Fülöp Csilla VII. kerületi Madách Imre Gimnázium MTA-ELTE Fizika Tanítása Kutatócsoport 62. Fizikatanári Ankét

Hasonló dokumentumok
Mérések állítható hajlásszögű lejtőn

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

2.3 Newton törvények, mozgás lejtőn, pontrendszerek

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Exponenciális és logaritmusos kifejezések, egyenletek

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

NT Fizika 9. (Fedezd fel a világot!) Tanmenetjavaslat

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Fizika példák a döntőben

Körmozgás és forgómozgás (Vázlat)

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

Fizika alapok. Az előadás témája

Mérést végezte: Varga Bonbien. Állvány melyen plexi lapok vannak rögzítve. digitális Stopper

Komplex természettudomány 3.

Mérnöki alapok 2. előadás

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK február 13.

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

1. Az egyenes vonalú egyenletes mozgás kísérleti vizsgálata és jellemzői. 2. A gyorsulás

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK január 30.

3. Az alábbi adatsor egy rugó hosszát ábrázolja a rá ható húzóerő függvényében:

Az inga mozgásának matematikai modellezése

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Bevezető fizika (VBK) zh1 tesztkérdések Mi az erő mértékegysége? NY) kg m 2 s 1 GY) Js LY) kg m 2 s 2 TY) kg m s 2

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó tárgy, test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Megújuló energiaforrások BMEGEENAEK Kaszás Csilla

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

A kísérlet célkitűzései: A súrlódási erőtípusok és a közegellenállási erő kísérleti vizsgálata.

Tárgymutató. dinamika, 5 dinamikai rendszer, 4 végtelen sok állapotú, dinamikai törvény, 5 dinamikai törvények, 12 divergencia,

28. Nagy László Fizikaverseny Szalézi Szent Ferenc Gimnázium, Kazincbarcika február 28. március osztály

A középszintű fizika érettségi kísérleteinek képei 2017.

Molekuláris dinamika. 10. előadás

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Kezdő íjászok kézikönyve. Fehér. Nyíl

Mérnöki alapok 2. előadás

DR. DEMÉNY ANDRÁS-I)R. EROSTYÁK JÁNOS- DR. SZABÓ GÁBOR-DR. TRÓCSÁNYI ZOLTÁN FIZIKA I. Klasszikus mechanika NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ, BUDAPEST

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Az utóbbi állításnál a képlettel bizonyítható az állítás helyessége, mivel erő szorozva erőkarral

Newton törvények, erők

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Egy nyíllövéses feladat

Mechanika - Versenyfeladatok

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

Haladó mozgások A hely és a mozgás viszonylagos. A testek helyét, mozgását valamilyen vonatkoztatási ponthoz, vonatkoztatási rendszerhez képest adjuk

Fázisátalakulások vizsgálata

Háromszögek ismétlés Háromszög egyenlőtlenség(tétel a háromszög oldalairól.) Háromszög szögei (Belső, külső szögek fogalma és összegük) Háromszögek

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

Fizika. Fejlesztési feladatok

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Exponenciális és logaritmusos kifejezések, egyenletek


Egy mozgástani feladat

Irányításelmélet és technika I.

Gépészmérnöki alapszak Mérnöki fizika ZH NÉV: október 18. Neptun kód:...

Fedélszerkezet kivitelezése

Speciális mozgásfajták

Mérje meg a lejtőn legördülő kiskocsi gyorsulását a rendelkezésre álló eszközök segítségével! Eszközök: Kiskocsi-sín, Stopperóra, Mérőszalag

Fizika. Tanmenet. 7. osztály. 1. félév: 1 óra 2. félév: 2 óra. A OFI javaslata alapján összeállította az NT számú tankönyvhöz:: Látta: ...

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

A) 0 B) 2 C) 8 D) 20 E) 32

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

NULLADIK MATEMATIKA szeptember 13.

Feladatok megoldásokkal az első gyakorlathoz (differencia- és differenciálhányados fogalma, geometriai és fizikai jelentése) (x 1)(x + 1) x 1

A magától becsukódó ajtó működéséről

Tanulói munkafüzet. FIZIKA 11. évfolyam emelt szintű tananyag egyetemi docens

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

Fizika 1i, 2018 őszi félév, 4. gyakorlat

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Kosárra dobás I. Egy érdekes feladattal találkoztunk [ 1 ] - ben, ahol ezt szerkesztéssel oldották meg. Most itt számítással oldjuk meg ugyanezt.

