Print bookPrint book

Fizyka i ruch łodzi - zajęcia eksperymentalne (nad wodą)

Site: Rm training
Course: Jak zrobić statek-drona
Book: Fizyka i ruch łodzi - zajęcia eksperymentalne (nad wodą)
Printed by: Guest user
Date: Sunday, 16 August 2026, 10:52 AM

Description

a

Fizyka

Plan lekcji nr 3

O LEKCJI

Temat

Fizyka i ruch łodzi - zajęcia eksperymentalne (nad wodą)

Czas trwania

2 x 1 godzina (2 x 45 min)

Zakładana wcześniejsza wiedza
  • Pojęcia badane w odniesieniu do Drugiej Zasady Mechaniki: prędkość, prędkość względna, przyspieszenie, siła bezwładności, impuls mechaniczny (Lekcja nr 1).
  • Rozwijanie umiejętności analizy i rozwiązywania problemów związanych z teoretycznymi zagadnieniami związanymi z ruchem łodzi (Lekcja nr 2).

Cele lekcji

Nauka poprzez badania eksperymentalne, przeprowadzane w celu określenia różnych wielkości fizycznych, związanych z ruchem łodzi zbudowanych przez uczniów, na brzegu wody wybranej do eksperymentów (rzeka, jezioro, morze lub basen).

Główna idea stojąca za tematem

  • Rozwijanie umiejętności korelowania wiedzy teoretycznej ze zjawiskami obserwowanymi podczas eksperymentów.
  • Przykłady (patrz linki):
  • prędkość przepływu rzeki;
  • względna prędkość łodzi względem wody;
  • prędkość łodzi względem brzegu;
  • czas, w którym łódź (z włączonym/wyłączonym silnikiem) pokonuje daną odległość w kierunku przepływu rzeki lub w kierunku przeciwnym;
  • czas, w którym łódź motorowa przepływa przez rzekę;
  • maksymalna prędkość łodzi motorowej;
  • prędkość kadłuba.

Wyniki lekcji

Rozwijanie umiejętności krytycznego i abstrakcyjnego myślenia w odniesieniu do elementów projektu fizycznego i rzeczywistych zastosowań.

Kompetencje
  • Szczegółowe kompetencje:
  1. Rozwój umiejętności i zdolności do samodzielnej pracy oraz pracy w zespole.
  2. Prawidłowe użycie słownictwa w opisie zjawisk;
  3. Nabycie umiejętności korelowania wiedzy teoretycznej ze zjawiskami obserwowanymi w praktyce.
  • Kompetencje pochodne:
  1. Definiowanie i utrwalanie pojęć: odległość, prędkość, czas, prędkość względna, temperatura (DC1).
  2. Opis działań eksperymentalnych, które mają zostać przeprowadzone i sposób pracy (DC2).
  3. Wyjaśnienie, jak obliczyć prędkość rzeki, względną prędkość łodzi w stosunku do podłoża (DC3).
  4. Określenie głównych źródeł błędów i przyczyn ich występowania (DC4).

Metody
  • Metody nauczania:
  • Metoda heurystyczna;
  • Wyjaśnienie;
  • Problematyzacja;
  • Algorytmizacja;
  • Eksperyment;
  • Nauka poprzez odkrywanie
  • Formy aktywności:
  • Aktualizacja wiedzy;
  • W zespołach - 5 grup po 4-5 uczniów każda

Zgodność z programem nauczania
  • Rozwijanie umiejętności pracy samodzielnej i zespołowej.
  • Poprawne użycie słownictwa w opisie fizyki i zjawisk naturalnych.
  • Rozwijanie umiejętności korelowania wiedzy teoretycznej ze zjawiskami obserwowanymi podczas eksperymentów.
  • Opis używanych narzędzi i etapów pracy.
  • Określenie głównych źródeł błędów w badaniu eksperymentalnym i przyczyn ich występowania.
  • Rozwijanie umiejętności krytycznego i abstrakcyjnego myślenia w odniesieniu do elementów projektu fizycznego i rzeczywistych zastosowań.
  • Może być powiązany z:
  • Chemia i biologia, czujniki do pobierania próbek, komunikacja, filtrowanie i moduły silników budowlanych.
  • Dwie jednostki treści w programie nauczania fizyki w 9 klasie (zasady i prawa mechaniki klasycznej, twierdzenia o zmienności i prawa zachowania w mechanice);
  • Dyscypliny technologiczne, jeśli są dostępne na poziomie programu nauczania (na przykład odnoszące się do obliczania różnych pomiarów mechanicznych).

