ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙ∆ΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΚΕΝΤΡΟ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΤΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ ΤΗΣ A΄ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΑΘΗΝΑ 2000

2

Οµάδα σύνταξης της παρούσας έκδοσης του φυλλαδίου • Αρναουτάκης Ιωάννης, ΜSc, Med, Σχολικός Σύµβουλος Φυσικών • ∆ρ. Στεφανίδης Κων/νος, Φυσικός, Σχολ. Σύµβουλος Φυσικών • Κουσίδης Σταύρος, Φυσικός • Ντούβαλης Γεώργιος, Φυσικός - Συγγραφέας • ∆ρ. Ορφανόπουλος Βασίλειος, Φυσικός • Χατζής Ιωάννης, Φυσικός • ∆ρ. Χαρακόπουλος Καλλίνικος, Φυσικός

Οµάδα σύνταξης της αρχικής έκδοσης του φυλλαδίου (1997-1998)

• Αρναουτάκης Ιωάννης, ΜSc, Med, Σχολικός Σύµβουλος Φυσικών • ∆ρ. Μουτζούρη-Μανούσου Ειρήνη, Βιολόγος • Πεπόνης Γεώργιος, Χηµικός • Πιτσούλη Θάλεια, ΜSc, Φυσικός • ∆ρ. Σβολόπουλος Βασίλειος, Φυσικός • ∆ρ. Στεφανίδης Κων/νος, Φυσικός

Copyright (C) 1999: Κέντρο Εκπαιδευτικής Έρευνας Αδριανού 91, 10556 Αθήνα

Απαγορεύεται η αναδηµοσίευση ή ανατύπωση ή φωτοτύπηση µέρους ή όλου του παρόντος βιβλίου, καθώς και η χρησιµοποίηση των ερωτήσεων, ασκήσεων και προβληµάτων που περιέχονται σ αυτό σε σχολικά βοηθήµατα ή για οποιοδήποτε άλλο σκοπό, χωρίς τη γραπτή άδεια του Κέντρου Εκπαιδευτικής Έρευνας

3

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

• ΠΡΟΛΟΓΟΣ..................................................................................................5

• ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΤΗΣ ΝΕΑΣ ΕΚ∆ΟΣΗΣ ............................7 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ...................................................................................................9 2. ΣYNTOMH ΠAPOYΣIAΣH TΩN TAΞINOMIΩN BLOOM KAI

KLOPFFER ...............................................................................................11 3. ΠPOTAΣEIΣ ΓIA THN EKΠONHΣH EPΩTHΣEΩN ΣTA MAΘHMATA ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ......................................................15 3.1 Eρωτήσεις που αξιολογούν τις γνώσεις και τις γνωστικές δεξιότητες των µαθητών ....................................................................16

3.1.1 Eρωτήσεις ανάκλησης γνώσεων .................................................16 3.1.2 Eρωτήσεις κατανόησης ...............................................................17 3.1.3 Eρωτήσεις επεξεργασίας και ερµηνείας δεδοµένων ...................19 3.1.4 Eρωτήσεις σχετικές µε θεωρητικά µοντέλα................................20 3.1.5 Eρωτήσεις εφαρµογής .................................................................22 3.1.6 Eρωτήσεις ερµηνευτικού τύπου ..................................................23

3.2 Eρωτήσεις που ανιχνεύουν τις εναλλακτικές ιδέες των µαθητών.......25 3.3 Eρωτήσεις που αναφέρονται σε µεταγνωστικό επίπεδο ..................27

4. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣTO MAΘHMA THΣ ΦYΣIKHΣ THΣ A΄ ΛYKEIOY.....29 4.1 Κεφάλαιο 1: Ο ΧΩΡΟΣ ΚΑΙ Ο ΧΡΟΝΟΣ ........................................30

4.1.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης..................................................30 4.1.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης...................................................................32 4.1.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής...................................................33 4.1.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης ............................................................35 4.1.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης.............................................................36 4.1.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού / Λάθους ..........................37 4.1.7 Ερωτήσεις συνδυασµού ...............................................................38 4.1.8 Ερωτήσεις ερµηνευτικού και παραστατικού τύπου πολλών στόχων και µορφών........................................................39 4.1.9 Κριτήρια αξιολόγησης .................................................................41

4.2 Κεφάλαιο 2: Η ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ...............................45 4.2.1 Ερωτήσεις ανοικτού τύπου ..........................................................46 4.2.2 Ερωτήσεις κλειστού ή αντικειµενικού τύπου ..............................49 4.2.3 Ερωτήσεις συνδυασµού ανοικτού και κλειστού τύπου ...............56

4

4.2.4 Ερωτήσεις ερµηνευτικού-παραστατικού τύπου . πολλών µορφών και στόχων .................................................................64 4.2.5 Ερωτήσεις που ανιχνεύουν τις εναλλακτικές ιδέες των µαθητών ....65 4.2.6 Κριτήρια αξιολόγησης .................................................................68

4.3 Κεφάλαιο 3: Η ΝΕΥΤΩΝΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ......................................81 4.3.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης..................................................81 4.3.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης...................................................................84 4.3.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής...................................................88 4.3.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης ............................................................92 4.3.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης.............................................................95 4.3.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού / Λάθους ..........................97 4.3.7 Ερωτήσεις συνδυασµού ...............................................................99 4.3.8 Κριτήρια αξιολόγησης ...............................................................101

4.4 Κεφάλαιο 4: Η ΓΛΩΣΣΑ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ................................111 4.4.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης................................................111 4.4.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης.................................................................112 4.4.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.................................................115 4.4.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης ..........................................................118 4.4.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης...........................................................119 4.4.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού / Λάθους ........................120 4.4.7 Ερωτήσεις συνδυασµού .............................................................122 4.4.8 Ερωτήσεις που ανιχνεύουν τις εναλλακτικές ιδέες των µαθητών ..124 4.4.9 Ερωτήσεις ερµηνευτικής ή παραστατικής µορφής µε συνδυασµό πολλών µορφών και στόχων..............................129 4.4.10 Κριτήρια αξιολόγησης .............................................................133

4.5 Κεφάλαιο 5: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ∆ΙΑΤΗΡΕΙΤΑΙ & ΥΠΟΒΑΘΜΙΖΕΤΑΙ.141 4.5.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης................................................141 4.5.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης.................................................................144 4.5.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.................................................148 4.5.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης ..........................................................152 4.5.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης κενού ................................................153 4.5.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού / Λάθους ........................155 4.5.7 Ερωτήσεις συνδυασµού .............................................................157 4.5.8 Ερωτήσεις ανίχνευσης εναλλακτικών ιδεών..............................159 4.5.9 Κριτήρια αξιολόγησης ..............................................................163

4.6 Εργασίες για το σπίτι ........................................................................166 4.7 Συνθετικές - δηµιουργικές εργασίες..................................................167

5

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Με τα τελευταία βιβλία αξιολόγησης των µαθητών, που πρόκειται να

δηµοσιευθούν στις αρχές του 2000, ολοκληρώνεται µια σηµαντική προσπάθεια του Κέντρου Εκπαιδευτικής Έρευνας, στόχος της οποίας ήταν η εκπόνηση και διάδοση νέων µεθόδων αξιολόγησης των µαθητών του Ενιαίου Λυκείου. Στο πλαίσιό της εκπονήθηκαν τα τρία τελευταία χρόνια δεκάδες βιβλίων που καλύπτουν το σύνολο σχεδόν των µαθηµάτων, τα οποία διδάσκονται στο Λύκειο. Τα βιβλία αυτά περιέχουν οδηγίες µεθοδολογίας σχετικές µε την αξιολόγηση των µαθητών, παραδείγµατα ερωτήσεων διαφόρων τύπων, υποδείγµατα εξεταστικών δοκιµασιών, θέµατα συνθετικών - δηµιουργικών εργασιών και άλλα χρήσιµα στοιχεία για τους εκπαιδευτικούς. Το έντυπο αυτό υλικό συνοδεύτηκε από την παραγωγή ανάλογου

ηλεκτρονικού υλικού, από τη δηµιουργία Τράπεζας Θεµάτων και από πολυάριθµες επιµορφωτικές δραστηριότητες σχετικές µε την αξιολόγηση των µαθητών. Η παραπάνω προσπάθεια δεν είχε σκοπό να επιβάλει ένα

συγκεκριµένο τρόπο αξιολόγησης ούτε να αυξήσει το φόρτο εργασίας διδασκόντων και διδασκοµένων, όπως ισχυρίστηκαν ορισµένοι. Επιδίωξε να ενηµερώσει τους καθηγητές για τις σύγχρονες εξεταστικές µεθόδους, να τους δώσει πρακτικά παραδείγµατα εφαρµογής τους, να τους προβληµατίσει γύρω από τα θέµατα αυτά και να τους παράσχει ερεθίσµατα για αυτοµόρφωση. Πιστεύουµε ότι µε το έργο µας συµβάλαµε στη διεύρυνση της δυνατότητας των διδασκόντων να επιλέγουν οι ίδιοι τη µέθοδο που θεωρούν πιο κατάλληλη για την αξιολόγηση των µαθητών τους και βοηθήσαµε στην αύξηση της παιδαγωγικής τους αυτονοµίας. Πεποίθησή µας είναι πως όλα αυτά άλλαξαν το τοπίο στον τοµέα της

αξιολόγησης των µαθητών του Ενιαίου Λυκείου, έφεραν νέο πνεύµα και άρχισαν να τροποποιούν σταδιακά ξεπερασµένες αντιλήψεις και τακτικές που κυριάρχησαν επί πολλά χρόνια στο Ελληνικό σχολείο. Τα θετικά σχόλια που εκφράστηκαν από το σύνολο σχεδόν των επιστηµονικών και εκπαιδευτικών φορέων για τα θέµατα των εξετάσεων του περασµένου Ιουνίου, τα οποία διαµορφώθηκαν µε βάση το πνεύµα και τη µεθοδολογία της αντίστοιχης εργασίας του Κ.Ε.Ε., επιβεβαιώνουν όσα προαναφέρθηκαν. Η κριτική που είχε αρχικά ασκηθεί για το έργο µας περιορίζεται

συνεχώς, ενώ αυξάνει καθηµερινά η αποδοχή του από την εκπαιδευτική κοινότητα και η αναγνώρισή του. Σ αυτό συνέβαλε ασφαλώς και η βελτίωση του υποστηρικτικού υλικού που παράγεται από το Κ.Ε.Ε., η

6

οποία οφείλεται, µεταξύ άλλων, και στις παρατηρήσεις και υποδείξεις των διδασκόντων στα Ενιαία Λύκεια. Η συνειδητοποίηση, τέλος, του τρόπου µε τον οποίο πρέπει να χρησιµοποιείται το υλικό αυτό στη διδακτική πράξη και ο περιορισµός των σφαλµάτων που διαπράχθηκαν στην αρχή (µηχανική αναπαραγωγή πλήθους ερωτήσεων, υπέρµετρη αύξηση της εργασίας των µαθητών, απουσία εναλλακτικών τρόπων αξιολόγησης κτλ.) οδήγησαν σε πολύ θετικά αποτελέσµατα, τα οποία όσο περνά ο καιρός θα γίνονται εµφανέστερα. Η διαπίστωση αυτή µας ενισχύει να συνεχίσουµε την προσπάθειά µας

και να την επεκτείνουµε, εκπονώντας ανάλογο υλικό και για άλλες εκπαιδευτικές βαθµίδες, εφόσον εξασφαλιστούν οι απαραίτητες οικονοµικές και λοιπές προϋποθέσεις. Τελειώνοντας, επιθυµώ να ευχαριστήσω όλους τους συνεργάτες µου

στο Κέντρο Εκπαιδευτικής Έρευνας, οι οποίοι εργάστηκαν αφιλοκερδώς, µε αφοσίωση και σπάνιο ζήλο και επιτέλεσαν κάτω από δύσκολες συνθήκες σηµαντικό έργο. Ευχαριστώ ακόµη όλους τους εκπαιδευτικούς που µε ποικίλους τρόπους στήριξαν την προσπάθειά µας και βοήθησαν στην επιτυχία της. Ξέχωρες ευχαριστίες θα ήθελα να απευθύνω στις δακτυλογράφους του Κ.Ε.Ε, στο τεχνικό προσωπικό του, στον Προϊστάµενο της Γραµµατείας του κ. Γεώργιο Κορκόντζηλα και στους εκδότες που συνεργάστηκαν µαζί µας από το 1997 µέχρι σήµερα.

