό. Άρα επιλέγουμε το β διότι είναι το μόνο που ικανοποιεί αυτή την προϋπόθεση.
Ποια προϋπόθεση; Η εκφώνηση λέει «οι αγωγοί θα αποκτήσουν σταθερές ταχύτητες», δε λέει ίσες ταχύτητες. Πως θα φτάσουμε στη σκέψη ότι οι ταχύτητες θα εξισωθούν; Δε θα αναφέρουμε τις δυνάμεις; Γιατί ασκήθηκαν και με ποιες κατευθύνσεις; Τι προκαλούν στις ταχύτητες; Δε θα αναφέρουμε ότι είναι δυνάμεις Laplace; Και το ρεύμα πως δημιουργήθηκε; Δε θα αναφέρουμε το φαινόμενο επαγωγής;
β΄λύση
Αφού δεν υπάρχουν επιταχύνσεις μετά την αποκατάσταση της δυναμικής ισορροπίας δεν θα υπάρχει φαινόμενο επαγωγής δηλαδή το εμβαδόν του πλαισίου θα παραμένει σταθερό άρα σωστή είναι η β
Από πού προκύπτει η κατάσταση δυναμικής ισορροπίας και που την έχουν διδαχτεί οι μαθητές για να την επικαλεστούν;
γ΄λύση
Υπάρχει και άλλη εξίσου σύντομη αν δούμε ότι μόνο η β) απάντηση ικανοποιεί την ΑΔΟ.
Εδώ δεν έχουμε φαινόμενο κρούσης, που είναι στην ύλη. Γιατί διατηρείται η ορμή του συστήματος των δύο αγωγών; Δεν πρέπει να αναφέρουμε τις δυνάμεις Laplace ως εσωτερικές; Πως δημιουργήθηκαν; κ.λ.π. για να μην κουράζω…
Μπορεί να κάνω λάθος, αλλά πιστεύω πως τη μέθοδο αποκλεισμού πρέπει να την αποφύγει ένας υποψήφιος. Αν είναι διαβασμένος, ας το δείξει ακολουθώντας την αποδεικτική διαδικασία της απάντησης που θα επιλέξει.
Καλησπερα συναδελφε Ανδρεα. Ειλικρινα δεν μπορω να καταλαβω τι σου φαινεται δυσνοητο.Εγω δεν εγραψα την λυση οπως θα την εγραφα σε καποιο διαγωνισμα. Την περιεγραψα στους συναδελφους. Αν οι ταχυτητες δεν ηταν ισες τοτε το εμβαδον του πλαισιου θα ηταν μεταβαλομενο. Αρα θα ειχαμε επαγωγικη ταση στο πλαισιο λογω του φαινομενου της επαγωγης.Αρα λογω του νομου του ohm θα ειχαμε επαγωγικο ρευμα.Αρα οι δυο ραβδοι που θα διαρεοντουσαν απο επαγωγικο ρευμα θα δεχοντουσαν δυναμεισ laplace. Αρα θα ειχαν επιταχυνσεις.Αρα οι ταχυτητες δεν θα ηταν σταθερες.Ατοπον διοτι ολες οι επιλογες εχουν σταθερες ταχυτητες. Απο αυτα τι δεν καταλαβαινεις?
Δεν συμβουλεύω φέτος μαθητές παρά μόνον μέσω υλικονέτ.
Θα τους έλεγα να προτιμήσουν την πλήρη λύση.
Διαφορετικά ρισκάρουν.
Το θέμα είναι να μην χάσουν βαθμούς και όχι να χάσουν και να διαβάσουν (π.χ. στο υλικονέτ) ότι κακώς έχασαν βαθμούς ή ότι σε άλλο Β.Κ. δεν θα έχαναν βαθμούς.
Το θεμα δεν εχει να κανει με επιστημονικη ορθοτητα αλλα με στρατηγικη που ακολουθουμε κατα την δειαρκεια του διαγωνισματος.Το πρωτο βημα ειναι να τσεκαρουμε την σωστη απαντηση ,Οποτε η πιο συντομη μεθοδος ειναι η καλυτερη.Πολλες φορες δεν χρειαζεται να γραψουμε τιποτα.Με απλη λογικη βρισκουμε την απαντηση(οχι παντα).Στη συνεχεια αν υπαρχει χρονος κανουμε αναλυτικους υπολογισμους με λεπτομερεια μεχρις εσχατων μηπως και καποιος εξεταστης δεν καταλαβει κατι.Αν ομως υπαρχει μεγαλη πιεση χρονου περιγραφουμε κανοντας και τους απαραιτητους υπολογισμους την μαθηματικη λογικη με την οποια επολεξαμε το σωστο
Θα συμφωνήσω πως αν δεν υπάρχει χρόνος κάνουμε ότι προλαβαίνουμε.