FIZIKA PRÓBAÉRETTSÉGI FELADATSOR - B - ELSŐ RÉSZ

A lengőfűrészelésről

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Rönk mozgatása rámpán kötelekkel

Concursul Preolimpic de Fizică România - Ungaria - Moldova Ediţia a XVI-a, Zalău Proba experimentală, 3 iunie 2013

7. osztály 5. gyakorló feladatsor, kompetencia feladatok Nem a végeredményt várom, válaszaid indokold!

3. fizika előadás-dinamika. A tömeg nem azonos a súllyal!!! A súlytalanság állapotában is van tömegünk!

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

Tartalomjegyzék. Tanmenetek és szakmódszertani felvetések. 1. Szakmódszertani felvetések, javaslatok! 2. Fizika tanmenet 9. osztály (heti 2 óra)

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

A 2008/2009. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai és megoldásai fizikából. I.

5. A súrlódás. Kísérlet: Mérje meg a kiadott test és az asztal között mennyi a csúszási súrlódási együttható!

NT Fizika 9. (A mi világunk) Tanmenetjavaslat

A 2009/2010. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. II. kategória

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai fizikából. I. kategória

Kéregmozgás-vizsgálatok a karon: múlt és jelen

Vízszintes kitűzések gyakorlat: Vízszintes kitűzések

, és tömege m 400g. . A bot B végét egy surlódás nélküli csuklóhoz rögzitve, Mihai azt észleli, hogy ha F 3N

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

17. Diffúzió vizsgálata

Tömegmérés stopperrel és mérőszalaggal

I. tétel Egyenes vonalú mozgások. Kísérlet: Egyenes vonalú mozgások

Rönk kiemelése a vízből

Átírás:

A SZÁNKÓ PROJEKT Fülöp Csilla VII. kerületi Madách Imre Gimnázium MTA-ELTE Fizika Tanítása Kutatócsoport 62. Fizikatanári Ankét Debrecen, 2019. március 13-16.

Kik vagyunk? Mi ez? Fizikatanár és tanítványai : A projekt tagjai: Fülöp Csilla és a diákok: Berényi Tamás, Simó Balázs, Szabó Roland Egy peripatetikus pedagógia alapján tervezett és kivitelezett szakdidaktikai kísérlet

A nagy kérdés Gyakran tesszük fel a kérdést órán, szakkörön esetleg versenyen: Miért könnyebb egy szánkót vízszintesen húzni, mint a lejtőn felfelé?

és a tipikus kvalitatív válaszok Tipikus válaszok: mindkét esetben ki kell fejteni erőt a súrlódás ellen + a lejtő esetén a gravitáció egy komponense ellen is mechanikai munkát kell végezni azért is, hogy biztosítsuk a magassági/ helyzeti/ potenciális energia növekedését, nem csak a súrlódás közben disszipált energiát

Nézzük a válaszokat! 1.) kifejteni erőt a súrlódás ellenében + lejtőn esetén a gravitáció ellen is Probléma: A gravitáció komponensét ellensúlyozó erőkomponens a lejtő hajlásszögének növekedésével nő, DE! ekkor a felületeket összenyomó erő csökken, tehát a a súrlódási erő is csökken: F súrlódás = μ G cosα

És a másik? 2.) a súrlódás közben disszipálódó energia mellett további energiaközlés szükséges a helyzeti, potenciális, magassági energia energia felépítéséhez Probléma: a munka és az erő más fizikai fogalom, a könnyebb alatt inkább a kifejtett erőt értjük. A munka vizsgálatánál a megtett út is szerepet játszik.

A klasszikus, newtoni vizsgálat Az elméleti megoldás kivitelézéhez Newton törvényeit használjuk, melyek a klasszikus dinamika alaptörvényei

A vonatkozó fizikai mennyiségeket az SI-ben használt jelöléseikkel használjuk: F, m, a, μ, α Newton 2. törvénye alapján az egyenesvonalú egyenletes mozgás dinamikai feltétele vízszintes talajon történő mozgás esetén mivel *F=0 *F húzó = - *F súrlódás *F húzó = μ m g

a lejtőn felfelé mozgás esetén H= - G merőleges H= m g cosα F súrlódás = μ H F súrlódás = μ m g cosα L = G párhuzamos L= m g sinα A húzóerő tehát F húzó F súrlódás L =0, miszerint F húzó =μ m g cosα+m g sinα = m g (μ cosα+sinα)

Egy kétváltozós függvény A két esetben kifejezett húzóerő összehasonlítására egy függvényt írhatunk fel: ψ= F húzó - *F húzó Így tehát ezt kaphatjuk: ψ = m g (μ cosα + sinα - μ) Ha megvizsgáljuk a sgnψ függvényt, megállapíthatjuk, hogy biztosan igaz-e az állításunk. Probléma!!! : kétismeretlenes függvények vizsgálata nem középiskolai tananyag.