Zaangażowanie interesariuszy
  • Niezależne zajęcia szkolne (skorelowane z zajęciami z biologii i chemii).
  • Możliwa pomoc i/lub wsparcie oferowane przez władze lokalne i/lub lokalne instytucje administracji wodnej.

POTRZEBNY SPRZĘT I MATERIAŁY

Dla 1 zespołu składającego się z 5 uczniów
 

Pozycja

Ilość

Uwagi

Komputery

(w szkolnych pracowniach) z dostępem do Internetu

1-2/zespół (1/student, jeśli dostępny)

Można wykorzystać inny dostępny sprzęt IT (laptopy, tablety, telefony komórkowe) z dostępem do Internetu

Lekcja ma charakter eksperymentalny, więc może być zorganizowana w dwóch częściach:

  • jeden w terenie (nad wodą) - zbieranie niezbędnych danych;
  • jeden w klasie, w laboratorium fizyki lub w laboratorium informatycznym, w zależności od dostępnej infrastruktury - obliczanie wymaganych danych, wypełnianie tabel danych i raportów.

Linijka lub/i ruletka do pomiaru odległości

1/zespół

Timer do rejestracji czasu

1/zespół

Piłki

2-5/zespół

Drewniane talerze

2-5/zespół

Sznurek,

nylonowa nić

3-10 m/zespół

Tabele danych eksperymentalnych

2/zespół

  

Wirtualne laboratoria pomiarowe (jeśli są dostępne)

1/zespół

  

To jest zalecana lista:

Obserwacje

  • W każdej klasie / laboratorium dostępne będą 1-2 tablice lub tablice (magnetyczne i/lub interaktywne) z kredą lub markerami do pisania.
  • Nauczyciele zaoferują uczniom niezbędne wsparcie informacyjne i praktyczne (arkusze robocze, prezentacje elektroniczne, obrazy tematyczne online, filmy i samouczki).

DZIAŁANIA KROK PO KROKU

  

Krok 1 (2 min)

Moment organizacyjny (sprawdzenie obecności, przyciągnięcie uwagi, przygotowanie materiałów dydaktycznych itp.)

Krok 2 (10 min)
  • Aktualizacja wcześniejszej wiedzy niezbędnej do nauczania.
  • Uczniom zadawane są pytania związane z pojęciami teoretycznymi, takimi jak:
  • jednostajny ruch prostoliniowy i jednostajnie zróżnicowany ruch prostoliniowy;
  • prędkość i prędkość względna, odległość, czas
  • siła tarcia.
  • Prezentacja realizowanych kompetencji pochodnych podczas działań eksperymentalnych (DC1, DC2, DC3, DC4).

Krok 3 (70 min)
  • Metoda pracy
  • Klasa jest podzielona na 5 grup, w tym 4-5 uczniów, a każda grupa otrzymuje raport z pracy, przyrządy pomiarowe i tabelę z danymi eksperymentalnymi.
  • Nauczyciel wyjaśnia technikę pracy i zapewnia niezbędne środki ochrony pracy.
  • Nauczyciel przedstawia etapy pracy, a następnie nadzoruje i kieruje działalnością doświadczalną, zgodnie z metodą pracy zawartą w sprawozdaniu z wykonanej pracy.
  • Uczniowie pracują w grupach i uzupełniają tabelę danych w karcie pracy obliczonymi wartościami.
  • Nauczyciel opracowuje dane z grup, przy pomocy uczniów, a następnie porównuje uzyskane wartości między grupami.
  • Nauczyciel wyjaśnia występowanie głównych źródeł błędów.