Το θέμα έχει δύο σκέλη:
Καλό είναι να εξετασθούν και τα δύο στην λύση ώστε να είναι πλήρης.
Αν δεν προλάβει ένα παιδί μπορεί να θίξει το ένα ή και κανένα από αυτά.
Υποθέτω ότι τα δύο αυτά σκέλη ήταν η πρόθεση του Παρμενίωνα.
Καλησπέρα σε όλους τους συνομιλητές
Θα γράψω ένα σχόλιο, αν και προσπάθησα να το αποφύγω, γιατί η συζήτηση οδηγήθηκε σε άλλα μονοπάτια….επικίνδυνα κατά τη γνώμη μου….
-Διαβάζω οδηγίες σύντομης-«έξυπνης» λύσης….όπως λέμε smart phones….
-Διαβάζω οδηγίες πώς πρέπει να βαθμολογούμε…..
-Διαβάζω για επιτροπές εξετάσεων ….. και «πορίσματα» που προκύπτουν…από αυτές….
-Διαβάζω οδηγίες στρατηγικής επίλυσης προς μαθητές ώστε να πάρουν άριστα στις εξετάσεις…κοινώς τεχνικές επίλυσης…χωρίς να ενδιαφέρει τι καταλαβαίνουν….
-Διαβάζω οδηγίες προς το δημιουργό της άσκησης πώς θα την κάνει πιο «έξυπνη»….κοινώς πώς θα στήσει δόκανα στους εξεταζόμενους
-Διαβάζω …. τόσα… που ελάχιστη σχέση έχουν με το λόγο που θέλησα να ξεκινήσω τη συζήτηση
Να το γράψω άλλη μια φορά….
Στη δική μου λογική-αισθητική-διδακτική ηθική, θα πρέπει το εξεταζόμενο θέμα να μπορεί να γίνει αντιληπτό στο σύνολό του από τους μαθητές….
Θέμα, του οποίου η απάντηση μπορεί να προκύψει…. εύκολα-δύσκολα-γρήγορα-έξυπνα…..αλλά του οποίου η ενδιάμεση διαδικασία δεν μπορεί να γίνει άμεσα αντιληπτή , γιατί ο φορμαλισμός που απαιτεί υπερβαίνει αυτά που το εκπαιδευτικό σύστημα διδάσκει, δεν μου κάνει…..
Ας φρόντιζαν οι ειδικοί, να υπάρχει ο 2ος ΚΚ και η θεματολογία με κινήσεις δύο ράβδων να ήταν κατανοητή στην εξέλιξή της …..
… χωρίς να χρειάζονται «ντρίμπλες» στη σκέψη που ρίχνουν στο ναδίρ την ψυχολογική ασφάλεια των μαθητών…..
Και επειδή μάλλον, πάλι δεν θα γίνω αντιληπτός….να το γράψω όσο πιο απλά γίνεται….
-και τη λύση ξέρουμε…
-και την «πονηριά» της….
-και πώς βαθμολογούμε….
-και τι θέλουμε να πετύχουμε….
Θέλουμε όμως η φυσική που διδάσκουμε-εξετάζουμε….να είναι κατανοητή στο σύνολο και στην εξέλιξη του φαινομένου…..
Απ οτι καταλαβαινω και απο τα προηγουμενα σχολια σας βασικα δεν διαφωνουμε η αν θελετε εχουμε την ιδια νοοτροπια για τις ασκησεις αυτης της κατηγοριας. Θα κανω ενα τελευταιο σχολιο γιατι δεν θελω να κουραζω τους συναδελφους.Αν ο συγγραφεας ηθελε να εξετασθει πληρως η λυση και ως προς τα δυο σκελη τοτε η ασκηση επρεπε να εχει ενα και μονο ερωτημα: Nα υπολογισθουν οι οριακες ταχυτητες των δυο ραβδων.Το πρωτο ερωτημα της επιλογης μεταξυ τριων πιθανων απαντησεων δεν εχει κανενα νοημα εκτος οτι δινει στον μαθητη την δυνατοτητα να απαντησει στην τυχη εχοντας 1/3 πιθανοτητα να παρει καποιες μοναδες.Ετσι,αν ισχυει αυτο, και εμεις λογικα δεν θα πρεπει να ασχοληθουμε ποτε ξανα με ερωτησεις πολλαπλης επιλογης με δικαιολογηση αφου ως προς τον χειρισμο της ασκησης δεν διαφοροποιουνται σε τιποτα απο τα θεματα παλαιου τυπου που αντιμετωπιζαμε εμεις οταν ειμασταν μαθητες