Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο

Θέματα Φυσικής 2014, σχολιασμός.

Σχεδόν πάντα τα θέματα των εξετάσεων εγείρουν διάφορες προσεγγίσεις, υποκειμενικές. Φυσικά θα μπορούσε κάποιος να αναρωτηθεί πως στο μάθημα της φυσικής, ως μάθημα επιστήμης, μετρήσιμης λογικής και αντικειμενικότητας, εμπλέκεται το στοιχείο της υποκειμενικότητας (;), που βρίσκει έδαφος η αμφιβολία (;). Η απάντηση είναι απλή: εκπαίδευση. Θα καταλάβεις παρακάτω τι εννοώ.


Η προσωπική μου, υποκειμενική, εκτίμηση για τα θέματα: ήταν όπως έπρεπε να είναι τα θέματα των πανελλαδικών (προσωπικά μου άρεσαν αλλά αυτό δεν έχει καμία σημασία), με ορισμένες ενστάσεις, αυτό έχει σημασία. Γενικά, ήταν εύκολα με μικρές εξαιρέσεις που η δυσκολία τους αυξανόταν εκθετικά, αλλά συγκριτικά με τα περσινά θέματα προσέφεραν στον μαθητή λιγότερο πανικό.  

Το πρώτο θέμα ήταν απλή εξέταση κατανόησης της θεωρίας, αυτός είναι κι ο σκοπός του. Δεν θα είχα να σχολιάσω, αλλά το περιβόητο θέμα Α3*, γιατί; 


Προφανώς, οι περισσότεροι μαθητές επέλεξαν σωστά, με βάση τη σχολική ύλη, την απάντηση (γ) αλλά με βάση τη μηχανική αυτό είναι λάθος, το ίδιο έκαναν και οι δικοί μου μαθητές, άσχετα αν τους είχα ξεκαθαρίσει τι συμβαίνει με το ελεύθερο στερεό, αλλά γιατί;
Ένα κλασικό παράδειγμα υποκειμενισμού: διδάσκεις τη μεθοδολογία, ο μαθητής απαντάει λάθος ως προς το επιστημονικό κομμάτι αλλά για το σύστημα εκπαίδευσης απαντάει σωστά. Μια λογική αντιμετώπιση θα ήταν ή να ακυρωθεί το ερώτημα ή να δοθεί διευκρίνιση (… ως προς το κέντρο μάζας), απλά πράγματα.

Παρακάτω, το δεύτερο θέμα ήταν εύκολο χωρίς καμία διαβαθμισμένη δυσκολία, με προσεγμένες διατυπώσεις. Το γεγονός ότι δόθηκε άσκοπη διόρθωση σε λανθασμένη επιλογή άγχωσε κι άλλο τους μαθητές, ήταν μια κίνηση πανικού από την επιτροπή. Προφανώς ο λόγος των μαζών δεν θα μπορούσε να είναι 1 αλλά εκείνη τη χρονική στιγμή δεν θα απασχολούσε κανέναν. Η παρέμβαση απλά ανάγκασε τους μαθητές να αμφιβάλουν για την απάντηση τους με αποτέλεσμα να χάσουν χρόνο.  

Το θέμα 3 ήταν ένα κλασικό θέμα συμβολής, καθόλου πρωτότυπο κι αυτό είναι καλό. Είναι καλό που επέλεξαν να βάλουν ένα θέμα που για να το λύσει ο μαθητής έπρεπε να έχει κατανοήσει τη βασική μελέτη των κυμάτων, επίσης είναι καλό που απέφυγαν κάποιο «πρωτότυπο» θέμα, ήταν μια πρωτοτυπία κι αυτή.  