Krok 4 (6 min)
  • Utrwalenie i konsolidacja nabytej wiedzy poprzez wyciągnięte wnioski końcowe.
  • Informacja zwrotna poprzez krótkie pytania i odpowiedzi związane z działalnością doświadczalną.
  • "Jakie są główne przyczyny błędów rażących?"
  • "Co najbardziej podobało ci się podczas lekcji?"
  • "Która grupa pracowała najlepiej?"
  • Wypełnianie tabeli lub diagramu K-W-L (Wiem, Chcę wiedzieć, Nauczyłem się) (jeśli to konieczne / stosowne).

Krok 5 (2 min)

Wnioski:

  • Określenie zadania domowego (jeśli to konieczne / stosowne);
  • Ustna i/lub pisemna ocena (oceny) dla uczniów, którzy byli bardzo aktywni podczas działalności doświadczalnej.

Ocena
  • Ustna bieżąca kontrola
  • Systematyczna obserwacja uczniów

Przydatne linki
  • Angielski:
  • Prędkość kadłuba: prędkość, przy której długość fali grzbietu fali dziobowej statku jest równa długości łodzi. W erze żaglowców, prędkość kadłuba była uważana za przybliżony limit prędkości, jaką statek mógł osiągnąć. Synonim: prędkość wypornościowa.(https://en.wiktionary.org/wiki/hull_speed)
  • Długość fali: długość pojedynczego cyklu fali, mierzona jako odległość między jednym szczytem lub doliną fali a następnym; w fizyce jest często oznaczana jako λ i odpowiada prędkości fali podzielonej przez jej częstotliwość. (https://en.wiktionary.org/wiki/wavelength)
  • Fala dziobowa: fala, która tworzy się na dziobie statku, gdy porusza się on przez wodę, i wyznacza zewnętrzne granice śladu statku. (https://en.wiktionary.org/wiki/bow_wave)
  • Ślad: ścieżka zostawiona przez statek na powierzchni wody. (https://en.wiktionary.org/wiki/wake)
  • Rumuński:

Raport z pracy laboratoryjnej (dla grupy 5 uczniów)

I. Określenie prędkości przepływu rzeki (wody) względem brzegu

a) Wymagane materiały: raport z pracy, tabela danych eksperymentalnych, stoper, miarka, piłki, deski drewniane, sznurki, nici nylonowe, zbudowane i wyposażone łodzie, komputery i inne urządzenia IT, telefony komórkowe itp.

b) Zasada metody:

Wzór na średnią prędkość jest jednym z podstawowych pojęć fizycznych, używanym do obliczenia średniej prędkości poruszającego się obiektu. Oblicza się ją, dzieląc przebywaną odległość między dwoma punktami przez czas, który był potrzebny do przebycia tej odległości.

v = a d

Δx – Odległość przebyta między dwoma punktami A i B.

Δt –Czas, który był potrzebny do przebycia tej odległości.

Wzór na średnią prędkość jest niezwykle ważny w fizyce, ponieważ może być używany do:

  • określenia prędkości poruszającego się obiektu;
  • oszacowania, jak szybko obiekt może zostać przemieszczony z jednego punktu do drugiego.

c) Procedura eksperymentalna:

  1. Zmierz odcinek rzeki, dla którego oblicza się prędkość przepływu rzeki AB w metrach;
  2. Wybierz obiekt, który unosi się na wodzie, ma mniejszą gęstość niż woda (drewno, piłka, materiał plastikowy), który jest związany z nicią nylonową, sznurkiem lub sznurkiem.
  3. Zmierz czas unoszenia się obiektu z punktu A do punktu B, w sekundach;
  4. Wprowadź dane do dedykowanej tabeli w następującej formie:
  5. Zapisz trzy wartości czasu i oblicz prędkość przepływu rzeki dla każdego czasu, a następnie oblicz średnią prędkość.
  6. Wyjaśnij występowanie błędów pomiarowych.

