Grafika interaktywna
Pole grawitacyjne a pole elektrostatyczne
Zadaniem grafiki interaktywnej jest pomóc uczniowi uporządkować sobie i zapamiętać pojęcia związane z polem grawitacyjnym i elektrostatycznym. Wskazano w niej wiele płaszczyzn analogii, zaznaczając różne ich rodzaje odrębnymi kolorami czcionki lub tła. W dymkach podano dodatkowe informacje dotyczące niektórych wielkości i własności oraz odpowiednie wzory.
Grafika interaktywna przedstawia pojęcia opisujące pole elektrostatyczne i grawitacyjne dobrane do siebie na zasadzie podobieństw.
Grafika została podzielona na cztery rzędy. W pierwszym rzędzie przedstawiono wielkości charakteryzujące pole grawitacyjne. W drugim rzędzie umieszczono odpowiadające im wielkości charakteryzujące pole elektrostatyczne. W trzecim rzędzie umieszczono wielkości charakteryzujące obiekt znajdujący się w polu grawitacyjnym. W czwartym rzędzie umieszczono odpowiadające im wielkości charakteryzujące obiekt znajdujący się w polu elektrostatycznym.
Grafika jest też podzielona na trzy kolumny. W pierwszej kolumnie umieszczono wielkości wektorowe a ich nazwy umieszczono białym tekstem na zielonym tle. W drugiej kolumnie umieszczono wielkości skalarne a ich nazwy umieszczono białym tekstem na czerwonym tle. Zgodnie z napisem umieszczonym czerwoną czcionką są to pojęcia, które można określić tylko po wyborze punktu odniesienia. W trzeciej kolumnie umieszczono pojęcia, których wartość zawsze można określić (są związane z wykonywaną pracą. Nazwy wielkości fizycznych w tej kolumnie zostały zapisane białą czcionką na niebieskim tle. W pierwszej kolumnie i w pierwszym wierszu znajduje natężenie pola grawitacyjnego, oznaczone numerem jeden. W pierwszej kolumnie i w drugim wierszu znajduje się natężenie pola elektrostatycznego, oznaczone numerem dwa.
W pierwszej kolumnie i w trzecim wierszu znajduje się siła grawitacyjna, oznaczona numerem trzy. W pierwszej kolumnie i w czwartym wierszu znajduje się siła elektrostatyczna, oznaczona numerem cztery.
W drugiej kolumnie i w pierwszym wierszu znajduje się potencjał grawitacyjny, oznaczony numerem pięć. W drugiej kolumnie i w drugim wierszu znajduje się potencjał elektrostatyczny, oznaczony numerem sześć. W drugiej kolumnie i w trzecim wierszu znajduje się energia potencjalna grawitacji, oznaczona numerem siedem. W drugiej kolumnie i w czwartym wierszu znajduje się energia potencjalna elektrostatyczna, oznaczona numerem osiem.
W trzeciej kolumnie i w pierwszym wierszu znajduje się różnica potencjałów grawitacyjnych, oznaczona numerem dziewięć. W trzeciej kolumnie i drugim wierszu znajduje się różnica potencjałów elektrostatycznych, oznaczona numerem dziesięć, równa co do wartości napięciu elektrycznemu, oznaczonemu numerem trzynaście. W trzeciej kolumnie i w trzecim wierszu znajduje się zmiana energii potencjalnej grawitacji, oznaczona numerem jedenaście, równa co do wartości pracy wykonanej przeciwko siłom pola grawitacyjnego, oznaczonej numerem czternaście. W trzeciej kolumnie i w czwartym wierszu znajduje się zmiana energii potencjalnej elektrostatycznej, oznaczonej numerem dwanaście, równa co do wartości pracy wykonanej przeciwko siłom pola elektrostatycznego, oznaczonej numerem piętnaście. Pod każdym z wymienionych numerów ukryte są pola tekstowe zawierające wzory i opisy, zapisane czarną czcionką na białym tle, dotyczące przyporządkowanych im wielkości fizycznych, dostępne po kliknięciu na dany numer.
Opis do oznaczeń numerycznych:
Numer 1
W polu tekstowym numer jeden znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Natężenie pola grawitacyjnego" oraz wzór następującej treści: mała litera gamma ze znaczkiem wektora skierowanym w prawo nad nią równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera F ze znaczkiem wektora skierowanego w prawo ponad nią a w mianowniku mała litera m. Wzór ten oznacza, że natężenie pola grawitacyjnego jest wprost proporcjonalne do siły grawitacyjnej działającej na ciało i odwrotnie proporcjonalne do masy tego ciała.
Numer 2
W polu tekstowym numer dwa znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Natężenie pola elektrostatycznego" oraz wzór następującej treści: duża litera E ze znaczkiem wektora skierowanym w prawo nad nią równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera F ze znaczkiem wektora skierowanego w prawo ponad nią a w mianowniku mała litera q. Wzór ten oznacza, że natężenie pola elektrostatycznego jest wprost proporcjonalne do siły elektrostatycznej działającej na ciało i odwrotnie proporcjonalne do ładunku elektrycznego tego ciała.