Στο τελευταίο θέμα δεν υπήρχε κάποιο πρόβλημα επιστημονικό αλλά ήταν αρκετά μεγάλο και είχε αρκετά μαθηματικά, ok το δέχομαι ότι συζητάμε για φυσική, οπότε είναι αναπόφευκτο να υπάρχουν και τα μαθητικά. Πρέπει όμως να γίνει μια στοχοθέτηση όσο αναφορά την εξέταση των μαθητών, με δυόμιση κεφάλαια φυσικής και ένα κακογραμμένο σχολικό βιβλίο περιορισμένης διδακτικής εμβέλειας, είναι λογικό να μην υπάρχει ποικιλία θεμάτων και με λογική του τύπου  «τα θέματα πρέπει να είναι πρωτότυπα» δημιουργούνται   τέτοιες ασκήσεις. Το θέμα Δ ήταν κράμα περίεργο, σαν να πήρε κάποιος τρεις ασκήσεις και δημιούργησε αυτό, γιατί; Ωραία ερωτήματα αλλά πολλά, γιατί; Έτσι ελέγχονται οι γνώσεις των μαθητών (;) κάνοντας τα τέσσερα ερωτήματα πέντε (;).


Εννοείται πως θα υπάρξουν λάθη και ενδεχομένως επιστημονικές αστοχίες αλλά το ζητούμενο εδώ είναι η αντιμετώπιση των λαθών, η αντίδραση, η ευελιξία της επιτροπής των θεμάτων.  



*Θεώρησα δεδομένο ότι είναι γνωστό το θεώρημα των ροπών και δεν διευκρίνισα ότι στο θέμα Α3 καμία από τις απαντήσεις δεν είναι σωστή, μου το υπέδειξε ένας μαθητής με την εύλογη απορία του: «αν υπάρχουν κι άλλες σωστές απαντήσεις» .

Το θεώρημα:
Ένα αρχικά ακίνητο σώμα εκτελεί μεταφορική κίνηση όταν  η συνισταμένη των ασκουμένων δυνάμεων στο σώμα διέρχεται από το κέντρο μάζας, τότε συνισταμένη ροπή είναι μηδέν μόνο ως προς τα σημεία του φορέα της συνισταμένης. ΔΕΝ είναι μηδέν ως προς οποιοδήποτε άλλο σημείο. 


Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) Εξισώσεις κίνησης

Περιοδικά ονομάζονται τα φαινόμενα που επαναλαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα. Π.χ. ομαλή κυκλική κίνηση, κίνηση εκκρεμούς, περιστροφή γης γύρω από τον ήλιο κ.ά.
(Σκέψου μερικά ακόμη…)
Στοιχεία περιοδικής κίνησης Κάθε περιοδική κίνηση χαρακτηρίζεται από τα παρακάτω τρία στοιχειά:
Περίοδος (Τ) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται ο χρόνος που απαιτείται για μια πλήρη επανάληψη του φαινομένου ή ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών επαναλήψεων του φαινομένου.
Η περίοδος είναι μονόμετρο μέγεθος και η μονάδα μέτρησής της είναι το 1 sec.

Συχνότητα (f) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται το φυσικό μέγεθος του οποίου το μέτρο θα δίνεται από το σταθερό πηλίκο του αριθμού Ν των επαναλήψεων του φαινομένου σε κάποιο χρόνο t, προς το χρόνο αυτό.Δηλαδή: Η συχνότητα είναι μονόμετρο μέγεθος και έχει μονάδα μέτρησης το 1 sec-1 ή 1 κύκλος/sec ή 1 Hz (Hertz).



Σχέση μεταξύ περιόδου – συχνότητας Επειδή σε χρόνο t ίσο με μια περίοδο Τ έχουμε μια επανάληψη (Ν=1) του φαινομένου έχουμ…

Ενέργεια Ταλάντωσης

Η ενέργεια της ταλάντωσης Ε (ή ολική ενέργεια) ενός συστήματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση ισούται με την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα για να το θέσουμε σε κίνηση (ταλάντωση). 




Η ενέργεια αυτή θα δίνεται από τη σχέση:  Από την σχέση αυτή προκύπτει ότι το πλάτος Α καθορίζεται από την ενέργεια της ταλάντωσης, δηλαδή από την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα ώστε να αρχίσει να ταλαντώνεται. Σε όλη την διάρκεια της ταλάντωσης η ενέργεια παραμένει σταθερή. Η ενέργεια μιας απλής αρμονικής ταλάντωσης είναι σταθερή και ανάλογη µε το τετράγωνο του πλάτους της.

Απόδειξη της παραπάνω σχέσης. Αν το σώμα βρίσκεται ακίνητο στην θέση ισορροπίας, για να μετακινηθεί σε µια άλλη θέση πρέπει να του ασκηθεί κατάλληλη εξωτερική δύναμη Fεξ . Κατά την μετακίνηση αυτή θα ασκείται στο σώμα και η δύναμη επαναφοράς. 