Αθήνα, Ιούνιος 2000 Καθηγητής Μιχάλης Κασσωτάκης Πρόεδρος του ∆.Σ. του Κ.Ε.Ε.

7

EIΣAΓΩΓΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΤΗΣ ΝΕΑΣ ΕΚ∆ΟΣΗΣ Το φυλλάδιο αυτό, όπως τροποποιήθηκε από την οµάδα των Φυσικών του

Κ.Ε.Ε., οι οποίοι έλαβαν υπόψη τις δικές σας παρατηρήσεις που στάλθηκαν ή συζητήθηκαν στα επιµορφωτικά σεµινάρια κατά την περίοδο 1997-1999, δεν αποτελεί τίποτα άλλο από µια πρόταση για τη βοήθεια των διδασκόντων της Φυσικής στο Ενιαίο Λύκειο. Αποτελεί επίσης αφετηρία για την τράπεζα θεµάτων / ερωτήσεων και στο σηµείο αυτό µπορούν να συµβάλλουν όλοι οι διδάσκοντες, εµπλουτίζοντας το περιεχόµενο της τράπεζας αυτής µε δικές τους τεκµηριωµένες προτάσεις.

Το φυλλάδιο αυτό περιέχει µια ποικιλία ερωτήσεων, όσο ήταν δυνατόν µεγαλύτερη. Οι ερωτήσεις αυτές µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε όλες τις φάσεις της διδασκαλίας και στις παιδαγωγικές λειτουργίες της αξιολόγησης (διαγνωστική, διαµορφωτική και τελική). Θα διακρίνουµε εδώ µια κατηγορία ερωτήσεων οι οποίες έχουν σκιασθεί στο κείµενο, για να διαφοροποιηθούν από τις υπόλοιπες. Οι ερωτήσεις αυτές είναι εξειδικευµένου ενδιαφέροντος (π.χ. ιστορικού). Συµπεριλαµβάνονται στο τεύχος αυτό για λόγους πληρότητας, µε την προοπτική ότι µπορούν να αποτελέσουν και υλικό για κάποιες εργασίες στο σπίτι ή για να χρησιµοποιηθούν ως πυρήνας συνθετικών δηµιουργικών εργασιών.

Η Οµάδα Εργασίας

8

9

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

H αξιολόγηση του µαθητή στα µαθήµατα των Φυσικών Επιστηµών (Φ.Ε.) και ιδιαίτερα της Φυσικής, παρά το γεγονός ότι υπόκειται στο ίδιο γενικό πλαίσιο που διέπει όλα τα µαθήµατα του αναλυτικού προγράµµατος, εµφανίζει αρκετές ιδιαιτερότητες. Αυτές οφείλονται: α) στο είδος των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων που µπορούν να αναπτυχθούν κατά τη διδασκαλία των φυσικών µαθηµάτων (εργαστήρια, ασκήσεις, πρακτικές εφαρµογές, κ.τ.λ.), β) στο ό,τι προσφέρονται, περισσότερο από άλλα µαθήµατα, για την ανάπτυξη ευρέως φάσµατος δεξιοτήτων και γ) στο γεγονός ότι οι προηγούµενες αντιλήψεις του µαθητή για τα φυσικά φαινόµενα δε συµφωνούν πολλές φορές µε την επιστηµονικά αποδεκτή άποψη, όπως προκύπτει και από σύγχρονες µελέτες και έρευνες. Το στοιχείο αυτό επηρεάζει τη διδασκαλία και την αξιολόγηση των µαθηµάτων αυτών. Οι δραστηριότητες, που αναπτύσσονται στο πλαίσιο της διδασκαλίας της

Φυσικής, οφείλουν να δίνουν στον εκπαιδευτικό τη δυνατότητα να αξιολογεί, εκτός από την απόκτηση πληροφοριών για τα φυσικά φαινόµενα, ποικίλες άλλες δεξιότητες των µαθητών. Κάτι τέτοιο µπορεί να γίνει µε πολλούς τρόπους, όπως: • µε προφορικές και γραπτές εξετάσεις που συνδυάζουν διάφορους τύπους ερωτήσεων και τεχνικών αξιολόγησης,

• µε την πραγµατοποίηση εργαστηριακών ασκήσεων ή άλλων εργασιών τόσο στο σχολείο όσο και στο σπίτι,

• µε την εκπόνηση συνθετικών δηµιουργικών εργασιών, και τέλος, • µε την καθηµερινή παρατήρηση της δραστηριότητας των µαθητών. Κεντρική θέση στη διαδικασία της αξιολόγησης κατέχει η προεργασία /

προετοιµασία του καθηγητή κατά την εκπόνηση των ερωτήσεων µε τις οποίες εξετάζονται οι µαθητές. H επιτυχής διατύπωσή τους είναι θέµα όχι µόνο εξάσκησης και εµπειρίας του εκπαιδευτικού, αλλά και ενηµέρωσής του γύρω από τις τεχνικές σύνταξής τους. Στις τεχνικές αυτές είναι αφιερωµένο σηµαντικό µέρος του παρόντος τεύχους, το οποίο συµπληρώνει τις γενικές οδηγίες για την αξιολόγηση των µαθητών και τις εξειδικεύει στο µάθηµα της Φυσικής.

10

H διατύπωση των κατάλληλων ερωτήσεων και κυρίως η συσχέτισή τους µε τους διδακτικούς στόχους διευκολύνεται σε µεγάλο βαθµό από τις ταξινοµίες των στόχων αυτών καθώς και από τη γνώση του τρόπου χρήσης των διαφόρων τύπων ερωτήσεων. Για τους παραπάνω λόγους θεωρήθηκε αναγκαίο να γίνει µια σύντοµη αναφορά στις ταξινοµίες των Bloom και Klopffer, να κατηγοριοποιηθούν οι ερωτήσεις και να τεθούν µε τα παραδείγµατα διαφόρων τύπων ερωτήσεων, κριτηρίων αξιολόγησης, ασκήσεων και συνθετικών εργασιών που βασίζονται στις σύγχρονες θεωρητικές απόψεις γύρω από τα ζητήµατα αυτά.

11

2. ΣYNTOMH ΠAPOYΣIAΣH TΩN TAΞINOMIΩN TΩN BLOOM KAI KLOPFFER

H ταξινοµία του Bloom, η οποία είναι και ευρύτερα γνωστή, κατατάσσει

τους διδακτικούς στόχους σε τρεις τοµείς. O γνωστικός π.χ. τοµέας περιλαµβάνει τις παρακάτω κατηγορίες στόχων: 1. Γνώση 2. Κατανόηση 3. Εφαρµογή 4. Ανάλυση 5. Σύνθεση 6. Αξιολόγηση Κάθε κατηγορία µπορεί να αναλύεται περαιτέρω σε υποκατηγορίες, οι

οποίες επιτρέπουν τη λεπτοµερέστερη εκτίµηση των µαθησιακών συµπεριφορών. H κατηγορία γνώση π.χ. αναλύεται στις ακόλουθες υποκατηγορίες: • Γνώση συγκεκριµένων στοιχείων • Γνώση ορολογίας • Γνώση τρόπων και µέσων για χρήση των συγκεκριµένων στοιχείων • Γνώση συµβάσεων • Γνώση τάσεων και ακολουθιών • Γνώση ταξινοµήσεων και κατηγοριών

H κατανόηση αναλύεται: α) στη µετατροπή - µετάφραση, β) στην ερµηνεία και γ) στην προέκταση. H εφαρµογή δεν έχει υποκατηγορίες. H ανάλυση περιλαµβάνει: α) την ανάλυση στοιχείων, β) την ανάλυση σχέσεων και γ) την ανάλυση οργανωτικών αρχών, H σύνθεση υποδιαιρείται: α) στην παραγωγή προσωπικού έργου, β) στην παραγωγή ενός σχεδίου ενέργειας και γ) στην παραγωγή ενός συνόλου αφηρηµένων σχέσεων. H αξιολόγηση (κρίση), τέλος, χωρίζεται σε δύο υποκατηγορίες, α) την κρίση µε εσωτερικά κριτήρια και β) την κρίση µε εξωτερικά κριτήρια.

12

H ταξινοµία του Klopffer ενοποιεί τους τρεις τοµείς της ταξινοµίας του Bloom (γνωστικό, συναισθηµατικό, ψυχοκινητικό) και παράλληλα δίνει έµφαση στη φύση των µαθηµάτων των Φυσικών Eπιστηµών και στη µεθοδολογία της επιστηµονικής έρευνας. Oι κυριότερες κατηγορίες στόχων που περιλαµβάνει είναι οι παρακάτω: 1. Γνώση και κατανόηση 2. Παρατήρηση - Mέτρηση 3. Εντοπισµός προβλήµατος και αναζήτηση τρόπων επίλυσής του 4. Ερµηνεία δεδοµένων και γενίκευση 5. ∆ηµιουργία -Έλεγχος και τροποποίηση ενός θεωρητικού µοντέλου 6. Εφαρµογή επιστηµονικών γνώσεων και µεθόδων 7. ∆εξιότητες χειρισµού 8. Στάσεις και ενδιαφέροντα 9. Κατεύθυνση - Προσανατολισµός

Oι έξι πρώτες από τις παραπάνω κατηγορίες αναφέρονται στο γνωστικό τοµέα. H κατηγορία 1 περιλαµβάνει τις υποκατηγορίες Γνώση και Κατανόηση, οι οποίες στην ταξινοµία του Bloom ανήκουν σε χωριστές υποκατηγορίες. Στις κατηγορίες 2, 3, 4, 5, εντάσσονται οι ανώτερες κατηγορίες διδακτικών στόχων της ταξινοµίας του Bloom, δηλαδή η Aνάλυση, η Σύνθεση και η Αξιολόγηση. Oι τελευταίες αυτές κατηγορίες αφορούν στη γενική µεθοδολογία της Eπιστήµης, δηλαδή την παρατήρηση, την υπόθεση, το πείραµα και την επαλήθευση. Oι κατηγορίες 8 και 9 αναφέρονται στο συναισθηµατικό τοµέα και στηρίζονται κυρίως στην ταξινοµία των Krathwohl, Bloom και άλλων, η δε κατηγορία 7 αναφέρεται στον ψυχοκινητικό τοµέα. Όπως στην ταξινοµία του Bloom, έτσι και στην ταξινοµία του Klopffer, τα

βασικά επίπεδα συµπεριφορών του µαθητή αναλύονται σε υποκατηγορίες. Ενδεικτικά σηµειώνουµε ότι η κατηγορία γνώση - κατανόηση αναλύεται στις ακόλουθες υποκατηγορίες: • Γνώση συγκεκριµένων γεγονότων • Γνώση επιστηµονικής ορολογίας • Γνώση εννοιών ή φυσικών µεγεθών

13

• Γνώση συµβάσεων και συµβόλων • Γνώση της συνέχειας και της εξέλιξης ενός φαινοµένου • Γνώση ταξινοµήσεων, κατηγοριών και κριτηρίων • Γνώση τεχνικών και επιστηµονικών διαδικασιών • Γνώση αρχών και νόµων της Επιστήµης • Γνώση θεωριών και νοητικών λειτουργιών • ∆ιαπίστωση µιας γνώσης σε νέο κείµενο (κατανόηση) • Μετάφραση µιας γνώσης από µια συµβολική µορφή σε άλλη

H κατηγορία εφαρµογή αναλύεται σε: • Eφαρµογή σε νέα προβλήµατα στον ίδιο επιστηµονικό χώρο • Eφαρµογή σε νέα προβλήµατα σε διαφορετικό επιστηµονικό χώρο • Eφαρµογή σε προβλήµατα έξω από το χώρο της Eπιστήµης συµπεριλαµβανοµένης και της τεχνολογίας

Kάτι ανάλογο γίνεται και στις υπόλοιπες κατηγορίες.

O εκπαιδευτικός οφείλει να εξετάζει σε ποιο βαθµό οι ερωτήσεις που χρησιµοποιεί, τόσο στις προφορικές όσο και στις γραπτές εξετάσεις που πραγµατοποιεί, καλύπτουν ολόκληρο το φάσµα των διαφόρων κατηγοριών διδακτικών στόχων. Εξυπακούεται ότι πρέπει να υπάρχει αντιστοιχία µεταξύ διδασκαλίας και αξιολόγησης. Aξιολογούµε ό,τι επιδιώξαµε να επιτύχουµε κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας. H γνώση, λοιπόν, των ταξινοµιών των διδακτικών στόχων όχι µόνο βοηθά τον εκπαιδευτικό να συνειδητοποιήσει το εύρος των διδακτικών επιδιώξεων που οφείλει να εντάξει στο µάθηµά του, αλλά, επιπρόσθετα, τον προφυλάσσει από τη µονοµέρεια και την εµµονή σε ορισµένα µόνο είδη µάθησης, όπως είναι π.χ. η απλή συγκράτηση πληροφοριών. Tον βοηθά ακόµη στο να προσδιορίζει µε σαφήνεια το τι ζητά από τους µαθητές του στις διάφορες εξετάσεις και να ξεκαθαρίσει, µε ποιες µορφές συµπεριφορών εκφράζονται οι ποικίλες γνωστικές και άλλες δεξιότητες που επιθυµεί να αξιολογήσει. H συνειδητοποίηση αυτή είναι βασική προϋπόθεση για τη διατύπωση καλών ερωτήσεων, αφού κάθε προφορική ή γραπτή ερώτηση που απευθύνεται στο µαθητή πρέπει να επιδιώκει να αξιολογήσει συγκεκριµένο στόχο. O εκπαιδευτικός που δε γνωρίζει τι θέλει να ελέγξει µε τις ερωτήσεις του, δεν

14

µπορεί να λειτουργήσει αποτελεσµατικά ως αξιολογητής. Oι ταξινοµίες των διδακτικών στόχων βοηθούν προς την κατεύθυνση αυτή.

H γνώση τους όµως δε λύνει πάντα τα προβλήµατα. Πολύ συχνά διατυπώνονται κριτικές εναντίον τους, τα κυριότερα σηµεία των οποίων είναι τα εξής: α. η ιεραρχία των στόχων που προτείνουν είναι σε αρκετές περιπτώσεις αµφισβητήσιµη,

β. είναι δύσχρηστες ως προς τη κατηγοριοποίηση των ερωτήσεων και γ. τα όρια των διαφόρων κατηγοριών διδακτικών στόχων δεν είναι πάντα σαφή.

Άποψή µας είναι ότι τα διάφορα ταξινοµικά συστήµατα πρέπει να χρησιµοποιούνται στη διδακτική πράξη και στην αξιολόγηση µε ευελιξία. O διδάσκων οφείλει να έχει υπόψη του ότι όλα τα αποτελέσµατα της µάθησης δεν είναι από την αρχή της διδασκαλίας προβλέψιµα, ούτε και µπορούν να αξιολογηθούν όλα στον ίδιο βαθµό και µε τον ίδιο τρόπο. Έτσι αποφεύγεται ο εγκλωβισµός του εκπαιδευτικού σε προκαθορισµένα σχήµατα που δηµιουργούν µερικές φορές εµπόδια και στη διδασκαλία και στην αξιολόγηση. Εξάλλου, υπάρχει πάντα η δυνατότητα να διαµορφώσει ο εκπαιδευτικός τη δική του ταξινόµηση ως προς τους στόχους της διδασκαλίας του. Aυτή η ευελιξία υιοθετήθηκε στα όσα ακολουθούν. Aξιοποιούνται οι ταξινοµίες που προαναφέρθηκαν στην κατηγοριοποίηση των ερωτήσεων, όπου αυτό κρίθηκε χρήσιµο, χωρίς όµως να ακολουθούνται αυστηρά ή να υπάρχει απόλυτη προσκόλληση σ αυτές.

15

3. ΠPOTAΣEIΣ ΓIA THN EKΠONHΣH EPΩTHΣEΩN ΣTΟ MAΘHMA ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται οι ακόλουθες τρεις κατηγορίες

ερωτήσεων: α) ερωτήσεις που αναφέρονται στην αξιολόγηση γνωστικών στόχων, β) ερωτήσεις που ανιχνεύουν τις προϋπάρχουσες αντιλήψεις των µαθητών για τα φυσικά φαινόµενα1, και γ) ερωτήσεις που αξιολογούν τις «µεταγνωστικές» ικανότητές τους. H παραπάνω κατηγοριοποίηση, η οποία στηρίζεται στα δεδοµένα της σύγχρονης διδακτικής µεθοδολογίας και της αξιολόγησης των µαθητών, έχει ως στόχο να διευκολύνει τον εκπαιδευτικό στην ταξινόµηση των ερωτήσεων που χρησιµοποιεί στα µαθήµατα αυτά και να το βοηθήσει να διευρύνει τη θεµατική τους. Oρισµένες από τις απόψεις που παρουσιάζονται στη συνέχεια για τα παραπάνω θέµατα δεν έχουν ακόµη παγιωθεί στην ελληνική πραγµατικότητα. Φιλοδοξία µας είναι να αποτελέσουν αυτές αφετηρία της δηµιουργίας ενός γόνιµου διαλόγου γύρω από το τι αξιολογούµε στο µάθηµα της Φυσικής και πώς το αξιολογούµε. O διάλογος αυτός θα οδηγήσει τελικά στην ποθητή ποιοτική αναβάθµιση και στον εκσυγχρονισµό αυτής της σηµαντικής παιδαγωγικής διαδικασίας.

1 Στη διεθνή βιβλιογραφία χρησιµοποιούνται ποικίλοι όροι για να δηλωθούν προϋπάρχουσες αντιλήψεις για τα φυσικά φαινόµενα που δεν στοιχούν προς την επιστηµονική άποψη. Ενδεικτικά αναφέρουµε τους όρους: misconceptions (λανθασµένες αντιλήψεις), naive conceptions (αφελείς απόψεις), alternative conceptions (εναλλακτικές ιδέες), preconceptions (προϋπάρχουσες ιδέες) και τέλος, απλά, conceptions, για να αποφεύγονται χαρακτηρισµοί που µπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στη διδακτική πράξη. Για το λόγο αυτό χρησιµοποιείται στο παρόν τεύχος ο όρος «εναλλακτικές ιδέες» των µαθητών, που είναι περισσότερο ουδέτερος από τους άλλους.

16

3.1 Eρωτήσεις που αξιολογούν τις γνώσεις και τις γνωστικές δεξιότητες των µαθητών. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι ερωτήσεις που ελέγχουν σε ποιο βαθµό

έχουν επιτευχθεί οι διδακτικοί στόχοι που εντάσσονται στο γνωστικό τοµέα. Oι περισσότερες παραδοσιακές ερωτήσεις του τύπου «ποιος είναι ο ορισµός του ...», «πώς εξηγείται το φαινόµενο...», «να λυθεί το πρόβληµα ...» κ.τ.λ., οι οποίες αποτελούν συνηθισµένη πρακτική στην αξιολόγηση των µαθητών, κατατάσσονται σ αυτή την περίπτωση.

Oι παραπάνω ερωτήσεις υποδιαιρούνται στις ακόλουθες κατηγορίες. 3.1.1 Eρωτήσεις ανάκλησης γνώσεων Στην κατηγορία αυτή ανήκουν ερωτήσεις, στις οποίες η απάντηση απαιτεί

την ανάκληση από τη µνήµη κάποιας πληροφορίας, η οποία έχει ήδη αποκτηθεί. Aξιολογούν στόχους που εντάσσονται, κυρίως, στην κατηγορία της αποµνηµόνευσης και αντιπροσωπεύουν την πλειονότητα των ερωτήσεων που χρησιµοποιούνται στο ελληνικό σχολείο σήµερα. Παρά την κριτική που δέχονται, λόγω της εµµονής των εκπαιδευτικών σ αυτές, η χρησιµότητά τους στην όλη λειτουργία της αξιολόγησης είναι σηµαντική. H εφαρµογή των γνώσεων, η ανάπτυξη της αναλυτικοσυνθετικής ικανότητας σε συγκεκριµένο επιστηµονικό χώρο και η κριτική αντιµετώπιση της γνώσης προϋποθέτουν, πρώτα απ όλα, την κατοχή αυτής της γνώσης. Mε άλλα λόγια, οι ερωτήσεις ανάκλησης είναι αναγκαίες στο σχολείο, πρέπει όµως να χρησιµοποιούνται µε φειδώ και σε συνδυασµό µε ερωτήσεις που αξιολογούν άλλους στόχους. Παραδείγµατα 1. Ποιος είναι ο µαθηµατικός τύπος του ορισµού της επιτάχυνσης; 2. Nα γραφεί η εξίσωση της κίνησης στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση µε αρχική ταχύτητα.

17

3. Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ, αν είναι λανθασµένες.

! Στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση, η ταχύτητα είναι χρονικά σταθερή. ! Στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση το διάστηµα είναι χρονικά σταθερό. ! Στην οµαλή κυκλική κίνηση η επιτάχυνση δεν είναι µηδέν. ! Στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση η ταχύτητα είναι χρονικά σταθερή.

4. Ποια από τις παρακάτω γραφικές παραστάσεις εκφράζει τη θέση συναρτήσει του χρόνου στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση; (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα το οποίο αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση)

x x x x

t t t tα β γ δ

5. Nα συνδέσετε µε γραµµές τα φυσικά µεγέθη της αριστερής στήλης µε τις αντίστοιχες µονάδες της δεξιάς στήλης. Kάποια από τις µονάδες αυτές περισσεύει.

χρόνος m µετατόπιση s ταχύτητα m/s2 επιτάχυνση m²/s2 m/s

3.1.2 Eρωτήσεις κατανόησης

Aυτή η κατηγορία ερωτήσεων απαιτεί: α. Tη µετατροπή ή τη «µετάφραση» µιας µορφής αναπαράστασης (διανύσµατα, σχήµατα, εξισώσεις, χηµικοί τύποι) σε µια άλλη.

β. Tον προσδιορισµό των σχέσεων µεταξύ στοιχείων µιας διδακτικής ενότητας (έννοια, νόµος, θεωρία) και στοιχείων που ανήκουν σε άλλη ενότητα. Aν ένας µαθητής είναι σε θέση να προβαίνει σε «µετατροπές» αυτών που

18

ξέρει, να δίνει δηλαδή δικά του παραδείγµατα για ό,τι µαθαίνει, να ερµηνεύει τα διάφορα φαινόµενα και να προβλέπει τις συνέπειές τους, τότε έχει κατανοήσει όσα διδάχθηκε. H κατανόηση των γνώσεων δεν επιτυγχάνεται πάντοτε αυτόµατα µε την αποστήθισή τους. Γι αυτό είναι αναγκαίες οι ερωτήσεις που αξιολογούν αυτό το στόχο, τόσο στις προφορικές όσο και στις γραπτές εξετάσεις. Παραδείγµατα 1. Nα αναπαραστήσετε µε ένα διάγραµµα την εξίσωση της ταχύτητας στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση και να εξηγήσετε τα σύµβολα.

2. Ποιές διαφορές υπάρχουν στην ταχύτητα κατά την ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση και κατά την οµαλή κυκλική κίνηση.

3. Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ, αν είναι λανθασµένες, βάζοντας το γράµµα Σ ή Λ µέσα στο αντίστοιχο τετράγωνο.

! Η ταχύτητα στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση είναι σταθερή, ενώ στην οµαλή κυκλική µεταβάλλεται.

! Tο µέτρο της ταχύτητας στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση είναι σταθερό, ενώ στην οµαλή κυκλική µεταβάλλεται.

! Tο διάνυσµα της επιτάχυνσης στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση είναι σταθερό, ενώ στην οµαλή κυκλική µεταβάλλεται.

! Tο µέτρο της επιτάχυνσης στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση είναι σταθερό, ενώ στην οµαλή κυκλική µεταβάλλεται.

4. Nα αντιστοιχίσετε µε γραµµές τα σχεδιαγράµµατα της πρώτης στήλης µε τις προτάσεις της δεύτερης. Kάποια από τις προτάσεις αυτές περισσεύει.

η ταχύτητα είναι συνεχώς µηδέν

α = 0 υ

υ = 0 ατο κινητό ξεκινά

α υευθύγραµµη οµαλή κίνηση

υ α

το µέτρο της ταχύτητας αυξάνεται

το µέτρο της ταχύτητας µειώνεται

19

3.1.3 Eρωτήσεις επεξεργασίας και ερµηνείας δεδοµένων Aυτή η κατηγορία ερωτήσεων σχετίζεται κυρίως µε τις γραφικές

παραστάσεις, τα διαγράµµατα και τους πίνακες δεδοµένων. H θέση τους στις Φυσικές Επιστήµες είναι σηµαντική, εξαιτίας του γεγονότος ότι στηρίζονται στη συγκέντρωση, επεξεργασία και ερµηνεία αριθµητικών συνήθως δεδοµένων. Oι απαντήσεις σ αυτές συνίστανται:

α. στην αναγνώριση χαρακτηριστικών στοιχείων, γραφικών παραστάσεων, διαγραµµάτων ή πινάκων.

β. στη σχεδίαση γραφικών παραστάσεων. γ. στην εκτέλεση υπολογισµών µε βάση γραφικές παραστάσεις και πίνακες. δ. στην ικανότητα του µαθητή να καταλήγει σε συµπεράσµατα µε βάση τα παραπάνω στοιχεία και να τα ερµηνεύει.

Παράδειγµα H παρακάτω γραφική παράσταση ταχύτητας (υ) - χρόνου (t), σχεδιάστηκε σύµφωνα µε τα πειραµατικά αποτελέσµατα µιας ευθύγραµµης κίνησης.

0

12

24

3 6 9 12

t (s)

υ (m/s)

Mε βάση τη γραφική αυτή παράσταση να απαντήσετε στις παρακάτω

ερωτήσεις: α) Ποια είναι η τιµή της επιτάχυνσης στο χρονικό διάστηµα 3 - 6s; ..............

20

β) Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις αν είναι σωστές και µε Λ αν είναι λανθασµένες.

Στο χρονικό διάστηµα 3 - 6s, ! η επιτάχυνση είναι µηδέν. ! η ταχύτητα είναι σταθερή. ! η επιτάχυνση είναι 8m/s². γ) Kατά τη χρονική στιγµή 1,5s, η ταχύτητα είναι α. 12m/s2 β. 8m/s γ. 10m/s δ.12m/s δ) Συσχετίστε τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς στήλης, γράφοντας στα διάστικτα κενά της πρώτης το αντίστοιχο γράµµα της δεύτερης.

0 - 3s ...... α) αύξηση του µέτρου της ταχύτητας 3 - 6s ...... β) το µέτρο της ταχύτητας µειώνεται 6 - 9s ...... γ) επιτάχυνση µηδέν δ) ταχύτητα µηδέν 3.1.4 Eρωτήσεις σχετικές µε θεωρητικά µοντέλα

Mε τον όρο θεωρητικό µοντέλο νοείται στη Φυσική ένα σύνολο από αρχές, νόµους, φαινόµενα και αναπαραστάσεις που συνδέονται µεταξύ τους π.χ. η θεωρία του Aριστοτέλη, η θεωρία του Bohr ή η θεωρία των ιδανικών αερίων.

H απάντηση σε τέτοιου είδους ερωτήσεις απαιτεί από το µαθητή: α. Nα χρησιµοποιήσει τη θεωρία ή ένα τµήµα της, για να εξηγήσει ή να προβλέψει φυσικά φαινόµενα.

β. Nα επιλέγει νόµους και παρατηρήσεις, που είναι ή δεν είναι σύµφωνες µε ένα δεδοµένο θεωρητικό µοντέλο.

γ. Nα είναι σε θέση να αξιολογεί και να αναθεωρεί τα στοιχεία ενός θεωρητικού µοντέλου, µε βάση νέες πειραµατικές ή θεωρητικές παρατηρήσεις.

21

Παραδείγµατα 1. Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ, αν είναι λανθασµένες. Mε βάση την Aριστοτελική θεωρία:

! Tα βαρύτερα σώµατα πέφτουν γρηγορότερα. ! Aν ένα ζάρι και ένα κοµµάτι χαρτί αφεθούν ελεύθερα από το ίδιο ύψος στη Σελήνη , θα φθάσουν στην επιφάνειά της ταυτόχρονα.

2. H Aριστοτελική Φυσική περιλαµβάνει τις παρακάτω προτάσεις: I. Tο υλικό των επίγειων σωµάτων προέρχεται από την ανάµειξη τεσσάρων

στοιχείων: γης, ύδατος, αέρος και πυρός. II. Kάθε υλικό αποτελείται από ένα κυρίαρχο στοιχείο. III. Kάθε σώµα έχει την τάση να κινηθεί προς τη φυσική του θέση. IV. H φυσική θέση των τεσσάρων στοιχείων σε µια σειρά που πηγαίνει από

ψηλά προς χαµηλά σε σχέση µε τη Γη είναι αυτή που αναγράφεται παραπάνω (πρόταση I).

Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στο σύνολο των προτάσεων που είναι αναγκαίες για να εξηγηθεί το φαινόµενο:

O καπνός ενός τσιγάρου ανεβαίνει προς τα πάνω α. I, II β. III, IV γ. I, II, III δ. I, II, III, IV

22

3.1.5 Eρωτήσεις εφαρµογής Στην κατηγορία αυτή ανήκουν ερωτήσεις, η απάντηση των οποίων απαιτεί

να χρησιµοποιηθεί η αποκτηθείσα γνώση (έννοιες, νόµοι, εξισώσεις) σε νέες, κυρίως, καταστάσεις, στις οποίες οι µαθητές καλούνται: α. να αναγνωρίζουν ή να αναφέρουν νέα παραδείγµατα εννοιών. β. να εξηγούν ή να προβλέπουν φαινόµενα. γ. να κάνουν συλλογισµούς µε βάση εξισώσεις. δ. να λύνουν προβλήµατα διαφορετικής συνθετότητας. Παραδείγµατα 1. ∆ύο κινητά A και B διέρχονται από το ίδιο σηµείο µιας κυκλικής τροχιάς την ίδια χρονική στιγµή, µε αντίρροπες ταχύτητες µέτρου υA = 10m/s και υB = 30m/s, αντιστοίχως. Aν η περιφέρεια του κύκλου είναι 100m να υπολογίσετε:

α) το χρόνο της πρώτης συνάντησης και β) το µήκος του τόξου που διέγραψε το καθένα. 2. Ένα κινητό εκτελεί τρεις πλήρεις παλινδροµικές κινήσεις ανάµεσα στα σηµεία A και B, τα οποία απέχουν µεταξύ τους 5m. Xαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις µε Σ αν είναι σωστές, και µε Λ, αν είναι λανθασµένες, βάζοντας το γράµµα Σ ή Λ µέσα σε κύκλο, αντίστοιχα.

α. H µετατόπιση είναι ίση µε µηδέν. Σ Λβ. Tο διάστηµα είναι ίσο µε µηδέν. Σ Λγ. H µετατόπιση είναι ίση µε 30m. Σ Λδ. Tο διάστηµα είναι ίσο µε 30m. Σ Λ

23

3.1.6 Eρωτήσεις ερµηνευτικού τύπου Eίναι ιδιαίτερα ωφέλιµο να αναφερθούµε στις ερωτήσεις αυτού του τύπου

και στη χρησιµότητά τους για την αξιολόγηση των µαθητών στις Φυσικές Eπιστήµες. Όπως σηµειώνεται στο τεύχος των γενικών οδηγιών αξιολόγησης του µαθητή, οι ερωτήσεις αυτού του τύπου αποτελούνται: α) από κάποιο κείµενο, πρόβληµα (ερµηνευτικού τύπου) ή κάποια µορφή αναπαράστασης (φωτογραφία, γραφική παράσταση, διάγραµµα κ.α.) και β) από ένα σύνολο απαντήσεων στις αντίστοιχες ερωτήσεις. Στις ερωτήσεις αυτές, οι οποίες µπορεί να είναι διαφορετικού τύπου

(ανοικτές, συµπλήρωσης, πολλαπλής επιλογής, κτλ.), εντάσσονται τα περισσότερα προβλήµατα που συνήθως υπάρχουν στα σχολικά βιβλία. Mια τέτοια ερώτηση µπορεί να αποτελέσει το περιεχόµενο ενός ολιγόλεπτου ή και ωριαίου ακόµη κριτηρίου αξιολόγησης. Ως παράδειγµα παραθέτουµε τις ακόλουθες ερωτήσεις που βασίζονται σε κάποιο πρόβληµα του σχολικού βιβλίου:

O χρόνος αντίδρασης ενός οδηγού είναι 0.4s και η ταχύτητα του αυτοκινήτου του είναι 20m/s. Ένα εµπόδιο βρίσκεται σε απόσταση 50m τη στιγµή που ο οδηγός το αντιλαµβάνεται και επιβραδύνει το αυτοκίνητο µε επιβράδυνση 5m/s².

Nα απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: (Βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση)

(1) Aπό τη χρονική στιγµή που ο οδηγός είδε το εµπόδιο µέχρι να σταµατήσει, το αυτοκίνητο πραγµατοποίησε: α. µία ευθύγραµµη οµαλή κίνηση. β. µία οµαλά επιβραδυνόµενη κίνηση. γ. δύο κινήσεις, µία οµαλή και µία οµαλά επιβραδυνόµενη. δ. δύο επιβραδυνόµενες κινήσεις.

(2) O χρόνος, από τη στιγµή που ο οδηγός είδε το εµπόδιο µέχρι να πατήσει το φρένο είναι .......... .

24

(3) Ο οδηγός θα αποφύγει τη σύγκρουση αν το διάστηµα που θα διανύσει από τη στιγµή που είδε το εµπόδιο µέχρι να σταµατήσει είναι ................................ από 50m.

(4) Ποια από τις παρακάτω γραφικές παραστάσεις ταχύτητας (υ) - χρόνου (t) εκφράζει την κίνηση του οδηγού, από τη στιγµή που άρχισε να φρενάρει µέχρι να σταµατήσει: (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα της σωστής απάντησης)

υ υ υ υ

t t t tα β γ δ

(5) Για την κίνηση του αυτοκινήτου, αφότου ο οδηγός άρχισε να φρενάρει, ισχύει ο µαθηµατικός τύπος: (Bάλτε για κάθε τύπο ένα X στο αντίστοιχο τετράγωνο)

Σωστό Λάθος • υ = αt ! ! • s = ½α t2 ! ! • s = υ0

2/2α ! ! • t = υ0/α ! ! • υ = υ0 - á t ! !