d) Tabela danych eksperymentalnych:

Numer grupy

d

[m]

t

[s]

Va

[m/s]

Vm

[m/s]

Grupa I

        

Grupa II

      

Grupa III

     

Grupa IV

      

Grupa V

      

Va = a = d

Vm = a

II. Określenie czasu, w którym łódź pokonuje odległość od A do B z włączonym silnikiem.

a) Wymagane materiały: raport z pracy, tabela danych eksperymentalnych, stoper, miarka, zbudowane i wyposażone łodzie, komputery i inne urządzenia IT, telefony komórkowe itp.

b) Zasada metody:

  • Od A do B (w kierunku przepływu rzeki)

va – Prędkość przepływu rzeki, woda względem Ziemi.

vb – Prędkość ruchu łodzi z włączonym silnikiem pod prąd.

v1 – Prędkość łodzi względem ziemi od A do B.

t1 - Czas, w którym łódź pokonuje odległość od A do B z włączonym silnikiem.

  • Od B do A (w kierunku przeciwnym do przepływu rzeki).

             V2 – Prędkość łodzi względem ziemi od B do A.

             t2 –Czas, w którym łódź pokonuje odległość od B do A z włączonym silnikiem.

V2 = vb  - va                t2 = as

c) Procedura eksperymentalna:

  1. Zmierz odcinek rzeki, dla którego oblicza się prędkość przepływu rzeki AB w metrach.
  2. Umieść łódź na wodzie z włączonym silnikiem i rozpocznij ruch pomiędzy punktami A i B.
  3. Zmierz czas podróży łodzi z punktu A do punktu B w sekundach.
  4. Wprowadź dane do tabeli danych w poniższej formie:
  5. Oblicz czas za pomocą teoretycznych wzorów obliczeniowych, a następnie porównaj wyniki z tymi, które zostały określone eksperymentalnie.
  6. Wyjaśnij występowanie błędów pomiarowych.

d) Tabela danych eksperymentalnych:

Numer grupy

d [m]

Va

[m/s]

Vb

[m/s]

V1

[m/s]

V2

[m/s]

t1 (1)

[s]

t2 (1)

[s]

t1 (2)

[s]

t2 (2)

[s]

Grupa I

                  

Grupa II

                  

Grupa III

                 

Grupa IV

                  

Grupa V

                  

(1): t1 i  t2 uzyskane z obliczeń eksperymentalnych

(2): t1 i t2 zmierzone stoperem

e) Źródła błędów:

  1. Błędy pomiarowe – nieuniknione, z powodu niedoskonałości zmysłów i urządzeń;
  2. Błędy zaokrąglenia;
  3. Błędy metody;
  4. Błędy systematyczne:
  • przyrządy - wadliwe urządzenia lub wadliwe przyrządy pomiarowe;
  • osobiste - brak umiejętności eksperymentowania;
  • teoretyczne - zaniedbanie działań zewnętrznych, niektórych czynników fizycznych, takich jak nieodpowiednie źródło światła itp.
  1. Błędy przypadkowe - niedoskonałość narządów zmysłów obserwatora, jego brak umiejętności, wahania, które wystąpiły podczas eksperymentu, pozycja obserwatora podczas pomiarów.

  1. Błędy rażące:
  • nieuwaga obserwatora;
  • z powodu tarcia między kołem pasowym a przewodem;
  • z powodu nierównomiernego tarcia między ciałem a nachyloną płaszczyzną;
  • błędny zapis wyniku;
  • pomyłki;
  • nieprawidłowe obliczenia matematyczne.

Erasmus+ Cooperation partnerships project

Sailing Into Opportunities

No. 2023-1-LT01-KA220-SCH-000161306

https://sailtunities.gaminu.eu/

a

Funded by the European Union. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the National Agency. Neither the European Union nor National Agency can be held responsible for them.
 

 

Table of contents

1. Działania eksperymentalne prowadzone łodzią na wodzie