אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

מקור: PhET – Physics Education Technology, University of Colorado, Boulder

סוג הפריט: יישומון

שפה: עברית/ אנגלית

אוכלוסיית יעד: מורים, תלמידים, כיתה י"א

סוג הפעילות: חקר

שימוש מומלץ: סיכום נושא

זמן הפעילות: שעתיים

 

נושא: מכניקה 5 יח"ל סעיפים 2.1 עד 2.8

מילות מפתח: כוח, תרשים כוחות, חיכוך סטטי, חיכוך קינטי, תאוצת הכובד

תקציר: הבנת מושגים הקשורים בתנועה במהירות קבועה, תאוצה, מפגש בין גופים.

 

הפנייה להדמיה 

 

 פריט קיים באתר התלמידים: לא

 

חומרים משלימים מהאתר: 

• הנחיות כלליות לשימוש בהדמיות PhET
• תנועת קלעים 
• תאוצה בתנועה מעגלית 
• מעלית מאיצה, נעה במהירות קבועה ומאטה עד לעצירה 
• שלושה קליעים נורים בזוויות שונות 
• גוף מאיץ וגוף הנע במהירות קבועה 

 

סוג הקובץ: Java-based simulation (להורדת Java לחצו כאן)

 

 

הנחיות הפעלה והערות דידקטיות 
 

 

מטרת ההדמיה

הבנת מושגים הקשורים בפעולת כוח בממד אחד, איך משפיעה הפעלת כוח חיצוני על תנועה (מהירות, תאוצה וכיוון).

הדמיה זו מתאימה כהדגמה על הלוח בזמן סיכום הוראה של נושא כוח ותנועה בממד אחד.

 

ההדמיה מאפשרת:

• מציאת קשר בין גרף הכוח המופעל לבין גרף המהירות, גרף התאוצה, וגרף המקום של הגוף הנע .

• הבנת הקשר בין כוח חיצוני מופעל לבין כוח החיכוך . הבדלים בין תנועה עם חיכוך (אמיתית) לבין תנועה בה מזניחים את החיכוך (אידאליזציה).

• השוואה בין כוחות על כדור הארץ לכוחות על גורמי שמיים אחרים (בהם יש תאוצה גרביטציונית שונה).

• הדגמת דיאגרמת הכוחות הפועלים על גוף (Free Body Diagram) .

• הבנת משמעות חיכוך סטטי לעומת חיכוך דינמי (קינטי) – התחלת תנועה ממצב מנוחה לעומת שמירה על תנועה קיימת.

 

הסעיף המתאים בסילבוס להדמיה

כוח בממד אחד:

 

שימוש בהוראה

• כעזר בזמן הוראת הנושא (הקרנה על הלוח) של פעולת כוח על גוף בממד אחד.

• כשיעורי בית, בייחוד כמשחק להגברת התעניינות התלמידים, יצירת אתגרים מחשבתיים.

• כפעילות תלמידים.

( ראה קבצי דוגמאות של דפי פעילות, באנגלית, שפותחו על ידי מורים בארה"ב והורדו באישור מהאתר באוניברסיטת קולורדו ).

 

 

הנחיות הפעלה

 

כפתורי הרצת ההדמיה

בתחילה יש לקבוע את הכוח הפועל (Apply a Force) .

ניתן לבצע זאת במספר שיטות:

• ניתן לרשום את ערך הכוח הפועל במספרים.

• ניתן לגרור את ווקטור הכוח על המסך, להגדילו להקטינו, ואף להפוך את כיוונו.

 

לאחר קביעת הכוח, יש ללחוץ על כפתור ההרצה (Go) .

ניתן לנקות את המסך באמצעות לחיצה על כפתור "נקה" (Clear) .

 

 

 

את הפעילות שיצרנו ניתן להריץ מחדש (כמו לאחר הקלטה), תוך שימוש בכפתורים המוכרים ממכשירי הקלטה: נגן שוב (Playback) , עצור לרגע (Pause) , גלגל להתחלה (Rewind) :

   

 

 

 ניתן לבחור גופים שונים להזזה , השונים זה מזה בתכונותיהם (גודל, משקל, מקדם חיכוך, וכו').