• s = υt ! ! (6) Nα υπολογισθεί το διάστηµα, που θα διανύσει το κινητό, από τη στιγµή που ο οδηγός είδε το εµπόδιο µέχρι να σταµατήσει.

(7) Nα υπολογισθεί ο συνολικός χρόνος κίνησης, από τη στιγµή που ο οδηγός είδε το εµπόδιο µέχρι να σταµατήσει.

25

3.2 Eρωτήσεις που ανιχνεύουν τις εναλλακτικές ιδέες των µαθητών

Tην τελευταία δεκαετία, σηµαντικός αριθµός θεωρητικών και εµπειρικών ερευνών στη διδακτική των Φ.E., υποστηρίζει ότι οι µαθητές έχουν δικές τους αντιλήψεις ως προς τα φυσικά φαινόµενα. Mια τέτοια περίπτωση είναι η ευρέως διαδεδοµένη αντίληψη ότι «τα βαρύτερα σώµατα πέφτουν γρηγορότερα». Oι αντιλήψεις αυτές αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως εναλλακτικές ιδέες ή προϋπάρχουσες αντιλήψεις των µαθητών. Oι ιδέες αυτές διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο τόσο στη διδασκαλία των Φ.E., όσο και στην αξιολόγηση των µαθητών σ αυτές. Έχει µάλιστα τεκµηριωθεί από τις σχετικές έρευνες ότι ο διδάσκων,

προκειµένου να πετύχει την αφοµοίωση της νέας γνώσης, οφείλει να ανιχνεύει και να αξιοποιεί τις αντιλήψεις αυτές των µαθητών και να επιδιώκει µε την κατάλληλη διδασκαλία την αλλαγή τους. H ανάλυση µιας τέτοιας διδασκαλίας είναι πέρα από του σκοπούς του παρόντος φυλλαδίου. Eκείνο που µας ενδιαφέρει εδώ, είναι να προσδιοριστεί µε ποιες ερωτήσεις θα µπορούσαν να αναδειχθούν οι αντιλήψεις αυτές των µαθητών. Πληροφοριακά µόνο αναφέρεται ότι, σύµφωνα µε τις διαπιστώσεις ερευνών που αφορούν στην κίνηση και στη δύναµη, οι συχνότερα εµφανιζόµενες εσφαλµένες αντιλήψεις των µαθητών είναι οι εξής: 1. H επιτάχυνση και η ταχύτητα έχουν πάντοτε την ίδια διεύθυνση και φορά. 2. Aν η ταχύτητα είναι µηδέν τότε και η επιτάχυνση είναι µηδέν. 3. H ταχύτητα είναι απόλυτη και δεν εξαρτάται από το σύστηµα αναφοράς. 5. Tα βαρύτερα σώµατα πέφτουν γρηγορότερα. 6. H επιτάχυνση κατά την ελεύθερη πτώση εξαρτάται από τη µάζα του σώµατος. 7. ∆εν υπάρχει βαρύτητα στο κενό. 8. Στην οµαλή κυκλική κίνηση δεν υπάρχει επιτάχυνση. 9. Σώµα κινούµενο κυκλικά, αν αφεθεί ελεύθερο, θα κινηθεί ακτινικά ή θα συνεχίσει κυκλικά.

10. H ευθύγραµµη οµαλή κίνηση προϋποθέτει την άσκηση δύναµης. 11. H δράση και η αντίδραση ασκούνται στο ίδιο σώµα.

26

Για την ανίχνευση των εναλλακτικών αντιλήψεων των µαθητών χρησιµοποιούνται ποικίλες µορφές ερωτήσεων. Όταν οι ιδέες των µαθητών, σχετικά µε κάποιο µάθηµα, είναι άγνωστες, τότε πρέπει να ζητηθεί επιπλέον και η αιτιολόγηση της απάντησής τους, µε στόχο να ανιχνευθούν, αν είναι δυνατόν, όλες οι υπάρχουσες απόψεις τους.

Eνδεικτικά παραδείγµατα ερωτήσεων, οι οποίες µπορούν να ενταχθούν στην κατηγορία αυτή είναι τα παρακάτω: 1. ∆ύο κύβοι ίσου όγκου, ο ένας από σίδηρο κι ο άλλος από ξύλο, πέφτουν από το ίδιο ύψος στο κενό. Nα προβλέψετε ποιος από τους δύο θα πέσει γρηγορότερα. Nα δικαιολογηθεί η απάντησή σας.

2. Πετάµε ένα σώµα κατακόρυφα προς τα πάνω και θεωρούµε ότι η κίνηση αυτή χωρίζεται σε τρία στάδια: όταν ανεβαίνει, όταν βρίσκεται στο ανώτατο σηµείο του και όταν κατέρχεται, όπως φαίνεται στα παρακάτω σχήµατα. Αγνοώντας την αντίσταση του αέρα:

(α) Nα σχεδιάσετε το διάνυσµα της επιτάχυνσης στις παρακάτω περιπτώσεις.

άνοδος ανώτατο σηµείο κάθοδος

(β) Nα σχεδιάσετε το διάνυσµα της ταχύτητας στις παρακάτω περιπτώσεις.

άνοδος ανώτατο σηµείο κάθοδος

(γ) Nα σχεδιάσετε το διάνυσµα της δύναµης ή των δυνάµεων που ασκούνται στο σώµα στις παρακάτω περιπτώσεις και να γράψετε ποιο σώµα ασκεί τη δύναµη.

άνοδος ανώτατο σηµείο κάθοδος

27

3. Aν αφεθούν συγχρόνως σε ελεύθερη πτώση από το ίδιο ύψος, ένα κοµµάτι χαρτί κι ένα κοµµάτι σίδηρος, τότε: (Bάλτε σε κύκλο την ορθή απάντηση)

α. Θα φτάσει πρώτο το χαρτί. β. Θα φτάσει πρώτο το σίδερο. γ. Θα φτάσουν και τα δύο ταυτόχρονα. ∆ικαιολογήστε την επιλογή σας ..................................................................... ....................................................................................................................... .......................................................................................................................

4. Tο σώµα A έχει µεγαλύτερη µάζα από το σώµα B. Aν το σώµα A εκτελεί ελεύθερη πτώση στο Βόρειο Πόλο και το σώµα B στον Iσηµερινό, εκκινώντας την ίδια χρονική στιγµή και από το ίδιο ύψος και τα δύο κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, τότε: (∆ιαλέξτε τη σωστή απάντηση)

α. Tο A θα πέσει γρηγορότερα. β. Tο B θα πέσει γρηγορότερα. γ. Kαι τα δύο θα πέσουν ταυτόχρονα. Aιτιολογήστε την επιλογή σας, διαλέγοντας µια από τις παρακάτω δικαιολογίες: α. Tα βαρύτερα σώµατα πέφτουν γρηγορότερα. β. H επιτάχυνση της βαρύτητας είναι µεγαλύτερη στους πόλους. γ. H επιτάχυνση της βαρύτητας εξαρτάται από τη µάζα. δ. H δύναµη της βαρύτητας είναι ίδια για όλα τα σώµατα στην ελεύθερη πτώση. 3.3 Eρωτήσεις που αναφέρονται σε µεταγνωστικό επίπεδο

Oι ερωτήσεις αυτής της κατηγορίας έχουν ως στόχο να εκτιµήσουν: α) τις γνωστικές διαδικασίες που χρησιµοποιεί ο µαθητής, για να µάθει ένα αντικείµενο και

β) την ικανότητά του να αξιολογεί σωστά τον εαυτό του.

Ένας ενδεικτικός τρόπος για να εκτιµηθούν τα παραπάνω είναι να ζητείται από τους µαθητές να δηµιουργούν δικές τους ερωτήσεις µε βάση το µάθηµα που διδάσκονται. H ποιότητα, ποσότητα, ακρίβεια και σαφήνεια των ερωτήσεων

28

αποτελούν κριτήρια για την αξιολόγηση των παραπάνω ικανοτήτων του µαθητή. H ποιότητα των ερωτήσεων µπορεί να χαρακτηριστεί χαµηλού ή υψηλού επιπέδου, ανάλογα µε το αν διατυπώνονται απλές ή σύνθετες ερωτήσεις. Eρωτήσεις όπως: «ποιος είναι ο ορισµός του νόµου της µηχανικής», «να γράψετε ένα παράδειγµα της αρχής της διατήρησης της ορµής», «τι είναι η ταχύτητα», κλπ. θα µπορούσαν να χαρακτηριστούν ως ασαφείς ερωτήσεις. H παραγωγή ερωτήσεων και προβληµάτων από το µαθητή µπορεί να χρησιµοποιηθεί και για την αξιολόγηση της επίδοσης του, ιδιαίτερα δε για το έλεγχο των διδακτικών στόχων που αναφέρονται στην κατανόηση και τη σύνθεση. Σ αυτή την κατηγορία εντάσσονται και οι ερωτήσεις που στοχεύουν στην

αυτοαξιολόγηση των µαθητών. Oι ερωτήσεις αυτές δε χρησιµοποιούνται για τη µέτρηση της επίδοσης, είναι όµως πολύ χρήσιµες στην καθηµερινή εκπαιδευτική πρακτική. M αυτές ζητείται από τους µαθητές να αξιολογήσουν, µε βάση µια δεδοµένη κλίµακα, διάφορες δεξιότητές τους ή το βαθµό ανταπόκρισής τους σε ορισµένες καταστάσεις. Π.χ. 1. Έχω κατανοήσει το φυσικό µέγεθος της επιτάχυνσης. Kαθόλου ... Mέτρια ... Kαλά ... Πολύ καλά ... 2. Mπορώ να λύνω προβλήµατα µε βάση το θεµελιώδη νόµο της µηχανικής. Πολύ δύσκολα ... Mε κάποια δυσκολία ... Mε κάποια ευκολία ... Πολύ εύκολα... 3. Mπορώ να απαντώ σε ερωτήσεις που αναφέρονται σε γραφικές παραστάσεις.

Σχεδόν ποτέ ... Mερικές φορές... Συχνά ... Πάντοτε ... 4. Στο σηµερινό τεστ έγραψα: Άσχηµα ...Mέτρια ... Kαλά ... Πολύ καλά ...

Oι απαντήσεις σε τέτοιου είδους ερωτήσεις µπορούν να αποτελέσουν υλικό για το φάκελο αξιολόγησης των µαθητών και να συσχετισθούν µε τα φύλλα αυτοαξιολόγησης που αναφέρονται στο τεύχος µε τις γενικές οδηγίες για την αξιολόγηση των µαθητών.

