Judesį mokslininkai tyrinėjo tūkstantmečius. Matematika dažnai naudojama kaip kalba apibūdinant daugelį dalykų moksle, ir tai ypač pasakytina apie kinematiką arba tiriant objektų judesius. Naudodamiesi vaizdinėmis priemonėmis šioms sąvokoms supaprastinti, studentai lengviau įgyja tvirtą kinematikos supratimą ir pagrindą, kuris gali jiems padėti atliekant daugybę kitų veiklų ir pramonės šakų! Šios veiklos tikslas - įdomiai ir patraukliai supažindinti studentus su grafikais ir schemomis.
Kinematika yra klasikinės fizikos studijų sritis, nagrinėjanti judesius. Kai kurie žmonės netgi gali teigti, kad tai iš tikrųjų yra matematikos sritis. Objektų judesį galime apibūdinti žiūrėdami į įvairius išmatuojamus dydžius, tokius kaip poslinkis, greitis ir pagreitis . Poslinkis yra atstumas su kryptimi. Greitis arba greitis yra tai, kaip greitai kažkas juda. Norėdami apskaičiuoti vidutinį greitį, turite žinoti du dalykus: atstumą, kurį objektas nuvažiavo, ir laiką, kurį jam reikėjo įveikti tą atstumą. Mokslas naudoja SI vienetus greičiui, m / s (metrai per sekundę). Kasdienine kalba greitį taip pat galime apibūdinti mph / myliomis (valandos per valandą) arba km / h (kilometrais per valandą) vienetais. Greičio lygtis padalijama iš atstumo, kurį užtruko (greitis = d ÷ t). Momentinis greitis yra greitis tam tikru momentu, tuo tarpu vidutinis greitis yra vidutinis greitis dideliu atstumu. Pagreitis yra greičio kitimo greičio matas. Pagreitis gali būti teigiamas, ty greičio didėjimas padidėja, arba neigiamas, ty greičio mažėjimas.
Objekto judesį galima apibūdinti diagramomis. Svarbu, kad studentai geba interpretuoti greičio ir laiko grafikus bei poslinkio laiko grafikus. Abiejuose šiuose grafikuose laikas eina išilgai x ašies, greičiu arba poslinkiu y ašyje. Esant poslinkio laiko grafikui, linijos nuolydis arba nuolydis rodo kryptį ir objekto važiavimo greitį. Linija su nuliniu gradientu (horizontali linija) reiškia, kad objektas nejuda. Jei linija kreivė, tai rodo, kad objektas įsibėgėja neigiamai arba teigiamai.
Moksle yra dviejų tipų dydžiai: vektoriniai kiekiai ir skaliariniai dydžiai. Vektoriaus kiekis yra dydis, kuris turi ir dydį, ir kryptį. Greitis yra vienas iš vektoriaus pavyzdžių, kai apskaičiuoti reikia ir dydžio, ir krypties. Skaliariniai kiekiai matuojami tik pagal dydį. Skaliarinio dydžio pavyzdys yra laikas. Laikas neturi krypties, bet turi didelę reikšmę.
Greitis ir pagreitis yra vektoriniai dydžiai ir gali būti pavaizduoti rodykle. Kai pagreičio vektorius yra ta pačia kryptimi kaip ir greičio vektorius, objektas padidės greičiu ta kryptimi. Kai pagreičio rodyklė yra priešinga greičio vektoriui, objekto greitis sumažės. Jei nėra pagreičio, tada objektas judės pastoviu greičiu; jis nei padidės, nei sumažės.
Būtinai patikrinkite ir įvadinių pajėgų pamokų planus!
Padidinkite įsitraukimą, leisdami mokiniams tirti judėjimą su pažįstamais daiktais, tokiais kaip kamuoliai, žaisliniai automobiliai ar liniuotės. Šis požiūris padeda mokiniams sujungti abstrakčias kinematikos sąvokas su realaus pasaulio patirtimi ir skatina aktyvų dalyvavimą.
Įrengti tiesią kelią naudojant juostelę ar kreidą, tada leisti mokiniams nusviesti kamuolį arba paleisti žaislinį automobilį šiuo keliu. Naudokite laikmačius, kad matuotumėte, kiek laiko užtrunka objektui įveikti nustatytą atstumą. Užfiksuokite tiek atstumą, tiek laiką vėlesniems skaičiavimams.
Parodykite mokiniams, kaip naudoti formulę: greitis = atstumas ÷ laikas. Leiskite jiems užrašyti savo matavimus ir atlikti skaičiavimą. Diskutuokite, ką reiškia rezultatai ir palyginkite išvadas tarp grupių.
Padėkite mokiniams braižyti savo duomenis nuotėkio-laiko grafike. Naudokite grafikos popierių ar skaitmenines priemones, kad procesas būtų smagus. Paaiškinkite, kaip nuolydis rodo greitį, ir skatinkite mokinius kartu interpretuoti savo grafiką.
Kvieskite mokinius apmąstyti kitus atvejus, kur greitis ir judėjimas yra svarbūs, pavyzdžiui, sportas ar kelionės. Susiekite klasės veiklą su kasdienėmis patirtimis, siekiant giliau suprasti ir įtvirtinti žinias.
Skaliarinės dydžių turi tik dydį (pavyzdžiui, laiką ar atstumą), o vektorinės dydžių turi ir dydį, ir kryptį (pavyzdžiui, greitį ar pagreitį). Supratimas šios sąvokos padeda mokiniams teisingai apibūdinti judėjimą fizikoje.
Mokytojai gali naudoti realius pavyzdžius ir vizualinius pagalbininkus, kad parodytų, jog greitis matuoja, kaip greitai kažkas juda, o vektorius apima tiek greitį, tiek kryptį. Paprasti užsiėmimai, pavyzdžiui, piešiant mokinio vaikščiojimo diagramą ar naudojant rodykles, padeda suprasti šias sąvokas.
Įdomios veiklos apima perkėlimų-laiko diagramų kūrimą, greičio eksperimentų planavimą ir judėjimo storyboard'ų naudojimą. Šios praktinės pamokos padeda mokiniams vizualizuoti ir suprasti pagrindinius kinematikos konceptus.
Perkėlimų-laiko grafe, nuolydis rodo greitį ir kryptį. Horizontalioji linija reiškia, kad nėra judėjimo, o išlenkta linija rodo pagreitį. Analizuojant grafiką, mokiniai mokosi, kaip objektai juda per laiką.
Norint apskaičiuoti vidutinį greitį, reikia padalinti bendrą nuvažiuotą atstumą iš laiko (greitis = s ÷ t). Naudokite SI vienetus, pavyzdžiui, metrus per sekundę, arba kasdienius vienetus, kaip myliai per valandą, kad pamokos būtų artimesnės kasdieniam gyvenimui.