הבחירה מעשית באמצעות לחיצה על הגוף המתאים (כבתמונה):

 

• ארונית (File Cabinet) .

• מקרר (Refrigerator) .

• ספר (Textbook) .

• ארגז, או תיבה (Crate) .

• כלב ישן (Sleepy Dog) .

 

 

ניתן לבחור אם רוצים להפעיל חיכוך (Friction) בהדמיה, ואם רוצים שיהיו גבולות או מחסומים (Barriers) בקצה מסלול התנועה .

מבצעים זאת באמצעות סימון הריבוע הקטן המתאים, כפי שרואים בתמונה:

 

 

 

 

 

ניתן ללחוץ על כפתור בקרות נוספות (More Controls) , ולקבל אפשרויות נוספות לשינוי פרמטרים, כפי שרואים בתמונה:

 

• ניתן לשנות את תאוצת הגרביטציה (Gravity) , גם באופן רציף, באמצעות גרירת הזחלן, וגם ברישום מספרי של הערך הרצוי בחלון הקטן. כמו כן מסומנים המקומות המתאימים לתאוצות הגרביטציה על הירח (Moon) ועל כוכב הלכת צדק (Jupiter) .

• ניתן לשנות את ערך המסה של הגוף הנע (Mass) , גם באופן רציף, באמצעות גרירת הזחלן, וגם ברישום מספרי של הערך הרצוי בחלון הקטן.

• ניתן לשנות את ערך מקדם החיכוך הסטטי (Static Friction) , גם באופן רציף, באמצעות גרירת הזחלן, וגם ברישום מספרי של הערך הרצוי בחלון הקטן.

• ניתן לשנות את ערך מקדם החיכוך הדינמי (קינטי) (Kinetic Friction) , גם באופן רציף, באמצעות גרירת הזחלן, וגם ברישום מספרי של הערך הרצוי בחלון הקטן.

• יש אפשרות להשתמש בעזרה (Help) , באנגלית.

 

תצוגות ההדמיה

באמצעות סימון הריבוע המתאים (ראה תמונה), ניתן להציג בהדמיה זו את:

• הכוח הכולל (Show F _Total ) .

• כוח החיכוך (Show F _Friction ) .

• הכוח החיצוני פועל (Show F _Applied ) .

 

בהדמיה זו ניתן להציג גרפים שונים :

• גרף של הכוח החיצוני הפועל כפונקציה של הזמן (הגרף המופיע על המסך כברירת מחדל), כפי שרואים בתמונה:

   

   

 

 

ניתן לבחור הצגת גרפים שונים באמצעות לחיצה על הכפתור המתאים, עליו כתוב:

• גרף תאוצה (Graph Acceleration) .

• גרף מהירות (Graph Velocity) .

• גרף מיקום (Graph Position) .

 

ניתן להתקרב או להתרחק באמצעות שימוש בכפתורים המתאימים הנראים כמו "זכוכית מגדלת" סימן + להתקרבות (הגדלה), וסימן – להתרחקות (הקטנה):

 

תצוגה לדוגמה של גרף של כוח משתנה במהלך ההדמיה:

   

בדפי העבודה שהציעו המורים בארה"ב (קבצים מצורפים באנגלית), ניתן לראות דוגמאות של פעילויות לתלמידים, ניתן למצוא שאלות שכדאי לשאול את התלמידים: לפני הרצת ההדמיה, תוך כדי הפעילות, ואחרי הפעילות (מסקנות), וניתן גם לראות מערכי שיעור בנושא. קבצי הפעילות כוללים הוראות להרצה של ההדמיה, איסוף נתונים מההדמיה, הדגמה של ההדמיה ביחד עם שאלות אינטראקטיביות שהתלמידים עונים באמצעות

 

 

דפי פעילות באנגלית שפותחו באוניברסיטת קולורדו: