TRIVI

Ζώη Αργυρώ - Βαβαδάκη Κατερίνα- Αναστασάκη Τόνια

Ά Λυκείου, 2 διδακτικές ώρες

Start

Η δύναμη της τριβής και οι παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται

• Να διακρίνουν τη στατική από την τριβή ολίσθησης
• Να διαπιστώσουν ότι η στατική τριβή δεν έχει μια μοναδική τιμή για ένα ζεύγος σωμάτων που είναι σε επαφή.
• Να διαπιστώσουν ότι η Τριβή ολίσθησης έχει μικρότερη τιμή από την οριακή τριβή
• Να αναφέρουν φαινόμενα καθημερινότητας όπου η τριβή παίζει καθοριστικό ρόλο

Διδακτικοί στόχοι:

1η ώρα

Γνωρίζω τη δύναμη της τριβής

1)Τι είναι αυτό που εμποδίζει το κορίτσι της εικόνας να σύρει το κιβώτιο ενώ του ασκεί συνεχώς αυξανόμενη δύναμη; 2)Γιατί είναι πιο εύκολο να κινεί (ολισθαίνει) το κιβώτιο πάνω στο δάπεδο παρά να το αναγκάσει να «ξεκολλήσει» και να αρχίσει να κινείται;

Διερευνητικά ερωτήματα:

• Να σημειώσουν τις δυνάμεις που ασκούνται στο κιβώτιο και να συζητήσουν-καταγράψουν τις απόψεις τους.
• Να ερμηνέυσουν την ισορροπία του κιβωτίου.
• Να συζητήσουν πως θα μπορούσαν να μετρήσουν την Τριβή;

Ζητάμε από τους μαθητές:

• Έμμεση μέτρηση από 1ο νόμο Νευτωνα F=T
• ισορροπία

Θεωρία - συζήτηση

• Οριζόντιο επίπεδο (θρανίο ή πάγκος εργαστηρίου)
• Δυναμόμετρο
• Ένα ξύλινο κιβώτιο με ένα γάντζο για να συνδέσουμε το δυναμόμετρο

Υλικά

1ο πείραμα

- Θα αρχίσουμε σταδιακά –αργά - να ασκούμε διαρκώς αυξανόμενη οριζόντια δύναμη στο κιβώτιο μέσω του δυναμομέτρου. Θα συνεχίσουμε αυξάνοντας τη δύναμη μέχρι να «ξεκολλήσει» το σώμα και θα προσαρμόσουμε τη δύναμη στη συνέχεια, ώστε το σώμα, ίσα - ίσα να ολισθαίνει με σταθερή ταχύτητα. Συμπληρώνουμε τον πίνακα τιμών κάθε 1s:

-Από κοινού τα μέλη της ομάδας, φτιάχνουν το διάγραμμα Τριβής σε σχέση με το χρόνο.-Συζητούν τις παρατηρήσεις τους.

Φωτογραφία ηλεκτρονικού μικροσκοπίου λεπίδας μαχαιριού

Οι δυνάμεις τριβής είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης

Watch

• στατική τριβή, 0 ≤ Τστατική ≤ Τορ

• οριακή τριβή

• τριβή ολίσθησης
• κατανοούν την κατεύθυνση της στατικής τριβής και της τριβής ολίσθησης
• εξηγούν γιατί είναι πιο εύκολο να ολισθαίνουμε ένα σώμα παρά να το αναγκάσουμε να αρχίσει την ολίσθηση.

Συζήτηση Αποτελεσμάτων – Συμπεράσματα

• Να αναγνωρίζουν τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η τριβή ολίσθησης και να διατυπώνουν τον νόμο της.
• Να αναλύουν τον ρόλο του συντελεστή τριβής και την εξάρτησή του από το ζεύγος των εφαπτόμενων επιφανειών.

Διδακτικοί στόχοι:

2η ώρα

Αναγνωρίζω τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η τριβή

• Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η οριακή τριβή και η τριβή ολίσθησης;

Οι μαθητές συζητούν και καταγράφουν τις απόψεις τους.