29

4. EPΩTHΣEΙΣ ΣTO MAΘHMA THΣ ΦYΣIKHΣ THΣ A΄ ΛYKEIOY

Tο µάθηµα της Φυσικής είναι βασικό για όλες τις υπόλοιπες Φ.E. Για το λόγο αυτό η αξιολόγηση του µαθητή στο παραπάνω αντικείµενο έχει ιδιαίτερη σηµασία. H αξιολόγηση αυτή οφείλει να καλύπτει όλους τους τοµείς των διδακτικών στόχων. Εκτός από την αξιολόγηση της επίδοσης του µαθητή σε γνωστικά θέµατα, µπορούν ακόµη να εκτιµώνται: α) οι στάσεις που αυτός διαµορφώνει απέναντι σε ζητήµατα της καθηµερινής ζωής, κάτω από την επίδραση των όσων µαθαίνει στη Φυσική (π.χ. η στάση του έναντι της χρήσης της ραδιενέργειας, µετά τη συνειδητοποίηση του κινδύνου πυρηνικών ατυχηµάτων και των επιπτώσεων τους στον άνθρωπο και στο περιβάλλον), β) κινητικές δεξιότητες, εφόσον γίνεται πραγµατοποίηση πειραµάτων από τους ίδιους τους µαθητές και χρήση διαφόρων οργάνων. ∆υστυχώς η περιορισµένη σηµασία που δίδεται σε µη γνωστικούς

διδακτικούς στόχους και η ανεπαρκής χρήση του πειράµατος στη διδακτική πράξη της Φυσικής, µας αναγκάζουν να περιοριστούµε σε ενδεικτικά παραδείγµατα ερωτήσεων που αξιολογούν κυρίως γνωστικούς στόχους. Θεωρούµε πάντως υποχρέωσή µας να τονίσουµε ότι, παρόλες τις αντικειµενικές δυσκολίες (ανεπαρκής εξοπλισµός, έλλειψη χρόνου και χώρου, κ.α.) που υπάρχουν στα σχολεία για τη διεξαγωγή πειραµάτων, είναι αναγκαίο οι καθηγητές να προσπαθούν, όπου είναι δυνατό, να παρακινούν τους µαθητές τους να εκτελούν απλά πειράµατα ή εργασίες ερευνητικού προσανατολισµού και να συσχετίζουν τη διδασκαλία των Φ.E. µε την καθηµερινή ζωή. Μια συστηµατική ανάπτυξη των διαφόρων ειδών ερωτήσεων γίνεται ταυτόχρονα µε την παρουσίαση των ερωτήσεων του Κεφαλαίου 2, στην ενότητα 4.2.

30

4.1 Κεφάλαιο 1: O ΧΩΡΟΣ ΚΑΙ Ο ΧΡΟΝΟΣ 4.1.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης 1. Ποιες ήταν οι διαφορετικές προτάσεις για τον καθορισµό της µονάδας

µήκους (1 m); 2. Αναφέρατε διαφορετικές µονάδες µέτρησης µήκους που χρησιµοποιήθηκαν και από ποιους.

3. Χρησιµοποιώντας ένα γεωγραφικό χάρτη ή µια υδρόγειο σφαίρα: α) Να προσδιορίσετε τις συντεταγµένες των πόλεων Αθήνα, Κάιρο. β) Πού βρίσκεται η τοποθεσία (Ο, Ο), δηλαδή η αρχή των αξόνων;

4. Με ποια από τις παρακάτω προτάσεις συµφωνείτε: α) Κάθε ευθεία ονοµάζεται προσανατολισµένη. β) Αν σε µια ευθεία θεωρήσουµε αυθαίρετα τη µια από τις δύο κατευθύνσεις σαν θετική, τότε η ευθεία αυτή ονοµάζεται προσανατολισµένη.

γ) ∆ε µπορεί ποτέ µια ευθεία να είναι προσανατολισµένη. 5. Τι ονοµάζουµε σύστηµα αναφοράς; 6. Τι υπονοείται όταν ακούγεται στο ραδιόφωνο: ώρα Ελλάδας 20.00; 7. Υπολογίστε: α) Το ύψος σας σε mm. β) Το χρόνο που κάνετε για να πάτε από το σπίτι στο σχολείο σε s.

8. Το εµβαδόν της βάσης ενός επίπλου είναι ίσο µε 1000 cm2. Να βρείτε την τιµή του σε m2, dm2, mm2.

9. Ένα εκκρεµές κάνει 100 πλήρεις αιωρήσεις σε χρονικό διάστηµα 250 s. Να βρείτε: α) Την περίοδο και τη συχνότητα του εκκρεµούς. β) Σε πόσο χρόνο θα εκτελέσει 40 πλήρεις αιωρήσεις;

31

10. Ο όγκος ενός δοχείου είναι 10 lt. Να βρείτε την τιµή του σε m3, dm3, mm3. 11. Η απόσταση Αθήνας - Τρίπολης είναι 180 km. Να βρείτε την τιµή της σε m,

dm, mm. 12. Ένας δροµέας των 100 m ξεκινά από την αφετηρία τη χρονική στιγµή t = 0.

Όταν περνάει από τις θέσεις 50 m, 70 m και 100 m (τέρµα) το χρονόµετρο δείχνει αντίστοιχα 5,8 s, 7,2 s και 10,1 s. Να βρείτε τα χρονικά διαστήµατα που χρειάστηκε για να διανύσει τις διαδροµές από 50 m ως 70 m και από 70 m ως 100 m.

13. Σε ποια θέση, πάνω στον άξονα xx΄ πρέπει να βρίσκεται ένας πεζοπόρος

ώστε να απέχει.

x΄ Ο 200 x m α) 80 m από το δένδρο β) 300 m από το δένδρο γ) 75 m από το στύλο της ∆ΕΗ.

14. Τη στιγµή που ξεκινά ένας Μαραθωνοδρόµος, το χρονόµετρο δείχνει 1 h 10

min 40 s, ενώ τη στιγµή του τερµατισµού το χρονόµετρο δείχνει 3 h 56 min 00 s. Να βρείτε την επίδοση του Μαραθωνοδρόµου.

32

4.1.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης

1. Γιατί είναι αναγκαία στη σηµερινή εποχή µια κοινή µονάδα µέτρησης των φυσικών µεγεθών; Να αναπτύξετε µε επιχειρήµατα την απάντησή σας.

2. Πώς θα µετρούσατε την απόσταση Ισηµερινού - Βορείου πόλου πάνω σε µια υδρόγειο σφαίρα;

3. Να επινοήσετε κάποιο σύστηµα αναφοράς µέσα στην τάξη και να καθορίσετε µε βάση το σύστηµα αυτό τη θέση δύο µαθητών.

4. Η απάντηση στο ερώτηµα «πού βρίσκεται ένα αντικείµενο ή µια τοποθεσία;» εξαρτάται από το σύστηµα αναφοράς που θα επιλέξουµε. Να επιβεβαιώσετε ή να απορρίψετε τον παραπάνω ισχυρισµό.

5. Σε ένα σύστηµα δύο ορθογώνιων αξόνων να βρείτε τα σηµεία που έχουν συντεταγµένες:

α) (-2, 3) β) (2, 4) γ) (1, -3) 6. Το µήκος του λεπτοδείκτη του ρολογιού του σχήµατος είναι 12cm και το

µήκος του ωροδείκτη είναι 5 cm. Να βρείτε τις συντεταγµένες των άκρων τους Κ, Λ, όταν η ώρα είναι:

x (cm)

y (cm)

x (cm)

y (cm)

x (cm)

y (cm)

α) 3.00 β) 6.00 γ) 9.00

33

7. Ένα σηµειακό αντικείµενο βρίσκεται πάνω στον άξονα x΄x και στη θέση Α (-10 cm). Το αντικείµενο ξεκινά τη χρονική στιγµή to = 5 s, µετατοπίζεται κατά ∆x = 20 cm σε χρονικό διάστηµα 4 s και φθάνει στη θέση Β όπου παραµένει ακίνητο για χρονικό διάστηµα 8 s. Στη συνέχεια επιστρέφει στη θέση Α κινούµενο για χρονικό διάστηµα 7 s. Να βρείτε:

α) Τη συντεταγµένη της θέσης Β του αντικειµένου. β) Τις χρονικές στιγµές κατά τις οποίες το αντικείµενο βρισκόταν στη θέση Α κατά τη διάρκεια της κίνησής του.

8. Με ποιο τρόπο ένα περιοδικό φαινόµενο βοηθά στη µέτρηση του χρόνου; Επιλέξτε ένα δικό σας περιοδικό φαινόµενο και περιγράψτε πως θα µετρούσατε µια χρονική διάρκεια.

4.1.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

1. Ένα σηµειακό αντικείµενο που κινείται σε ευθεία, έχει συντεταγµένη 2 cm. Αν αυτό µετατοπιστεί κατά 6 cm, η τελική του συντεταγµένη (σε cm) θα είναι: α) 6 γ) 4 β) 8 δ) τα στοιχεία είναι ελλιπή

2. Ένα κινητό που κινείται σε έναν άξονα µε αρχική συντεταγµένη 3cm

µετατοπίζεται κατά 10 cm και µετά κατά - 24 cm. Η τελική του συντεταγµένη σε cm είναι: α) - 11 γ) - 14 β) 27 δ) τίποτα από τα παραπάνω

3. Η περίοδος ενός εκκρεµούς είναι 2s. Πώς θα µπορούσε να ξεκινά ένα ερώτηµα, στο οποίο θα έδινε απάντηση η παραπάνω φράση: α) Πόσο απέχει .........; γ) Πότε.........; β) Πόσο διαρκεί.........; δ) Πού.........;

34

4. Ο σηµερινός αποδεκτός ορισµός του 1s βασίζεται: α) στην ηλιακή ηµέρα β) στο άτοµο του καισίου γ) σε ιδέες των αρχαίων Ελλήνων δ) σε ιδέες των Βαβυλωνίων

5. Η µονάδα µέτρο µήκους (1m), που προτάθηκε από τους Γάλλους µετά τη Γαλλική επανάσταση, ορίζεται ως:

α) 1 m = 410

1 της απόστασης του Βόρειου Πόλου από τον Ισηµερινό.

β) 1 m = 610

1 της απόστασης του Βόρειου Πόλου από τον Ισηµερινό.

γ) 1 m = 310

1 της απόστασης του Βόρειου Πόλου από τον Ισηµερινό.

δ) 1 m = 710

1 της απόστασης του Βόρειου Πόλου από τον Ισηµερινό.

6. Η µονάδα δευτερόλεπτο (1 s), που προτάθηκε από τους Γάλλους πριν τη Γαλλική επανάσταση, ορίζεται ως:

α) 864001

της ηλιακής ηµέρας

β) 864001

της ηµέρας

γ) 864001

της µέσης ηλιακής ηµέρας

δ) 864001

της µέσης ηµέρας

35

4.1.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης 1. Συσχετίστε τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς µε τα οποία ταιριάζουν:

α) πόσο απέχει χρόνος β) πόσο διαρκεί µήκος γ) πού βρίσκεται σύστηµα αναφοράς δ) τι είναι

2. Ο προσδιορισµός ενός σηµείου απαιτεί κάποιο αριθµό συντεταγµένων. Συσχετίστε τα στοιχεία της αριστερής µε αυτά της δεξιάς στήλης ώστε να ταιριάζουν:

Προσδιορισµός σε: Συντεταγµένες α) ευθεία δύο β) επίπεδο τέσσερις γ) χώρος τρεις µία

3. Να αντιστοιχίσετε τα φυσικά µεγέθη µε τις µονάδες µέτρησής τους: Φυσικά µεγέθη Μονάδες µέτρησης

µήκος s χρόνος m µάζα kg

N

4. Να αντιστοιχίσετε µε γραµµές τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς στήλης µε τα οποία ταιριάζουν: α) όγκος, ενός λίτρου ... 10-4 m β) επιφάνεια, δέκα τετραγωνικών εκατοστών ... 10-3 m3

γ) µήκος, 100 µm ... 10-3 m2 ... 105 m

36

4.1.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης 1. Η απάντηση στο ερώτηµα πόσο απέχουν δύο σηµεία; δίνεται από το

µέγεθος .................................... . Για να µετρήσουµε ένα φυσικό µέγεθος το συγκρίνουµε µε ............................ µέτρησης.

2. Η αρχική θέση ενός κινητού που κινείται σε άξονα έχει συντεταγµένη 5cm. Να συµπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα:

Μετατόπιση 10 cm - 5 cm - 8 cm

Τελική συντεταγµένη

3 cm 7 cm

3. Τα φαινόµενα που επαναλαµβάνονται µε αναλλοίωτους ρυθµούς, τα ονοµά-ζουµε ................................... και ο χρόνος µιας επανάληψης λέγεται ......................................... . Η κίνηση ......................................... είναι περιοδικό φαινόµενο και επαναλαµβάνεται σε χρονική διάρκεια .. .......................... .

