Zasada działania kompasu
SCENARIUSZ LEKCJI
III ETAP EDUKACYJNY
Temat: Zasada działania kompasu
TREŚCI KSZTAŁCENIA
Fizyka, 5.2: opisuje zachowanie igły magnetycznej w obecności magnesu oraz zasadę działania kompasu;
Informatyka, 6.1: wykorzystuje programy komputerowe, w tym edukacyjne, wspomagające i wzbogacające naukę różnych przedmiotów.
Cele zoperacjonalizowane:
Cel ogólny: zapoznanie się z zasadą działania kompasu i jego wykorzystaniem,
wie, że magnesy mają dwa bieguny magnetyczne N i S,
wie jak wzajemnie działają na siebie bieguny jednoimienne oraz różnoimienne magnesów,
wie, jak wygląda i w jaki sposób można zbadać pole magnetyczne magnesu (opiłki żelaza, igła magnetyczna),
wie jaki jest umowny zwrot linii pola magnetycznego,
zna zasadę działania kompasu (wie, jak działa igła magnetyczna kompasu).
Nabywane umiejętności:
Uczeń:
potrafi narysować linie sił pola magnetycznego wokół magnesu sztabkowego i podkowiastego,
potrafi narysować linie sił pola magnetycznego Ziemi,
potrafi wyjaśnić zachowanie igły magnetycznej (działanie kompasu),
umie wyciągnąć wnioski z obserwacji,
nabywa umiejętności samodzielnej pracy, obserwacji zjawisk fizycznych, stawiania pytań i poszukiwania odpowiedzi na nie,
potrafi zainstalować program użytkowy i znaleźć instrukcje dotyczące jego obsługi.
Etapy lekcji | Przedmiot nauczania | Kompetencje kluczowe | Przebieg zajęć | Środki dydaktyczne | Metody nauczania | Formy pracy |
Etap wstępny | Fizyka | porozumiewanie się w języku ojczystym; myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; umiejętność uczenia się | Pogadanka na temat obserwacji i doświadczeń uczniów z życia codziennego dotyczących wiedzy o magnesach. Nauczyciel stara się sprawdzić, co uczniowie już wiedzą o igłach magnetycznych na bazie poprzednich lekcji. | problemowa: aktywizująca dyskusja | zbiorowa, jednolita | |
Etap realizacji | Fizyka | porozumiewanie się w języku ojczystym; myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; umiejętność uczenia się | Przypomnienie wiadomości na temat biegunów magnesów: - każdy magnes posiada 2 bieguny: północny (N) i południowy (S), których nie da się od siebie oddzielić, - bieguny jednoimienne magnesów odpychają się, a bieguny różnoimienne przyciągają się. - własność przestrzeni polegającą na tym, że na umieszczoną w niej igiełkę magnetyczną działają siły, nazywany polem magnetycznym, - pole magnetyczne przedstawiamy w postaci tzw. linii pola magnetycznego, - umownie przyjęto, że zwrot linii pola magnetycznego wskazuje biegun północny igiełki magnetycznej umieszczonej w tym polu. | notatki z poprzednich zajęć | podająca: wykład informacyjny | zbiorowa, jednolita |
Fizyka | myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; umiejętność uczenia się | Nauczyciel z pomocą ucznia uruchamia komputer oraz rzutnik multimedialny, wgrywa do komputera film z pamięci typu Flash, uruchamia program odtwarzający filmy, odtwarza film. Po zakończonej projekcji nauczyciel moderuje krótką dyskusję mającą na celu podsumowanie wiedzy na temat igły magnetycznej oraz jej zastosowania w kompasach. | film (zasób nr 1 ) | podająca: film | zbiorowa, jednolita | |
Fizyka | myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; umiejętność uczenia się | Nauczyciel z pomocą ucznia uruchamia komputer oraz rzutnik multimedialny, wgrywa do komputera Galerię Zdjęć z pamięci typu Flash, uruchamia program odtwarzający zdjęcia, odtwarza Galerię zdjęć przedstawiającą m.in. oddziaływanie pola magnetycznego magnesu sztabkowego z igłami magnetycznymi umieszczonymi w jego pobliżu. Podkreśla, że warto znać budowę i zasadę działania kompasu, bo na szlaku wędrownym niejednemu z nas może się przytrafić potrzeba właściwego skorzystania z tego cennego w drodze przyrządu. W trakcie pokazu Zdjęć nauczyciel objaśnia zdjęcia oraz ich treść lub odpowiada na pytania uczniów. Po zakończonym pokazie zdjęć nauczyciel moderuje krótką dyskusję podsumowującą na temat obejrzanego materiału, zadając pytania zmierzające do nazwania oraz jakościowego wyjaśnienia poznanych zjawisk fizycznych oraz warunków, jakie muszą być spełnione, aby miały one miejsce. | galeria zdjęć (zasób nr 2) | eksponująca: pokaz połączony z przeżyciem | zbiorowa, jednolita | |
