Temat: Przemieszczamy ciężkie przedmioty

Materiał uzupełniający do wykorzystania na lekcjach w grupie przedmiotów przyrodniczych (przyroda, biologia, chemia, geografia, fizyka), zajęciach dodatkowych, kołach zainteresowań. Może służyć jako zasób poszerzający wiedzę, przygotowujący uczniów do konkursów przyrodniczych.

Adresat:

Uczniowie klasy VII szkoły podstawowej (fizyka).

Podstawa programowa

Klasa VII – fizyka

II. Ruch i siły. Uczeń:

11) rozpoznaje i nazywa siły, podaje ich przykłady w różnych sytuacjach praktycznych
(siły: ciężkości, nacisku, sprężystości, oporów ruchu).

Ogólny cel kształcenia

Uczniowie zbadają doświadczalnie siłę tarcia i oporu powietrza oraz podadzą przykłady zmniejszania i zwiększania siły tarcia i oporu

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• wyjaśniać, czym jest tarcie i co to jest opór;

• wymieniać przykłady wykorzystania siły tarcia w życiu codziennym;

• wskazywać sposoby zwiększania lub zmniejszania siły tarcia w zależności od potrzeb;

• wymieniać zwierzęta, które zmniejszają siłę tarcia, by sprawniej się poruszać.

Metody/techniki kształcenia

• aktywizujące

  • dyskusja.

• podające

  • pogadanka.

• eksponujące

  • film.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery;

• but z gładką podeszwą;

• but z wyraźnie bieżnikowaną podeszwą.

Przebieg lekcji

Przed lekcją

• Uczniowie zapoznają się z treścią abstraktu. Przygotowują się do pracy na lekcji w taki sposób, żeby móc przeczytany materiał streścić własnymi słowami i samodzielnie rozwiązać zadania.

Faza wstępna

• Prowadzący lekcję określa cel zajęć i wspólnie z uczniami ustala kryteria sukcesu.

Faza realizacyjna

• Uczniowie czytają fragment pt. „Uciążliwe tarcie” oraz zapisują w zeszytach definicję tarcia.

• Prowadzący lekcję zapowiada film. Poleca podopiecznym, żeby w formularzu zamieszczonym w abstrakcie zapisali pytanie badawcze i hipotezę. Następnie wyświetla film, a uczniowie odnotowują swoje obserwacje i wnioski. Nauczyciel wskazuje osobę, która dzieli się swoimi spostrzeżeniami i wyjaśnia zasadność zanotowanych przez siebie wniosków.

• Nauczyciel pyta podopiecznych, jak można zmniejszyć lub zwiększyć siłę tarcia – pomysły uczniów zapisuje na tablicy. Uczniowie czytają fragment pt. „Zwiększanie i zmniejszanie tarcia” i podają sposoby, które jeszcze nie zostały uwzględnione na tablicy.

• Nauczyciel pokazuje uczniom podeszwy butów, które wyraźnie różnią się bieżnikowaniem. Pyta, który but zapewnia bezpieczne poruszanie po śliskiej powierzchni i prosi o uzasadnienie odpowiedzi.

• Nauczyciel poleca uczniom, żeby samodzielnie wykonali ćwiczenie interaktywne polegające na wskazaniu przykładów tarcia pożytecznego oraz przykładów tarcia szkodliwego. Wspólnie z uczniami omawia poprawne rozwiązania.

• Uczniowie zapoznają się z fragmentem pt. „Opór” i wykonują ćwiczenie interaktywne: zaznaczają ilustracje, na których widnieją zwierzęta o opływowym kształcie ciała.

Faza podsumowująca

• Na zakończenie zajęć nauczyciel zadaje uczniom pytania:

  • Co na zajęciach wydało wam się ważne i ciekawe?

  • Co było łatwe, a co trudne?

  • Jak możecie wykorzystać wiadomości i umiejętności, które dziś zdobyliście?

  Chętni lub wybrani uczniowie podsumowują zajęcia

Praca domowa

• Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

We move heavy objects

If you happened to have seen how adults move heavy furniture, e.g. a cabinet, you know that it’s not an easy task. First you should take all items out of the piece of furniture you wish to move. This will reduce its mass and weight. What good will that do? In order to move a piece of furniture you have to overcome the force with which it presses against the floor. When trying to move one surface over another, you always meet certain resistance. That is the friction that we have to overcome. It occurs always where two surfaces that we wish to move in relation to each other meet.

Factors affecting the force of friction are:

• pressure force – the greater the pressure force exerted by one body (i.e. any object) on another, the greater the friction force present where they come into contact, that’s why lighter objects are easier to move;

• type of surface of objects that come into contact – the rougher and more uneven the surfaces that come into contact, the harder it is to move them.

If you want to move any objects, in particular heavy ones, you need to reduce friction. During friction individual particles are detached from the substance, which may lead to the complete destruction of objects or mechanisms. That’s why sometimes it’s necessary to reduce friction. Substances most commonly used for this purpose are greases and oils – e.g. in car engines. Motor oil protects moving engine components against destruction, allowing them to operate for a longer time. Sometimes it’s possible to use various materials that exhibit less friction against the floor, e.g. a blanket or towel – this also allows to move objects more easily.

Friction can also be reduced by rolling an object instead of moving it. Another method to reduce friction force is to reduce the mass of objects, i.e. the pressure force exerted on the surface. You can also try to smoothen surfaces that come into contact with each other as much as possible, for example by polishing them.

Sometimes it’s necessary to achieve better stability and grip, e.g. in the case of car tires. In such case, friction must be increased. It can be achieved by forming grooves on the surface. Friction also makes it possible to break safely.

Friction is connected with drag forces. These are all the forces that we must overcome when we want objects to be move.

The greater the density of medium surrounding the body, the greater the resistance. That’s why it’s easier to move in the air. The object’s shape is also of great importance. It’s said that the shape is aerodynamic when it enables improved flow of medium particles around the object.

Aerodynamic shapes are very common in the animal world: they enable fish to swim fast and birds to fly. By watching animals, humans also began constructing vehicles in a way that allows them to experience the least drag. Aircraft and their hulls are modelled based on the silhouettes of birds, whereas the shape of submarine hulls evokes fish. However, not only vehicles that move through the air or water must have the most aerodynamic shape. Giving an aerodynamic shape to a motor vehicle allows to reduce drag, which affects fuel consumption. Nevertheless, there are situtations where increasing drag forces can also be useful.

Using a device known as the double‑ended lever, it’s possible to move large objects. The longer the lever arm on which pressure is exerted and the shorter the arm on which the object being lifted rests, the less force is required to lift it.

In order to transport a heavy object to a higher storey, it’s not necessary to lift it directly off the ground. Instead, it’s possible to use a pully or a system of pulleys. This will allow to pull the heavy object high up.

• Friction is a force created when two surfaces that come into contact move against each other.

• Drag is created when moving an object through a medium, e.g. water and air.

• Fiction and drag can be increased or reduced as needed.

• A double‑sided lever and pulleys are simple machines that allow to perform the same work using less force.