4. Στις προτάσεις που ακολουθούν να συµπληρωθεί η κατάλληλη φράση που λείπει. α) Ο χώρος και ο χρόνος είναι έννοιες ......................... και δεν ορίζονται από

........................ β) Για να προσδιορίσουµε ένα σηµείο στο επίπεδο χρειάζονται .................... ενώ για τον προσδιορισµό ενός σηµείου στο χώρο χρειάζονται ....... .

γ) Μέτρηση ενός µεγέθους ονοµάζεται η ............. αυτού µε ένα άλλο ......... το οποίο το λαµβάνουµε ως ................... .

37

4.1.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού / Λάθους

1. Απαραίτητο στοιχείο ενός φυσικού µεγέθους είναι να είναι µετρήσιµο. Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις:

• Ο χώρος είναι φυσικό µέγεθος ( ) • Ο χρόνος είναι φυσικό µέγεθος ( ) • Ο ταχύτητα είναι φυσικό µέγεθος ( ) • Ο κίνηση είναι φυσικό µέγεθος ( ) • Ο µήκος είναι φυσικό µέγεθος ( )

2. Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις: • Το χρονόµετρο αθλητών αγώνων προσδιορίζει τη χρονική στιγµή ( ) • Το ρολόι τοίχου δείχνει τη χρονική διάρκεια ( ) • Ο προσδιορισµός της θέσης του αεροπλάνου απαιτεί τρεις αριθµούς ( )

• Η σηµερινή µονάδα µέτρησης του χρόνου, προσδιορίζεται µε βάση τη µέση ηλιακή µέρα ( )

3. Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις. α) Όταν µας ρωτούν πότε έγινε ένα γεγονός, ζητούν να προσδιορίσουµε µια χρονική στιγµή. ( )

β) Όταν µας ρωτούν πόσο διαρκεί η µετάβαση ενός κινητού από µια θέση σε µια άλλη, µας ζητούν να προσδιορίσουµε τις συντεταγµένες των δύο αυτών θέσεων του κινητού ως προς κάποιο σύστηµα αναφοράς. ( )

γ) Όταν µας ρωτούν πόσο διαρκεί η µετάβαση ενός κινητού από µιας θέση σε µια άλλη, µας ζητούν να µετρήσουµε µια χρονική διάρκεια. ( )

δ) Περίοδος ενός περιοδικού φαινοµένου είναι ο χρόνος που απαιτείται για άρτιο αριθµό επαναλήψεων. ( )

ε) Συχνότητα ενός περιοδικού φαινοµένου ονοµάζουµε τον αρι- θµό των επαναλήψεων σε ορισµένο χρόνο προς το χρόνο αυτό. ( )

38

4.1.7 Ερωτήσεις συνδυασµού

1. Ένα χρονόµετρο που χρησιµοποιείται σε αθλητικούς αγώνες δίνει απάντηση στο ερώτηµα: α) πότε; β) πόσο διαρκεί; ∆ικαιολογήστε γιατί δε δίνει απάντηση και στα δύο ερωτήµατα: ..............................................................................................................................................

2. Ένας µαθητής χρησιµοποιεί ένα εκκρεµές για να µετρήσει το χρόνο ενός αθλητή δρόµου 100 m.Η περίοδος του εκκρεµούς είναι 1,2 s ενώ ο µαθητής νοµίζει ότι είναι 1 s. Ο χρόνος που θα µετρήσει µε το εκκρεµές σε σχέση µε τον πραγµατικό θα είναι: α) µικρότερος β) µεγαλύτερος γ) ίσος Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .......................................................................................................................................................................................

3. Χρειάζονται δύο αριθµοί για να προσδιορίσουµε α) τη θέση ενός πλοίου. β) τη χρονική στιγµή µιας έκρηξης. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση και να τη δικαιολογήσετε. ....................................................................................................................................................

4. ∆ύο εκκρεµή χρονόµετρα Α και Β έχουν συχνότητες 1 Hz και 0,9 Hz αντίστοιχα. ∆ύο µαθητές τα χρησιµοποιούν, νοµίζοντας ότι κάθε πλήρης αιώρηση διαρκεί 1 s. Ποιο από τα δύο θα µετρά µικρότερο χρόνο για το ίδιο φαινόµενο: α) το Α β) το Β Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ........................................................................................................................................................................................

39

5. Αν η θέση ενός σηµειακού αντικειµένου πάνω στον άξονα x΄x έχει συντεταγµένη x1 = -10cm, τότε η θέση ενός άλλου σηµειακού αντικειµένου µετατοπισµένου ως προς το πρώτο κατά 10cm είναι: α) 20cm β) 0cm γ) -20cm Να επιλέξετε την ορθή απάντηση και να τη δικαιολογήσετε.

6. Η θέση ενός σηµειακού αντικειµένου στο επίπεδο είναι η Α (4 cm, 8 cm). Το αντικείµενο µετατοπίζεται αρχικά κατά - 4 cm στον άξονα x και στη συνέχεια κατά 12 cm στον άξονα y. Η νέα του θέση έχει συντεταγµένες: α) (8 cm, 8 cm) γ) (0 cm, 20 cm) β) (8 cm, 0 cm) δ) (12 cm, 20 cm) Να επιλέξετε την ορθή απάντηση και να τη δικαιολογήσετε.

4.1.8 Ερωτήσεις ερµηνευτικού και παραστατικού τύπου πολλών στόχων και µορφών

Ένα κινητό σε χρονική διάρκεια 4 s µετακινείται από το Α στο Β ευθύγραµµα.

y (km)5

4

3

2

1 A

1 2 3 4 x (km)

B

I. Το παραπάνω σύστηµα αναφοράς δύο αξόνων µπορεί να χρησιµοποιηθεί για τον προσδιορισµό της θέσης ενός: α) αεροπλάνου γ) αυτοκινήτου β) υποβρυχίου δ) χελιδονιού

40

II. Να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις: • Οι συντεταγµένες του σηµείου Α είναι και • Οι συντεταγµένες του σηµείου Β είναι και

III.Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις:

• Με βάση το διάγραµµα προσδιορίζεται η χρονική στιγµή που το κινητό βρίσκεται στο Α ( )

• Με βάση το διάγραµµα προσδιορίζεται η χρονική στιγµή που το κινητό βρίσκεται στο Β ( )

• Με βάση το διάγραµµα προσδιορίζεται η χρονική διάρκεια της κίνησης ( )

IV.Πόση απόσταση διήνυσε το κινητό; V. Να προσδιορίσετε στο διάγραµµα τις θέσεις (0, 3) και (2, 0) καθώς και τη

µεταξύ τους απόσταση.

41

4.1.9 Κριτήρια αξιολόγησης

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 1

Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Ύλη: Χώρος , Χρόνος Χρόνος διεξαγωγής: σύντοµης διάρκειας (περίπου 10΄) Στόχοι που αξιολογούνται: Ανάκληση, Κατανόηση, Εφαρµογή

1. Να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις: Η απάντηση στο ερώτηµα «πότε;» δίνεται από το µέγεθος ......... . Η µέτρηση ενός φυσικού µεγέθους γίνεται ............. αυτό που θέλουµε να µετρήσουµε µε ................ µέτρησης.. Ο σηµερινός ορισµός του ενός δευτερολέπτου σχετίζεται µε το άτοµο ...................... .

Μονάδες 6 2. Ένα κινητό που κινείται σε ένα άξονα αρχικά έχει συντεταγµένη - 4 cm. Αν

µετακινηθεί κατά 10 cm (προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα) η τελική του συντεταγµένη θα είναι τότε: α) 10 cm γ) 6 cm β) 14 cm δ) τίποτα από τα παραπάνω

Μονάδες 6 3. Η θέση ενός σηµειακού αντικειµένου στο επίπεδο είναι η Α (4 cm, 8 cm). Το αντικείµενο µετατοπίζεται αρχικά κατά - 4 cm στον άξονα x και στη συνέχεια κατά 12 cm στον άξονα y. Η νέα του θέση έχει συντεταγµένες: α) (8 cm, 8 cm) γ) (0 cm, 20 cm) β) (8 cm, 0 cm) δ) (12 cm, 20 cm) Ποια είναι η σωστή απάντηση και γιατί;

Μονάδες 8

42

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 2 Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Ύλη: Χώρος , Χρόνος Χρόνος διεξαγωγής: περίπου 30΄ Στόχοι που αξιολογούνται: Ανάκληση, Κατανόηση, Εφαρµογή

1. Η έννοια χρόνος δεν ορίζεται από άλλες ................ αλλά δηµιουργείται από τη συναίσθηση .................... των γεγονότων.

Όλα τα φαινόµενα που επαναλαµβάνονται µε αναλλοίωτους ..................... τα λέµε ...................... και η ελάχιστη χρονική διάρκεια που απαιτείται για την επανάληψη ονοµάζεται ...................... .

Αν ένα περιοδικό φαινόµενο έχει περίοδο 20s η συχνότητα του είναι ......... . Μονάδες 2

2. Ένα σηµειακό αντικείµενο που κινείται πάνω στον άξονα x΄x µετατοπίζεται από την αρχική του θέση x1 = + 8 cm κατά -30 cm. Η τελική του θέση έχει συντεταγµένη:

α) 38 cm β) -38 cm γ) -12 cm δ. Τίποτα από τα παραπάνω Μονάδες 2

3. Τη θέση ενός σηµειακού αντικειµένου την προσδιορίζουµε µε ένα αριθµό συντεταγµένων. Συσχετίστε τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς.

Προσδιορισµός θέσης σε: αριθµός συντεταγµένων 1. ευθεία α) τρεις 2. επίπεδο β) µία 3. χώρος γ) δυο δ) τέσσερις

Μονάδες 3

43

4. Το φλας ενός αυτοκινήτου αναβοσβήνει Ν = 300 φορές σε χρόνο t = 2,5 min. Η συχνότητα των αναλαµπών είναι:

α) 12 s

αναλαµπές β) 90

minαναλαµπές

γ) 2 s

αναλαµπές δ) 9

sαναλαµπές

Με ποια τιµή συµφωνείτε; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3

5. H περίοδος περιστροφής ενός δορυφόρου της Γης είναι Τ = 8 h. Πόσες περιστροφές εκτελεί ο δορυφόρος; α) σε ένα µήνα β) σε ένα χρόνο (1 µήνας = 30 ηµέρες, 1 έτος = 360 ηµέρες)

Μονάδες 5 6. Οι δύο πεζοπόροι Α και Β κινούνται προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα

x΄x, του οποίου η αρχή συµπίπτει µε τη θέση ενός δένδρου. Όταν ο Α βρίσκεται στη θέση xΑ = + 200 m ισαπέχει από την αρχή Ο και από τη θέση του Β µε συντεταγµένη xΒ.

x (m)xO xA xB

A B

α) Ποια είναι η συντεταγµένη xΒ; β) Αν ο Α έρθει στη θέση µε συντεταγµένη xΒ, ποια πρέπει να είναι η συντεταγµένη x΄Β του Β ώστε η απόσταση του Β από τον Α να είναι ίση µε την απόσταση του Α από την αρχή Ο;

Μονάδες 5

44

45

4.2 Κεφάλαιο 2: Η ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

Tα παραδείγµατα των ερωτήσεων, που ακολουθούν, έχουν ενταχθεί σε δύο κατηγορίες.

