Pokret su proučavali znanstvenici tisućama godina. Matematika se često koristi kao jezik za opisivanje mnogih stvari u znanosti, a to se posebno odnosi na kinematiku, odnosno proučavanje kretanja predmeta. Upotreba vizualnih pomagala za uvođenje ovih pojmova olakšava učenicima solidno razumijevanje i temelj u kinematikama što im može pomoći u nizu drugih aktivnosti i industrija! Sljedeće aktivnosti imaju za cilj upoznati studente s grafikonima i dijagramima na zabavan i privlačan način.
Kinematika je područje proučavanja klasične fizike koje se bavi pokretom. Neki ljudi bi čak mogli tvrditi da je to zapravo područje matematike. Mi možemo opisati kretanje objekata gledanjem u različite mjerljive količine poput pomaka, brzine i ubrzanja . Pomak je udaljenost s pravcem. Veličina ili brzina brzina je kako se nešto kreće. Da biste izračunali prosječnu brzinu, morate znati dvije stvari: udaljenost koju je objekt prošao i vrijeme koje je predmetu potrebno da pređe tu udaljenost. Znanost koristi SI jedinice za brzinu, m / s (metara u sekundi). Svakodnevnim jezikom možemo opisati i brzinu u jedinicama mph (miljama na sat) ili km / h (kilometrima na sat). Jednadžba brzine je udaljenost podijeljena s vremenom (brzina = d ÷ t). Trenutna brzina je brzina u određenom trenutku, dok je prosječna brzina srednja brzina na velikoj udaljenosti. Ubrzanje je mjera brzine promjene brzine. Ubrzanje može biti pozitivno, odnosno brzina se povećava ili negativna, znači brzina se smanjuje.
Kretanje objekta može se opisati pomoću grafikona. Važno je da učenici mogu interpretirati grafikone brzine i vremena i pomake vremena. U oba ova grafikona vrijeme teče duž osi x sa brzinom ili pomakom na y-osi. Za graf vremena pomicanja, gradijent ili nagib linije pokazuju smjer i brzinu kojom objekt putuje. Crta sa nultim gradijentom (vodoravna linija) znači da se objekt ne kreće. Ako se linija krivi, to pokazuje da se objekt ubrzava, bilo negativno ili pozitivno.
U znanosti postoje dvije vrste veličina: vektorske količine i skalarne količine. Vektorska količina je količina koja ima i veličinu i smjer. Brzina je jedan primjer vektora, gdje su za izračunavanje potrebne i veličina i smjer količine. Skalarne količine mjere se samo magnitude. Primjer skalarne količine je vrijeme. Vrijeme nema smjer, ali ima veličinu.
Brzina i ubrzanje su obje vektorske količine i mogu se prikazati strelicom. Kada je vektor ubrzanja u istom smjeru kao i vektor brzine, objekt će se povećavati u tom smjeru. Kada se strelica ubrzanja kreće u suprotnom smjeru od vektora brzine, brzina objekta smanjuje se. Ako nema ubrzanja, objekt će putovati konstantnom brzinom; neće se povećavati ili smanjivati.
Obavezno provjerite i planove lekcije za uvodne snage!
Povećajte angažman tako što ćete učenicima omogućiti da istražuju pokret pomoću poznatih predmeta poput lopti, igrački automobila ili ravnala. Ovaj pristup pomaže učenicima povezati apstraktne koncepte kinematike s realnim iskustvima i potiče aktivno sudjelovanje.
Postavite ravnu stazu pomoću trake ili krede, a zatim neka učenici kotrljaju loptu ili pošalju igračku automobil do kraja staze. Koristite štopericu za mjerenje vremena koliko je potrebno da se objekt pređe određenu udaljenost. Zabilježite i udaljenost i vrijeme za kasnije proračune.
Pokažite učenicima kako koristiti formulu: brzina = udaljenost ÷ vrijeme. Neka zapišu svoja mjerenja i izvrše izračun. Razgovarajte o značenju rezultata i usporedite nalaze među grupama.
Pomoći učenicima da nacrtaju svoje podatke na grafu pomaka u odnosu na vrijeme. Koristite graf papir ili digitalne alate kako bi proces bio zabavan. Objasnite kako nagib prikazuje brzinu i potičite učenike da interpretiraju svoj graf zajedno.
Pozovite učenike da razmišljaju o drugim situacijama gdje je brzina i pokret važan, poput sporta ili putovanja. Povežite aktivnost u učionici s svakodnevnim iskustvima radi dubljeg razumijevanja i zadržavanja.
Skalarske veličine imaju samo veličinu (poput vremena ili udaljenosti), dok vektorske veličine imaju i veličinu i smjer (kao što su brzina ili ubrzanje). Razumijevanje ovoga pomaže učenicima ispravno opisati gibanje u fizici.
Učitelji mogu koristiti primjere iz stvarnog svijeta i vizualne pomagala za prikazivanje da brzina mjeri koliko brzo nešto ide, dok vektorska brzina uključuje i smjer. Jednostavne aktivnosti, poput grafičkog prikaza hodanja učenika ili korištenja strelica, čine te pojmove jasnim.
Zanimljive aktivnosti uključuju izradu grafova pomaka i vremena, planiranje eksperimenata s brzinom i korištenje storyboardova za gibanje. Ove praktične lekcije pomažu učenicima vizualizirati i razumjeti ključne pojmove u kinematici.
Na grafu pomaka i vremena nagib prikazuje brzinu i smjer. Horizontalna linija znači da nema gibanja, dok zakrivljena linija ukazuje na ubrzanje. Analiza grafa uči učenike kako se objekti kreću tijekom vremena.
Za izračun prosječne brzine podijelite ukupnu prijeđenu udaljenost s vremenom (brzina = d ÷ t). Koristite SI jedinice poput metara u sekundi ili svakodnevne jedinice poput milja na sat, kako bi lekcije bile razumljive učenicima.