Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak działają: koło, kołowrót, korkociąg?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
17) przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki.

III. Mechaniki bryły sztywnej. Uczeń:
3) stosuje warunki statyki bryły sztywnej; posługuje się pojęciem momentu sił wraz z jednostką.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. objaśnia zasadę działania maszyn prostych wykorzystujących koło,

2. wymienia różne typy tych maszyn,

3. podaje przykłady ich zastosowań,

4. analizuje i rozwiązuje problemy dotyczące maszyn prostych wykorzystujących koło.

Strategie i metody nauczania:

eksperymentalno‑obserwacyjna

Formy zajęć:

praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym, rower z licznikiem rowerowym

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel z pomocą uczniów umieszcza rower na blacie w pozycji serwisowej (kołami do góry, stojący na kierownicy i siodełku). Nauczyciel prosi ochotników o policzenie liczby zębów w każdym z kół zębatych i zapisanie ich na tablicy przy oznaczeniu numeru przerzutki, w podziale na przerzutki przednie i tylne. Kolejny ochotnik z pomocą pozostałych uczniów korzystających z kalkulatorów oblicza dla każdej pary przełożenie przekładni – chyba, że dostępny jest komputer z arkuszem kalkulacyjnym, wtedy można wykonać obliczenia automatycznie, prezentując je na projektorze multimedialnym. Następnie ochotnik mierzy promień koła rowerowego i obliczany jest jego obwód. Nauczyciel zadaje pytanie, o jaki kąt obróci się koło, jeśli nastąpi pełen obrót korby pedału?

Faza realizacyjna:

W fazie realizacyjnej ochotnicy przeprowadzają demonstrację: jeden dokonuje pełnego obrotu korby przy ustalonym położeniu przerzutek, a drugi za pomocą wcześniej naniesionego znacznika np. kreski z kredy na ogumieniu, mierzy długość przebytej przez koło drogi (przykładając linijkę do ogumienia). Wyniki zostają zapisane w tabeli, a eksperyment powtórzony dla różnych układów przerzutek przedniej i tylnej. Na tej podstawie nauczyciel wyprowadza wzór łączący przełożenie przerzutki z częstotliwością obracania się korby i koła – doprowadzając do uzyskania wzoru na prędkość poruszania się roweru. Nauczyciel prosi uczniów o samodzielne rozwiązanie zadania 5, korzystając z tego wzoru. Następnie nauczyciel prosi o rozwiązanie zadań 1, 4, 6 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Faza podsumowująca:

Uczniowie, pod kierunkiem nauczyciela, podsumowują różne sposoby wykorzystania kół i kołowrotów w życiu codziennym i technice, od starożytności do czasów współczesnych.

Praca domowa:

Dla ochotników: podczas przejażdżki rowerowej zweryfikować obliczenia z lekcji (korzystając z licznika rowerowego).

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium może być wykorzystane przez uczniów w domu, przed lub po lekcji, jako wprowadzenie lub do ugruntowania wiedzy.