Moja Fizyka
Przewodnik metodyczny i scenariusze lekcji
Wojciech Dindorf, Elżbieta Krawczyk

Oto trzy zdania:

1.
A) Zaginionego kotka znaleziono dwa kilometry od domu.
B) Jutro planujemy przelot najkrótszą drogą z Warszawy do Rzeszowa.
C) Ogień rozprzestrzeniał się z szybkością 20 metrów na minutę.
Odpowiedz na pytania dotyczące powyższych sformułowań:
a) W którym z trzech zdań znajdujemy określenie kierunku?
b) W którym zdaniu występuje określenie odległości?
c) Które zdanie potrafiłbyś uzupełnić podaniem odległości?
d) W którym zdaniu element prędkości nie występuje?
e) W którym zdaniu mowa jest o przemieszczeniu?
f) W którym zdaniu przemieszczenie jest najściślej określone?

Odpowiedzi:
a) Tylko w zdaniu B. Tu kierunek (i zwrot też) jest dość precyzyjnie określony.
b) W zadaniu A. Natomiast w B, mimo podanych nazw miejscowości, odległość nie jest określona. W zdaniu C też nic nie wiemy o odległości.
c) B i ewentualnie C.
d) W dwóch pierwszych.
e) W B i w A też, choć zabrakło określenia kierunku.
f) W B (przemieszczenie jest wektorem). Długość, kierunek i zwrot wektora przemieszczenia są w tym zdaniu dość precyzyjnie określone.



2.
Stary rybak, płynąc motorówką w górę rzeki (pod prąd), zgubił pod mostem kapelusz. A że się akurat zamyślił, nie zauważył zguby i dopiero po upływie pól godziny, gdy się zorientował, zawrócił i nie zmieniając obrotów śruby, dotarł do swego dryfującego słomkowego kapelusza 5 km poniżej mostu. Jak szybki był nurt wody?
A) 10 km/h.
B) 5 km/h.
C) 2,5 km/h.
D) Za mało danych, by odpowiedzieć napytanie.

Proszą zwrócić uwagę, że najlepiej jest opisać zdarzenie z pozycji kapelusza, który wzglądem wody się nie przemieszcza. Kapelusz płynie z wodą (wszelkie chaotyczne turbulencje pomijamy), zatem rybacka łódź, nie zmieniając obrotów śruby, porusza się wzglądem wody ruchem jednostajnym (pół godziny od kapelusza, a zatem i pół godziny do kapelusza). Po godzinie kapelusz znalazł się 5 km za mostem, więc prędkość nurtu rzeki wyniosła 5 km/h. Gdyby to było na stojącej wodzie, to nic by się nie zmieniło poza tym, że kapelusz zostałby znaleziony po godzinie pod mostem, a wtedy prędkość nurtu byłaby równa 0 km/h.



Odpowiedz na pytanie: która z informacji podanych w zadaniu 2 nie była istotna?
A) Rybak spał pól godziny.
B) Rybak nie zmieniał szybkości obrotu śruby.
C) Rybak zgubił kapelusz płynąc w górę rzeki.
D) Rybak zgubił kapelusz pod mostem.

Odpowiedź C) jest właściwa (ta informacja nie była istotna). Wszystko jedno, w którą stroną płynął. Pół godziny się oddalał, pół godziny zbliżał się do kapelusza.



3.
Po dwóch sekundach ruchu od minięcia punktu 0 (0, 0, 0) pojazd kosmiczny znajdował się w miejscu A (0, 6, 8). Ponieważ żadna siła nie była przyłożona do pojazdu, sunął on w przestrzeni ruchem jednostajnym. Stosowaną jednostką długości jest 1 metr.
a) Określ współrzędne miejsca pojazdu po upływie następnych 2 sekund.
b) Określ prędkość, z jaką pojazd oddalał się od punktu A.
c) Ile godzin trwałaby podróż tego pojazdu na trasie równej odległości Ziemia - Księżyc (około 400 000 km)?

Odpowiedzi:
a) Uczeń wie, że ruch jednostajny to taki, w którym, jeśli czas zostanie podwojony, to i przebyta odległość się podwoi, czyli pojazd znajdzie się w miejscu B (0, 12, 16).
b) Teraz trzeba długość wektora przemieszczenia (10 m lub 20 m) podzielić przez czas (2 s lub 4 s).
c) 400 000 000 m z szybkością 5 m/s zajmie 80 000 000 s, czyli prawie 926 dni lub około 2,5 roku.



Na wstępie rozważań o prędkości mówi się o tym, że prędkość jest wielkością względną, co znaczy, że jej określenie wymaga układu odniesienia.
       W związku z tym wszystkie wielkości fizyczne powiązane z prędkością muszą być również "względne". Energia potencjalna też jest wielkością względną. Leżąca na półce walizka nic jest niebezpieczna tak długo, jak długo jedzie razem z tobą, podobnie jak miecz Damoklesa wisiał na włosku i groźny był tylko dlatego, że mógł spaść.




Wersja do druku