הוראת פיסיקה בדרך החקר/כיול גומיה כמד כח

הערותעריכה

נושא פשוט שמתאים לפתיחת ניסויי החקר. הגומיה תשמש כמד כח בניסויים אחרים. השיפוע המתקבל ישמש בניסויים של אנרגיה אלסטית.

כישוריםעריכה

מדידה באמצעות סרגל

תכנון מערכת ניסוי

שימוש בגיליון אלקטרוני

ידעעריכה

חוק הוק


רגרסיה ליניארית (בגיליון אלקטרוני)


שגיאת מדידה

ציוד נדרשעריכה

חבילת גומיות
סרגלים
מהדקים משרדיים (אטבים)
מאזניים
משקולות שונות


ידע קודם נדרשעריכה

W=mg

הנחיות לפעילותעריכה

הצגת הבעיהעריכה

יש למצוא את הקשר בין הכח המופעל למתיחת גומיה לבין האורך שלה.

הצגת האמצעיםעריכה

הציוד הקיים הוא: גומיות, סרגלים, מהדקים, משקולות, מאזניים (אפשר להדגים כיצד להשתמש במאזניים), משקולות, וכמובן שולחנות כיסאות וכל מה שיש לכם בתיקים

עבודה עצמאיתעריכה

התלמידים מצופים להשתמש במהדקים כדי לתלות את הגומיות מצד אחד, ולתלות על הגומיות משקולות מצד שני. ניתן לתלות את הגומיות גם על דברים אחרים. דברים עבים, כגון ידית של דלת, יביאו לתוצאות שונות. אם נצפים תלמידים שעושים זאת, ניתן לאתגר אותם בשאלה – האם תקבלו תוצאה שונה אם תתלו את הגומיה על דברים שונים.

התלמידים מצופים להכין טבלה, בה תהינה שתי עמודות: משקל, אורך. תלמידים שלא עושים זאת יכולים להיות מאותגרים בשאלה: איך ניתן לצבור את הנתונים בצורה יותר מסודרת? כיצד ניתן להציג את הנתונים

הצגת התוצאות ודיוןעריכה

בשלב זה, חלק מהתלמידים ירצו להראות את הגרפים שקבלו (גם אם לא הונחו להכין כאלה). תלמידים מבריקים במיוחד גם יסכמו את הניסוי בחוק הוק (גם אם לא יקראו לו כך).

יש להעלות לדיון את נושא הדיוק. האם כל התלמידים קבלו את אותו האורך עבור אותו משקל?

ריכוז הנתונים לגיליון אלקטרוני יכול להתבצע כחלק משיעור פיסיקה או כחלק משיעור מיומנויות מחשב. כמו כן, בהתאם לידע והניסיון הקודם של התלמידים ומספר המחשבים בכיתה, העבודה יכולה להעשות במרוכז עם הקרנה על הלוח, או בקבוצות קטנות.

אם התוצאות לא ירוכזו בשיעור פיסיקה, יש לבקש להציג את התוצאות בצורה גרפית (ידנית), ולעבור לרפלקציה. רפלקציה נפרדת תעשה לאחר העיבוד בגיליון אלקטרוני.

  • מרכזים את התוצאות של כל התלמידים לטבלה של משקל, אורך.
  • מציגים את התוצאות בגרף (xy scatter)
  • דנים האם הנקודות על קו ישר (יתכן שחלק מהנקודות יחרגו מהתחום האלסטי)
  • מעבירים קו מגמה, ורושמים את המשוואה של קו המגמה
  • דנים בנקודות שחורגות מעל ומתחת לקו המגמה. מה הדיוק של הגומיה כמד כח?
  • מחשבים את סטיית התקן מקו המגמה (בגיליון אלקטרוני אקסל, פונקציית steyx)

רפלקציהעריכה

כל תלמיד ירשום מה היו ההצלחות שלו בשיעור.

התלמידים ישתפו בהצלחות. יש לודא שבין ההצלחות יהיה: קשר בין התארכות לכח, והיכולת להשתמש בגומיה למדוד כח.