Numer 3
W polu tekstowym numer trzy znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Siła grawitacyjna wartość siły (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera F równa się ułamkowi, przed którym stoi duża litera G, w którego liczniku znajduje duża litera M i mała litera m a w mianowniku mała litera r z indeksem górnym dwa. Wzór ten oznacza, że wartość siły grawitacyjnej jest poprzez stałą grawitacyjną wprost proporcjonalna do iloczynu mas oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Numer 4
W polu tekstowym numer cztery znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Siła elektrostatyczna wartość siły (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera F równa się ułamkowi, przed którym stoi mała litera k, w którego liczniku znajduje się duża litera Q i mała litera q a w mianowniku mała litera r z indeksem górnym dwa. Wzór ten oznacza, że wartość siły elektrostatycznej jest poprzez stałą elektrostatyczną wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków elektrycznych oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Numer 5
W polu tekstowym numer pięć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Potencjał grawitacyjny" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera A równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera A a w mianowniku mała litera m. Wzór ten oznacza, że wartość potencjału grawitacyjnego jest wprost proporcjonalna do energii potencjalnej grawitacji i odwrotnie proporcjonalna do masy ciała.
Numer 6
W polu tekstowym numer sześć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Potencjał elektrostatyczny" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera A równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera A a w mianowniku mała litera q. Wzór ten oznacza, że wartość potencjału elektrostatycznego jest wprost proporcjonalna do energii potencjalnej elektrostatycznej i odwrotnie proporcjonalna do ładunku elektrycznego ciała.
Numer 7
W polu tekstowym numer siedem znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Energia potencjalna grawitacji (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" równa się ułamkowi przed którym stoi minus i duża litera G, w którego liczniku znajduje duża litera M i mała litera m a w mianowniku mała litera r. Wzór ten oznacza, że wartość energii potencjalnej grawitacji jest poprzez czynnik minus jeden i stałą grawitacyjną wprost proporcjonalna do iloczynu mas oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi.
Numer 8
W polu tekstowym numer osiem znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Energia potencjalna elektrostatyczna (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" równa się ułamkowi, przed którym stoi mała litera k, w którego liczniku znajduje się duża litera Q i mała litera q a w mianowniku mała litera r. Wzór ten oznacza, że wartość energii potencjalnej elektrostatycznej jest poprzez stałą elektrostatyczną wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków elektrycznych oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi.
Numer 9
W polu tekstowym numer dziewięć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Różnica potencjałów grawitacyjnych" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera B odjąć małą literę fi i w nawiasie dużą literę A równa się ułamkowi w którego liczniku znajduje się duża litera W z indeksem dolnym w postaci "A,B" a w mianowniku mała litera m.
Numer 10
W polu tekstowym numer dziesięć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Różnica potencjałów elektrostatycznych" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera B odjąć małą literę fi i w nawiasie dużą literę A równa się ułamkowi w którego liczniku znajduje się duża litera W z indeksem dolnym w postaci "A,B" a w mianowniku mała litera q.
Numer 11
W polu tekstowym numer jedenaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Zmiana energii potencjalnej grawitacji" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera B odjąć dużą literę E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie dużą literę A.
Numer 12
W polu tekstowym numer dwanaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Zmiana energii potencjalnej elektrostatycznej" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera B odjąć dużą literę E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie dużą literę A.
Numer 13
W polu tekstowym numer trzynaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Napięcie elektryczne" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera B odjąć małą literę fi i w nawiasie dużą literę A równa się dużej literze U.
Numer 14
W polu tekstowym numer czternaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Praca wykonana przeciwko siłom pola grawitacyjnego oznaczona dużą literą W z indeksem dolnym duże "A,B"".
Numer 15
W polu tekstowym numer piętnaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Praca wykonana przeciwko siłom pola elektrostatycznego oznaczona dużą literą W z indeksem dolnym duże "A,B"".
1. Natężenie pola grawitacyjnego
2. Natężenie pola elektrostatycznego
3. Siła grawitacyjna wartość siły:
(w polu centralnym)
4. Siła elektrostatyczna wartość siły:
(w polu centralnym)
5. Potencjał grawitacyjny
6. Potencjał elektrostatyczny
7. Energia potencjalna grawitacji
(w polu centralnym)
8. Energia potencjalna elektrostatyczna
(w polu centralnym)
9. Różnica potencjałów grawitacyjnych
10. Różnica potencjałów elektrostatycznych
11. Zmiana energii potencjalnej grawitacji
12. Zmiana energii potencjalnej elektrostatycznej
13. Napięcie elektryczne
14. Praca wykonana przeciwko siłom pola grawitacyjnego
15. Praca wykonana przeciwko siłom pola elektrostatycznego
Pogrupuj elementy ze względu na to, czy opisują one wielkości skalarne czy wektorowe.
energia potencjalna, natężenie pola grawitacyjnego, siła grawitacji, praca wykonana przeciwko siłom pola grawitacyjnego, potencjał elektrostatyczny
| wielkości wektorowe | |
|---|---|
| wielkości skalarne |