Διερευνητικό Ερώτημα:

• Έμμεση μέτρηση από 1ο νόμο Νευτωνα F=T
• ομαλή κίνηση

Θεωρία - συζήτηση

• Οριζόντιο επίπεδο (θρανίο ή πάγκος εργαστηρίου)
• Δυναμόμετρο
• Ένα ξύλινο κιβώτιο με ένα γάντζο για να συνδέσουμε το δυναμόμετρο
• Ξύλινο κιβώτιο με κολλημένο στη μια πλευρά του γυαλόχαρτο.
• 2-3 μεταλλικές πλάκες που θα τις τοποθετούμε πάνω στο ξύλινο κιβώτιο για να αυξήσουμε την μάζα του κιβωτίου

Υλικά

2ο πείραμα

Οι μαθητές προτείνουν ένα τρόπο για να διαπιστώσουν την εξάρτηση ή μη της τριβής από το εμβαδό της επιφάνειας επαφής και τον εφαρμόζουν για να μετρήσουν την οριακή και την τριβή ολίσθησης. Καταγράφουν τα συμπεράσματά τους.

Ερώτημα 1: Εξαρτάται η οριακή τριβή και η τριβή ολίσθησης από το εμβαδόν της επιφάνειας επαφής κιβωτίου – δαπέδου;

Ερώτημα 2: Εξαρτάται άραγε η οριακή τριβή και η τριβή ολίσθησης από το αν οι επιφάνειες κιβωτίου δαπέδου είναι τραχιές ή λείες;

Οι μαθητές γυρίζουν το κιβώτιο, ώστε να εφάπτεται με το δάπεδο με την επιφάνειά του από γυαλόχαρτο και επαναλαμβάνουν το πείραμα.Καταγράφουν τα συμπεράσματά τους.

Οι μαθητές:-Μετρούν το βάρος του κιβωτίου w, και επομένως βρίσκουν και τη δύναμη Ν.- Στερεώνουν διαδοχικά βαράκια πάνω στο κιβώτιο, βρίσκουν τα νέα βάρη w του κιβωτίου με τα βαράκια και επαναλαμβάνουν τη μέτρηση της οριζόντιας F (και άρα την τριβή ολίσθησης) που απαιτείται για να κινείται ίσα-ίσα το κιβώτιο με σταθερή ταχύτητα. - Φτιάχνουν το διάγραμμα, Τριβής ολίσθησης Τ σε σχέση με την κάθετη αντίδραση Ν.

Ερώτημα 3: Εξαρτάται η τριβή ολίσθησης από την κάθετη αντίδραση του δαπέδου, τη Ν;

Πίνακας Τιμών.

Υπολογίζουν την κλίση της γραφικής.Κατανοούν τη φυσική σημασία της κλίσης.Συζητούν για τα σφάλματα στις μετρήσεις που πήραν.

Γραφική

Υπολογίζουν την κλίση της γραφικής.Κατανοούν τη φυσική σημασία της κλίσης.Συζητούν για τα σφάλματα στις μετρήσεις που πήραν.

Γραφική

• Η τριβή ανεξάρτητη από το εμβαδόν της επιφάνειας επαφής κιβωτίου – δαπέδου

• Εξάρτιση της τριβής από τη φύση των επιφανειών- συντελεστής τριβής ολίσθησης μ

• Τ= μ· Ν

Συζήτηση Αποτελεσμάτων – Συμπεράσματα

Πηγές :1. Κόκκοτας, Π., Βλάχος, Ι. Α., Γραμματικάκης, Ι. Γ., Α., Κ. Β., Περιστερόπουλος, Π. Ε., & Τιμόθεου, Γ. Β. (2016). Φυσική Γενικής Παιδείας Α΄Λυκείου. Αθήνα: Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών και Εκδόσεων "Διόφαντος".2. 1ο ΕΚΦΕ Δ Αθήνας

Ζώη Αργυρώ - Βαβαδάκη Κατερίνα- Αναστασάκη Τόνια

Ευχαριστούμε!