Για να μετακινηθεί το σώμα στην θέση (x) θα πρέπει το μέτρο της εξωτερικής δύναμης να είναι ίσο µε το μέτρο της δύναμης επαναφοράς και να έχει αντίθετη φορά, σε κάθε χρονι…

Ταλάντωση και Ελατήριο

Ελατήριο ονομάζεται ένα μηχανικό εξάρτημα το οποίο έχει την ικανότητα να αποθηκεύει μηχανική ενέργεια παραμορφώμενο προσωρινά. Συνήθως το σχήμα είναι ελικοειδές, αλλά υπάρχουν και ελατήρια σε σχήμα ράβδου, οι σούστες.
Το κάθε ελατήριο μπορεί να παραμορφωθεί ως προς μία διάστασή του υπό την επίδραση δύναμης. Όταν ασκείται δύναμη σε αυτήν τη διάσταση, το ελατήριο παραμορφώνεται αποθηκεύοντας το έργο της δύναμης.
Ιδανικό ελατήριο Σε ιδανικά θεωρητικά ελατήρια ισχύει απόλυτα ο νόμος του Hook, δε χάνεται ενέργεια στο περιβάλλον και τα ελατήρια μπορούν πάντα να επιστρέψουν στο αρχικό τους μήκος. Επίσης η μάζα του ιδανικού ελατηρίου θεωρείται αμελητέα. [Στην πραγματικότητα χάνεται μικρό ποσό ενέργειας στο περιβάλλον ως θερμική ενέργεια, ενώ η παραμόρφωση μπορεί να γίνει μόνιμη. Κάθε ελατήριο έχει κάποια όρια αντοχής αν τα υπερβούν θα παραμορφωθεί ή θα σπάσει. Επιπλέον, με την επαναλαμβανόμενη χρήση το υλικό χάνει τις ιδιότητές του λόγω μηχανικής κόπωσης και αν δεν αντικατασταθεί θα σπάσει.]

Νόμο…

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) - Συνισταμένη Δύναμη

Από την Α΄ Λυκείου γνωρίζεις τον θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής (2ος νόμος του Newton), ΣF=mα. Επίσης, όπως γνωρίζεις για να υπάρχει επιτάχυνση πρέπει να υπάρχει και δύναμη που ασκείται σε κάποιο σώμα. Στην Α.Α.Τ. ισχύει α=-ω2x, ο συνδυασμός αυτών των δυο σχέσεων δίνει τη σχέση: 
ΣF=-m ω2x Από τη σχέση αυτή φαίνεται ότι όταν ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση η συνολική δύναμη που δέχεται είναι ανάλογη με την απομάκρυνση του σώματος από την Θ.Ι. της τροχιάς του και έχει αντίθετη φορά από αυτήν. Όταν το σώμα περνά από την Θ.Ι. η συνολική δύναμη που δέχεται ισούται με μηδέν. (Για το λόγο αυτό, ονομάζεται θέση ισορροπίας της ταλάντωσης). Επίσης, στις ακραίες θέσεις της ταλάντωσης η ΣF είναι μεγίστη.


Στο βίντεο δες το διάνυσμα της δύναμης επαναφοράς (είναι πάντα προς την θέση ισορροπίας). 



Αν συμβολίσουμε το γινόμενο mω2 με D (που είναι σταθερό για κάθε ταλαντωτή), δηλαδή D = mω2
Τότε θα έχουμε τη σχέση που δίνει τη δύναμη:F = −Dx (Μάθε την απόδειξη)

Η παραπάνω σχέση είναι γνωστή και σαν συν…

Θέματα πανελληνίων εξετάσεων: Ταλαντώσεις

Τα θέματα των πανελληνίων μπορείς να τα δεις κι εδώ, αλλά σ’ αυτό το αρχείο θα βρεις όλα τα θέματα από το 2001 ως το 2012 τα οποία αναφέρονται στις ταλαντώσεις, αποκλειστικά,  μηχανικές, ηλεκτρικές. Καλή δουλειά σου εύχομαι.