Numerikus analízis a sgnψ függvény vizsgálata numerikus módszerekkel

A sgnψ függvény vizsgálata Programot írtunk C++-ben, és az eredményeket SDL (1000x180 pixels) használatával jelenítettük meg. Mivel 0 o α 90 o a függőleges tengelyen vesszük fel a lejtő hajlásszögét 1 o =2 pixel méretezéssel. A vízszintes tengelyen jelenhet meg a súrlódási együttható, μ. Egy szorzó segítségével tudjuk illeszteni μ választott legnagyobb értékét. A program 2 ciklusban dolgozik, ez 90 000 adatpárral való számítást jelent.

Szín-kód Szín-kódolással reprezentáltuk a számítógép által kiszámolt végeredményeket, a következő képpen: Húzóerő a lejtőn Húzóerő vizszintes talajon sgnψ Szín-kód nagyobb kisebb + piros kisebb nagyobb - kék

A vizsgálatunk eredménye 0<μ<0.25 Ugyanilyen a fázis-sík a tipikus μ < 0,4 esetben is!

Amikor fagyizni mentünk!: 0<μ<2.5

További általánosítás: 0<μ<25

Hands-on mérések De milyen fizikai mennyiségeket jelent a szánkózás? Adjunk meg tipikus μ és α adatokat!

A súrlódási együttható mérése A szánkót vízszintes talajon, állandó sebességgel húzzuk. Eszközök: Egy szánkó Egy 80213-141 Kamasaki digitális dinamométer, melyet egy horgász boltban vásároltunk Egy személymérleg

Egy mérés nem mérés. Méréseinket 3 különböző alkalommal végeztük, ez három eltérő körülményt jelentett. Három alkalommal olvastunk le adatot, ezekből átlagot számoltunk.

Eredményeink μ-re F grav (N) Húzó (N) μ=f húzó /F grav μ átlag 1. mérés (késő este, kislány, 9. Febr. 2015.) 351+51.7= 403 45.15 0.112 49.46 0.123 478.8 0.119 0.118 2. mérés (délután,10 Febr. 2015.) 51.7 9.88 0.191 9.20 0.178 9.45 0.166 0.178 3. mérés (kora reggel, 16 Febr. 2015.) 51.7 4.90 0.095 5.10 0.098 4.35 0.084 0.092 Kömal mérési feladat eredménye (más módszer) 0.02 μ 0.3. Jó egyezés! (egy megkeresés tapasztalata)

Lejtő hajlásszögének mérése 2 módon Inklinométer (drága, nem veszünk) Saját megoldásunk a bubble level (0.8m) 1 méter-rúd, ÁBRA Egy inga (fonal & nehezék). Modern technika alkalmazása: GPS rendszer

Eredményeink α-ra 1 domb (Petőfi u. 2. 1095) 2 domb (Kékvirág u. 2. 1091) 3 domb (Bihari u. 3-5. 1107) Mérőhely L vetület (cm) 1/1 84,0 0.9524 18 o 1/2 85,0 0.9512 20 o 1/3 80,5 0.9938 6 o 2/1 80.5 0.9938 6 o 2/2 81.5 0.9816 11 o 2/3 83.0 0.9639 15 o 3/1 83.5 0.9581 17 o 3/2 85.0 0.9412 20 o 3/3 82.5 0.9697 14 o cosα α helyi α átlag *α 1. *α 2. *α átlag 15 o 16 o 13 o 15 o 11 o 11 o 14 o 12 o 17 o 15 o 14 o 15 o Az eredményeink 6 o és 20 o közöttiek, az átlag 14 o.

Az elméleti és az in-situ mérési eredményeink egyesítése

Miért könnyebb. Mivel méréseink szerint μ<1, az elméleti vizsgálatból egyenesen adódik az állítás helyessége (a μ értékétől függetlenül) Egy helyes válasz: Mivel a szánkótalp-hó felületeken tipikusan μ<1, a szánkót könnyebb vízszintesen húzni, mint bármilyen hajlásszögű lejtőn felfelé.

A mérési adataink által kijelölt részt megvizsgáljuk az elméleti vizsgálat fázis-síkján: Másik helyes válasz: könnyebb vízszintes talajon húzni a szánkót, mert a szánkózást jellemző valódi értékek 6 o <α<20 o és 0,02 μ 0,3

Az egzakt megoldás (csak tanároknak)

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET Várom kérdéseiket, megjegyzéseiket.