אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

מטרת ההדמיה
הבנת מושגים הקשורים בתנועה על מישור משופע: עבודה, חיכוך, גלגולי אנרגיה, כוחות, זווית שיפוע, וכו'.

 

קישור להדמיה

http://stwww.weizmann.ac.il/ptc/applets/the-ramp.jar

 

סוג הקובץ

Java-based simulation

להורדת Java לחצו כאן

 

מקור ההדמיה

PhET – Physics Education Technology, University of Colorado, Boulder

להנחיות כלליות לשימוש בהדמיות PhET לחצו כאן

 

הסעיף המתאים בסילבוס להדמיה

דינמיקה של תנועה על מישור משופע

 

 

שימוש בהוראה

כעזר בזמן הוראת הנושא (הקרנה על הלוח) של תנועה על מישור משופע, חיכוך, השפעת זווית המישור על הכוחות הפועלים, כשיעורי בית, כפעילות תלמידים (ראה דוגמאות של דפי פעילות, באנגלית, שפותחו על ידי מורים בארה"ב והורדו באישור מהאתר באוניברסיטת קולורדו).

 

 

הנחיות הפעלה

קיימים פרמטרים רבים אותם ניתן לשנות בהדמיה זו:

1.    בחירת הגוף הנע, באמצעות לחיצה על התמונה המתאימה (ראה תמונה משמאל). לכל גוף יש משקל וצורה משלו, ובהתאם לכך, מקדם חיכוך שונה.

 

 

2.     מיקום התחלתי של הגוף על המישור המשופע, ניתן לקבוע אותו באמצעות הזזת הזחלן על הסקלה המתאימה (Position), או באמצעות גרירת מיקום הגוף על המישור המשופע עצמו. 

 

3.       גובה המישור המשופע, ניתן לקבוע אותו באמצעות הזזת הזחלן על הסקלה המתאימה (Ramp Angle), או באמצעות גרירת נקודת הקצה של המישור המשופע עצמו.

4.       קיום חיכוך עם המשטח או לא, מבטלים את החיכוך באמצעות סימון הריבוע הקטן (Frictionless).

5.       ניתן לשנות את גודל הכוח המופעל ואת כיוונו (מתחת לאפס הוא בכיוון הפוך), באמצעות לחיצה על מרכז דיאגרמת הכוחות, וגרירה הצידה, ניתן לקבוע באיזה כיוון יפעיל האדם את הכוח על הגוף הנע. גם באמצעות גרירת חץ הכוח על הציר האנכי של דיאגרמת הכוח. ניתן גם לקבוע גם באופן מספרי את ערך הכוח המופעל, תוך רישומו בחלון המתאים. המסך הגרפי במרכז ההדמיה מציג את ערך רכיב הכוח האופקי בכל נקודה.

 

 

כפתורי הרצת ההדמיה

a.      תחילה יש לבחור את הגוף עליו רוצים לבצע את ההדמיה, מתוך מבחר הגופים הקיים.

b.      יש לבחור באמצעות סימון המשבצת המתאימה, אם רוצים חיכוך עם המשטח(Friction).

c.  ניתן להפעיל את ההדמיה (Go). לעצור אותה (Pause), ולהריץ אותה מחדש (Playback), ואף במהירות איטית (Slow Motion).

 

 

 

תצוגות ההדמיה

 

בחלון הנמצא על המסך מימין, ניתן למצוא אפשרות להצגת התוצאות במספר דרכים:

• ניתן לבחור להשמיע צליל (Sound), באמצעות סימון הריבוע הקטן בתחתית המסך מימין למטה.
• ניתן להציג גרפים של אנרגיה, ו/או עבודה, באמצעות לחיצה על הכפתורים המתאימים:

 

• ניתן להציג גרף דינמי של עמודות האנרגיה (Energy) ו/או עבודה (Work), באמצעות לחיצה על הכפתורים המתאימים:

 

כתוצאה מהבחירה בשני הכפתורים נקבל את הגרפים הדומים לאלו שבתמונה:

 

·         ניתן לקבוע את ערך הכוח המופעל (Applied Forceכפי שרואים בתמונה:

 

·     כמו כן רואים בתמונה את כפתור הרצת ההדמיה (Go) , ואת כפתור ניקוי המסך (Clear):

  

·         קיימות גם אפשרויות למתקדמים (בעיקר לביצוע חקר באמצעות ההדמיה). אפשרויות אלו מתגלות כאשר לוחצים על כפתור "More Features" , הנמצא ככרטיס נפרד בצידו השמאלי העליון של מסך ההדמיה.

 

·         אפשרות הרחבה נוספת היא לחיצה על כפתור "Advanced" המופיע בעמודה הימנית. לחיצה עליו פותחת מסך בו ניתן לקבוע בדיוק מה רוצים להציג בהדמיה. דוגמה למסך זה רואים בתמונה:

 

ניתן לקבוע בו את נקודת האפס של האנרגיה הפוטנציאלית, ניתן להוסיף סרט מדידה, ניתן לפרק את הוקטורים למרכיביהם, וניתן לבחור את הכוחות אותם רוצים  להציג.

 

 

 

 

בדפי העבודה שהציעו המורים בארה"ב ניתן לראות דוגמאות של טבלאות נתונים שמבקשים מהתלמידים למלא, ניתן לראות שאלות שכדאי לשאול את התלמידים, וניתן לראות מערכי שיעור בנושא.

החלק היפה בהדמיה זו הוא ההתייחסות לדיאגרמת הכוחות הפועלים על גוף הנמצא על מישור משופע, וכיצד מושפעת דיאגרמה זו כתוצאה משינויו כל אחד מהפרמטרים, כגון: שינוי זווית המישור המשופע, שינוי החיכוך, שינוי כיוון התנועה, שינוי הכוח המופעל, וכו'.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

צורת המסך עם כל האפשרויות מופעלות מופיעה בתמונה הבאה:

 

 

 

 

דפי פעילות באנגלית שפותחו באוניברסיטת קולורדו: