Temat: Konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi

Adresat

Uczeń klasy I liceum i technikum (zakres podstawowy)

Podstawa programowa

II. Ziemia we Wszechświecie: Ziemia jako planeta, następstwa ruchów Ziemi, ciała niebieskie, Układ Słoneczny, budowa Wszechświata.

Uczeń:

2) podaje cechy ruchów Ziemi i charakteryzuje ich następstwa, z uwzględnieniem siły Coriolisa;

Cel lekcji

Uczeń wyjaśnia zjawisko i konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi.

Kryteria sukcesu

• wyjaśnisz pojęcie czasu słonecznego i wytłumaczysz związek pomiędzy czasem słonecznym a ruchem obrotowym Ziemi;

• opowiesz o sile Coriolisa i wyjaśnisz związek siły Coriolisa z ruchem obrotowym Ziemi;

• ustalisz kierunek działania siły Coriolisa na poruszające się ciało;

• wymienisz przykładowe skutki działania siły Coriolisa.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Metody/formy pracy

• metody problemowe: rozmowa kierowana, dyskusja dydaktyczna;

• metody eksponujące: prezentacja;

• metody programowane: z użyciem komputera, z użyciem e‑podręcznika;

• metody praktyczne: ćwiczenia przedmiotowe.

• praca indywidualna i zbiorowa.

Środki dydaktyczne

• komputery z dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w lekcji „Konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi” w e‑podręczniku;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Fazy lekcji

Wstępna

1. W trakcie zajęć nauczyciel określa cel lekcji, informuje uczniów o jej planowanym przebiegu.

2. Przypomnienie wiadomości na temat ruchu obrotowego Ziemi. Nauczyciel zadaje pytania o znane z poprzednich lekcji konsekwencje ruchu obrotowego naszej planety. Ochotnicy lub osoby wskazane przez nauczyciela kolejno wymieniają takie konsekwencje jak pozorny ruch Słońca po sferze niebieskiej, a co za tym idzie – również następstwo dnia i nocy oraz spłaszczenie kuli ziemskiej na biegunach. Nauczyciel uzupełnia wypowiedzi uczniów wprowadzając pojęcie czasu słonecznego (miejscowego) związanego z górowaniem Słońca nad danym południkiem.

Realizacyjna

1. Wprowadzenie pojęcia siły Coriolisa, powstającej wyłącznie w układzie obracającym się. Prowadzący omawia ilustrację dołączoną do lekcji „Konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi” w e‑podręczniku wyjaśniając, że siła Coriolisa powoduje odchylanie się toru ruchu poruszających się obiektów na półkuli północnej w prawo, a na półkuli południowej w lewo.

2. Indywidualna praca uczniów. Uczniowie wykonują ćwiczenie 1 i ćwiczenie 3 z lekcji w abstrakcie, a także ćwiczenie interaktywne typu pytanie jednokrotnego wyboru. Nauczyciel na bieżąco sprawdza, czy wszyscy uczniowie prawidłowo wykonują zadania i pomaga uczniom, którzy mają z nimi problemy.

3. Omówienie przez nauczyciela obserwowalnych skutków działania siły Coriolisa, takich jak:

• silniejsze podmywanie przez wodę prawych brzegów rzek na półkuli północnej i lewych brzegów na półkuli południowej;

• różnica w kierunku wirowania cyklonów na półkuli północnej i na południowej. Prowadzący omawia ilustrację interaktywną przedstawiającą tworzenie się cyklonów zwraca uwagę na fakt, że na półkuli północnej cyklony wirują w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a na południowej – w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Podsumowująca

Ostatnim etapem lekcji jest krótkie podsumowanie służące usystematyzowaniu i utrwaleniu wiadomości, wyjaśnieniu ewentualnych niejasności oraz uzupełnieniu notatek.

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

Pojęcia

Teksty i nagrania

The consequences of Earth’s rotation

We know that the Sun’s apparent motion on the Celestial sphere is caused by Earth’s rotation. However, this movement carries on several other consequences for our planet, geographical environment, and all living beings, including humans. One of the most obvious is the succession of day and night. For some time, a part of Earth is turned towards the Sun, resulting in a day. Then Earth turns away from the Sun and night falls in the shadowed area. At the same time, another part of the planet turns to the Sun and the day starts there.

Another consequence of Earth’s rotation is the existence of solar time. At the same moment, on one of the meridians there is a solar noon, while on the opposite side of the planet – midnight, and on the other ones, all the other times during the day or night cycle.

A difficult to observe, but the scientifically proven consequence of Earth’s rotation is also a small flattening at the poles, resulting from the centrifugal force, causing Earth not to have a spherical shape.

In a rotating system, which is Earth, the trajectory of the body moving on the surface deviates from the straight line, because the body is under the effect of the so‑called Coriolis force. This force causes the trajectory of the moving objects in the Northern Hemisphere to turn right, and turn left in the Southern Hemisphere. Rivers, winds and currents as well as ships, airplanes and other objects in motion are subject to the Coriolis force. Of course, this force does not work on objects that are at rest.

This phenomenon can be explained by the example of large rivers, whose right banks in the Northern Hemisphere and the left banks in the Southern Hemisphere are more washed off by water.
If the river flows from south to north (in the Northern Hemisphere), the water in it moves from the area where the linear velocity of the rotating (from west to east) Earth is greater, to the place where the linear velocity is smaller. But the water is not rigidly connected to the Earth and, running north, retains its greater linear velocity, turns from west to east, which in result causes a stronger flow on the right (eastern) shore.
If the river runs from north to south (in the Northern Hemisphere), it means that the water in it moves with a smaller linear velocity from the area to a place with a higher linear velocity. It tries to keep the velocity lower, but the river banks move faster (from west to east). So now the right (west) bank of the river will „push” the water, and the water, as a result, will wash it off more.
In the Southern Hemisphere, the phenomenon occurs analogously, only in reverse.

Like the water in larger rivers, even the winds in the Northern Hemisphere will be pushed to the right, and to the left in the Southern Hemisphere. Another consequence of the Coriolis force is the direction of air rotation in cyclones. In the Northern Hemisphere, they rotate counter‑clockwise and clockwise in the Southern Hemisphere.