Etap podsumowujący | Fizyka | myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; umiejętność uczenia się | Podsumowanie lekcji. Nauczyciel podsumowuje poznane wiadomości temat poznanych rodzajów oddziaływania igły magnetycznej z polem magnesu i wniosków stąd płynących oraz sposobów i zakresu wykorzystania tych igieł do budowy kompasów. Zwraca uwagę na zadanie domowe określone w Galerii zdjęć. | podająca: pogadanka | zbiorowa, jednolita |
DOdatek teoretyczny Budowa i zasada działania kompasu
Kompas to przyrząd nawigacyjny służący do wskazywania kierunku północnego, pozwalający określić nasze położenie względem czterech stron świata. Kompas zbudowany jest z igły magnetycznej i podziałki kątowej, na której naniesione zostały odpowiednimi międzynarodowymi symbolami kierunki świata. Współczesne kompasy wypełnione są płynem, co zapobiega drganiu igły i ułatwia odczyt.
Do najważniejszych części kompasu należą:
obudowa (wypełniona płynem niezamarzającym);
igła magnetyczna - magnes trwały, który zawsze wskazuje północny biegun geograficzny. Igła może być wbudowana w tarczę na której znajduje się podziałka. Jeśli kompas posiada blokadę igły, należy ją zwolnić przed rozpoczęciem określania kierunku;
podziałka od 0 do 360 stopni - określa azymut. Może znajdować się na ruchomym pierścieniu górnym lub na tarczy z igłą magnetyczną;
elementy do precyzyjnego odczytywania i określania kierunku, czyli: soczewka, szczerbinka i muszka.
Budowa kompasu jest bardzo prosta, przez co jest to sprzęt dość niezawodny. Igła magnetyczna swobodnie się obraca, natomiast tarcza podzielona jest na cztery części oznaczające dany kierunek: Wschód (E - East), Zachód (W - West), Północ (N - North) i Południe (S - South).
Bardziej skomplikowanym kompasem jest żyroskop, używany głównie na statkach pływających oraz latających (samoloty). Urządzenie to jest już niezależnie od pola magnetycznego, które je otacza. Wskazywaniem kierunku zajmuje się nie igła magnetyczna, tylko bąk symetryczny (żyroskop) - obracający się, przytwierdzony do stałej podstawy obiekt.
Określanie kierunku za pomocą kompasu
Aby określić azymut (kąt zawarty pomiędzy kierunkiem północnym a kierunkiem marszu) należy stanąć przodem do kierunku marszu, po czym chwycić kompas w obie dłonie (najlepiej przystawić ręce do klatki piersiowej) i przytrzymać przez chwilę w pozycji poziomej, aby igła mogła się ustabilizować. Podziałkę ze stopniami należy obrócić w taki sposób, by zaznaczony na niej kierunek północny pokrywał się z kierunkiem północnym wskazywanym przez igłę. Następnie należy odczytać wskazania kompasu - jeśli podziałka jest na tarczy zintegrowanej z igłą, wystarczy od razu odczytać azymut. Kąt azymutu określa się idąc w prawo od zera skali kompasu, zgodnie z kierunkiem obrotu wskazówek zegara, aż do kierunku na wybrany obiekt.
Aby kompas prawidłowo wskazywał kierunek, zawsze należy go trzymać w pozycji poziomej (droższe modele mają wbudowaną poziomicę). W przeciwnym razie będzie błędnie wskazywać kierunki świata. W momencie sprawdzania kierunku przy pomocy kompasu nie należy przebywać w pobliżu urządzeń emitujących pole magnetyczne, m.in.: stacji transformatorowych, przewodów wysokiego napięcia, itp. Nie należy też trzymać w ręku metalowych przedmiotów, np.: noża.
Maszerując, należy regularnie sprawdzać na kompasie kierunek marszu, ale też często się rozglądać i zapamiętywać mijane miejsca.
