Wykorzystanie prawa Archimedesa

1. Cele lekcji

a) Wiadomości

1. Uczeń wie, że na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu.

2. Uczeń wie, od czego zależy siła wyporu.

3. Uczeń zna wzór pozwalający obliczyć siłę wyporu.

b) Umiejętności

1. Uczeń umie obliczyć siłę wyporu w różnych sytuacjach.

2. Metoda i forma pracy

Podział metod nauczania według koncepcji nauczania wielostronnego W. Okonia:

1. Metody asymilacji wiedzy: doświadczenia uczniowskie

2. Metody samodzielnego dochodzenia do wiedzy: analiza doświadczeń

3. Metody praktyczne: wykonywanie doświadczeń

4. Metody waloryzacyjne: teczki tematyczne, doświadczenia uczniowskie

Forma pracy: grupowa

3. Środki dydaktyczne

Tablica i kreda

4. Przebieg lekcji

a) Faza przygotowawcza

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie prawa Archimedesa, które zostało sformułowane na poprzedniej lekcji. Uczniowie przypominają także, od czego zależy siła wyporu działająca na ciało zanurzone w cieczy.

b) Faza realizacyjna

Nauczyciel przedstawia uczniom wzór na siłę wyporu. Wyjaśnia, w jaki sposób ten wzór odzwierciedla zależności uzyskane w doświadczeniach przeprowadzonych na poprzedniej lekcji. Omawia rachunek jednostek.

Uczniowie pod kierunkiem nauczyciela rozwiązują zadania polegające na obliczeniu siły wyporu, dysponując różnymi danymi. Zadania są tak dobrane, aby uczniowie utrwalili sobie, że we wzorze na siłę wyporu znajduje się objętość części zanurzonej ciała i gęstość cieczy.

Nauczyciel dzieli uczniów na grupy (dwu lub trzyosobowe), rozdaje uczniom kartę pracy (załącznik 1). Zadaniem uczniów jest odtworzenie odkrycia Archimedesa i rozwiązanie problemu fałszywej korony. Nauczyciel wiesza na tablicy zapisane na planszach podpowiedzi porządkujące tok myślenia uczniów.

c) Faza podsumowująca

Uczniowie oglądają pierwszą część prezentacji multimedialnej „Prawo Archimedesa i historia żeglugi” dotyczącej prawa Archimedesa.

5. Bibliografia

1. A. Kaczorowska, Fizyka i astronomia. Podręcznik dla uczniów klasy I gimnazjum, Wydawnictwo Żak, Warszawa 2000.

2. M. Rozenbajger, R. Rozenbajger, Fizyka dla gimnazjum część 2, Wydawnictwo „Zamiast Korepetycji”, Kraków 2002.

6. Załączniki

a) Karta pracy ucznia

załącznik 1

PROBLEM ARCHIMEDESA

R1LRKmNwKeVf4

Archimedes z Syrakuz (ok. 287 - 212 p.n.e.) - najwybitniejszy grecki fizyk i matematyk pochodzący z Syrakuz na Sycylii. Wykształcenie zdobył w Aleksandrii. Zajmował się filozofią, geometrią, mechaniką i statyką cieczy. Archimedesowi przypisuje się skonstruowanie około 40 maszyn i przyrządów, takich jak: śruba wodna, wielokrążek, zwierciadła wklęsłe.

Legenda głosi, że król Syrakuz zlecił Archimedesowi sprawdzenie uczciwości złotnika, który wykonał dla niego złotą koronę. Wprawdzie ciężar korony był równy ciężarowi dostarczonego złotnikowi złota, król jednak podejrzewał, że złotnik go oszukał i wykonał koronę ze stopu złota i innego tańszego metalu. Archimedes długo rozmyślał nad tym problemem, aż znalazł jego rozwiązanie. Kiedy wchodził do wanny wypełnionej po brzegi wodą, część wody wylała się z wanny. Archimedes doznał olśnienia. Wyskoczył z wanny i nagi biegał po ulicach Syrakuz, krzycząc „Heureka, heureka”, czyli „Odkryłem, odkryłem”.

Wyjaśnijcie, jak na podstawie prawa Archimedesa można rozwiązać problem króla Syrakuz.

PODPOWIEDZI DLA UCZNIÓW

• Czym w sensie fizycznym różniły się korony?

• Czy korony różniły się masą?

• Jaka zależność łączy masę, gęstość i objętość?

• Czy korony różniły się gęstością?

• Czy korony różniły się objętością?

• Czy objętość tak skomplikowanego kształtu jak korona da się policzyć?

• Ile wody wyprze korona po zanurzeniu jej do wody?

• Jak się dowiedzieć, ile wody wyparłaby korona naprawdę wykonana ze złota?

• Czy taka sama ilość innego złota jak ta dana złotnikowi ma taką samą objętość?

b) Zadanie domowe

Uczniowie muszą wykonać kartkę z notatką do swojej teczki tematycznej. Umieszczają na niej wszystkie informacje dotyczące prawa Archimedesa, które poznali podczas lekcji. Na dole kartki zapisują nasuwające się im myśli na temat wyjaśnienia działania nurka Kartezjusza w oparciu o prawo Archimedesa.

7. Czas trwania lekcji

45 minut

8. Uwagi do scenariusza

brak