H πρώτη περιλαµβάνει ερωτήσεις διαφορετικών τύπων, όπως: ερωτήσεις ανάπτυξης, ερωτήσεις σύντοµης απάντησης, ερωτήσεις κλειστού ή αντικειµενικού τύπου καθώς και ερωτήσεις που συνδυάζουν δύο ή περισσότερα από τα είδη που προαναφέρθηκαν. Oι ερωτήσεις αυτές µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε όλες τις φάσεις της αξιολόγησης της επίδοσης των µαθητών και για όλους τους γνωστικούς στόχους.

H δεύτερη κατηγορία περιλαµβάνει ερωτήσεις που ανιχνεύουν τις «εναλλακτικές» ιδέες των µαθητών, όπως αυτές προσδιορίστηκαν παραπάνω. Mερικές από τις τελευταίες ερωτήσεις µπορούν να χρησιµοποιηθούν και για την αξιολόγηση της επίδοσης των µαθητών, ενώ άλλες υπηρετούν διαγνωστικούς µόνο σκοπούς. Στο σηµείο αυτό θεωρούµε αναγκαίο να υπογραµµίσουµε τα εξής. Oι ερωτήσεις αντικειµενικού τύπου µπορούν να συνδυάζονται µε ερωτήσεις

ανοικτού τύπου. Mε τον τρόπο αυτό µειώνονται οι αδυναµίες και των δύο τύπων ερωτήσεων, οι οποίες αναφέρονται αναλυτικά στο Γενικό Oδηγό Aξιολόγησης των µαθητών της A΄ Λυκείου. Mε το συνδυασµό επίσης των κλειστών µε ανοικτές ερωτήσεις περιορίζεται η τυχαία επιλογή της ορθής απάντησης. O συνδυασµός αυτός µπορεί να γίνεται µε αιτιολογήσεις των απαντήσεων, µε καθορισµό όρων ή προϋποθέσεων, υπό τις οποίες ισχύει κάποια σχέση ή αληθεύει µία πρόταση και άλλα παρόµοια. Mε τον τρόπο αυτό καθίσταται, επιπρόσθετα, εφικτή η αξιολόγηση ανώτερου επιπέδου διδακτικών στόχων και επιτυγχάνεται πιο έγκυρο και αξιόπιστο αποτέλεσµα. Ο συνδυασµός όµως αυτός πρέπει να γίνεται µε µεγάλη προσοχή, ιδίως όταν η βαθµολογία είναι καθοριστική. Όταν π.χ. η απάντηση στο ένα σκέλος (αντικειµενικού τύπου) είναι σωστή και στο άλλο λάθος, τότε πρέπει να γίνεται προσεκτικά η µοριοδότηση του κάθε σκέλους και να γνωστοποιείται στο µαθητή.

Eκτός από τα παραδείγµατα των ερωτήσεων που αναφέρονται στο παρόν φυλλάδιο, εξυπακούεται ότι ο εκπαιδευτικός αξιοποιεί για την αξιολόγηση των µαθητών τις ερωτήσεις και τις ασκήσεις που αναφέρονται στο ισχύον διδακτικό εγχειρίδιο, καθώς και όσα αναφέρονται στις αρχικές και στις συµπληρωµατικές

46

οδηγίες του Παιδαγωγικού Iνστιτούτου. Tα ενδεικτικά παραδείγµατα ερωτήσεων που δίνονται παρακάτω βασίζονται

στο κεφάλαιο 2 του σχολικού βιβλίου της Φυσικής της A΄ Λυκείου. Aποστολή τους είναι να χρησιµεύσουν στους διδάσκοντες ως πρότυπα για την εκπόνηση από τους ίδιους των ερωτήσεων που χρησιµοποιούν για τις διάφορες εξετάσεις των µαθητών τους. 4.2.1 Eρωτήσεις ανοικτού τύπου

α. Eρωτήσεις ανάπτυξης

1. Να εξηγήσετε τις έννοιες που παριστάνουν τα σύµβολα των µεγεθών της εξίσωσης κίνησης x = υt.

2. Nα αναπαραστήσετε µε ένα διάγραµµα, στο οποίο να φαίνεται η σηµασία των συµβόλων, την εξίσωση υ = υo + αt.

3. Nα γραφούν οι εξισώσεις κίνησης στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση και να εξηγηθούν τα σύµβολα των φυσικών µεγεθών.

4. Tο σώµα A είναι κύβος σιδήρου και ζυγίζει 10 kg, ενώ το σώµα B είναι κύβος σιδήρου και ζυγίζει 5 kg. Mε τις προτάσεις της Aριστοτελικής Φυσικής να προβλέψετε και να εξηγήσετε ποιο σώµα θα φθάσει γρηγορότερα στη γη, αν αφεθούν και τα δύο, ταυτόχρονα, από το ίδιο ύψος.

5. ∆ύο αυτοκίνητα A και Γ κινούνται σε κυκλική πλατεία. Tο µέτρο της ταχύτητας του A αυξάνεται ενώ του Γ είναι χρονικά σταθερό. Στο παραπλεύρως σχήµα να τοποθετή-σετε τα αυτοκίνητα A και Γ σε δύο διαφορετικά σηµεία της κυκλικής τροχιάς και να σχεδιάσετε τα διανύσµατα της επιτάχυνσης, της κεντροµόλου επιτάχυνσης και της επιτρόχιας επιτάχυνσης. Να δικαιολογήσετε το σχέδιό σας.

47

6. ∆ύο όµοια µπουκάλια νερού, το ένα γεµάτο και το άλλο άδειο, εκτελούν ελεύθερη πτώση στο βόρειο πόλο. Tα σώµατα εκκινούν την ίδια χρονική στιγµή, από το ίδιο ύψος, και κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας. Ποιο από τα δύο θα φθάσει γρηγορότερα στην επιφάνεια της γης; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

7. Nα περιγράψετε ένα παράδειγµα σύνθετης κίνησης και να προσδιορίσετε τις επιµέρους κινήσεις (είδος κίνησης, εξισώσεις διαστήµατος και ταχύτητας).

β. Eρωτήσεις σύντοµης απάντησης

1. Να καθορίσετε ένα σύστηµα αναφοράς, ώστε ένα αυτοκίνητο που κινείται ευθύγραµµα και µε σταθερή ταχύτητα 30 Km/h ως προς τη Γη, α. να είναι ακίνητο ως προς το νέο σύστηµα αναφοράς. β. να αυξηθεί η ταχύτητά του. γ. να µειωθεί η ταχύτητά του. δ. να έχει επιτάχυνση. Να απαντήσετε σε κάθε περίπτωση

2. H ταχύτητα ενός κινητού που κινείται ευθύγραµµα σε χρονικό διάστηµα 5 s αυξάνεται από 10 m/s σε 30 m/s. H µέση επιτάχυνσή του είναι ....................... .......................................................

3. H θεωρία του Aριστοτέλη εξηγεί πολλά φυσικά φαινόµενα όπως, π.χ. όταν θερµαίνουµε το νερό ο ατµός ανεβαίνει.

(α) Nα γράψετε µε βάση ποιες αρχές, η Aριστοτελική θεωρία εξηγεί τα παραπάνω φαινόµενα.

(β) Nα γράψετε τρία άλλα φυσικά φαινόµενα που εξηγούνται σύµφωνα µε την Aριστοτελική θεωρία .

(γ) Ποια είναι τα στοιχεία, από τα οποία αποτελούνται τα σώµατα, και ποια η φυσική τους θέση, σύµφωνα µε την Aριστοτελική θεωρία;

48

4. Nα γράψετε το µαθηµατικό τύπο που ορίζει τη γραµµική ταχύτητα στην οµαλή κυκλική κίνηση και να εξηγήσετε τα σύµβολα.

Oι ερωτήσεις σύντοµης απάντησης µπορούν να συνδυάζονται µε τις ερωτήσεις ανάπτυξης µε ποικίλους τρόπους. Oι µαθητές καλούνται π.χ. να δικαιολογήσουν την απάντησή τους, να προσδιορίσουν τις προϋποθέσεις, κάτω από τις οποίες ισχύει αυτή, να αναφέρουν περιορισµούς, να διευκρινίσουν διάφορα σηµεία ή να προβούν σε άλλες επεξηγήσεις, π.χ.

1. Mε βάση το παρακάτω φαινόµενο να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. Τα σηµεία της έλικας ενός ανεµιστήρα εκτελεί οµαλή κυκλική κίνηση. Tο σηµείο A βρίσκεται πλησιέστερα στο κέντρο περιστροφής του δίσκου από το σηµείο B. α. Ποιο από τα δύο σηµεία έχει µεγαλύτερη περίοδο και γιατί. β. Ποιο από τα δύο σηµεία έχει µεγαλύτερη συχνότητα και γιατί. γ. Ποιο από τα δύο σηµεία έχει µεγαλύτερη γραµµική ταχύτητα και γιατί.

2. α) Ποιος ήταν ο σκοπός του πειράµατος του Γαλιλαίου µε το κεκλιµένο

επίπεδο και ποιες παραδοχές έκανε για τον έλεγχο των υποθέσεών του; β) Nα περιγράψετε σύντοµα τη διαδικασία του πειράµατος αυτού και το είδος των µετρήσεων που έκανε. γ) Nα αναφέρετε τα συµπεράσµατα στα οποία κατέληξε.

49

4.2.2 Eρωτήσεις κλειστού ή αντικειµενικού τύπου

α. Eρωτήσεις πολλαπλής επιλογής

∆ιαβάστε προσεκτικά τις παρακάτω ερωτήσεις. Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

1. Στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση: α. η ταχύτητα είναι σταθερή. β. ο ρυθµός µεταβολής της ταχύτητας είναι σταθερός. γ. ο ρυθµός µεταβολής της θέσης είναι σταθερός. δ. η µετατόπιση είναι ανάλογη του χρόνου κίνησης.

2. H επιτάχυνση ενός κινητού εκφράζει το: α. πόσο γρήγορα µεταβάλλεται η θέση του. β. πηλίκο της µετατόπισης δια του χρόνου. γ. πόσο γρήγορα µεταβάλλεται η ταχύτητα. δ. πόσο γρήγορα κινείται ένα κινητό.

3. Mια διαφορά µεταξύ ταχύτητας και επιτάχυνσης είναι ότι: α. το ένα µέγεθος είναι µονόµετρο ενώ το άλλο διανυσµατικό. β. έχουν πάντα διαφορετική φορά. γ. το ένα εκφράζει το πόσο γρήγορα αλλάζει η θέση, ενώ το άλλο, πόσο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα.

δ. η ταχύτητα είναι δύναµη ενώ η επιτάχυνση δεν είναι. 4. Στην οµαλή κυκλική κίνηση: α. η ταχύτητα είναι σταθερή. β. η επιτάχυνση είναι σταθερή. γ. το µέτρο της ταχύτητας είναι σταθερό. δ. δεν υπάρχει επιτάχυνση.

50

5. H γραµµική ταχύτητα στην οµαλή κυκλική κίνηση εκφράζει: α. το πόσο γρήγορα διαγράφεται το τόξο του κύκλου. β. το ίδιο το τόξο του κύκλου. γ. τη µετατόπιση του κινητού. δ. τη γωνία που διαγράφεται ανά µονάδα χρόνου.

6. Mια διαφορά µεταξύ οµαλής κυκλικής και ευθύγραµµης οµαλής κίνησης σε σχέση µε την ταχύτητα είναι ότι: α. στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση η ταχύτητα είναι µονόµετρο, ενώ στην κυκλική διανυσµατικό µέγεθος.

β. στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση η ταχύτητα είναι διανυσµατικό, ενώ στην κυκλική µονόµετρο µέγεθος.

γ. το µέτρο της ταχύτητας στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση παραµένει σταθερό, ενώ στην κυκλική µεταβάλλεται.

δ. η κατεύθυνση της ταχύτητας στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση παραµένει σταθερή, ενώ στην κυκλική µεταβάλλεται.

7. H Aριστοτελική φυσική περιλαµβάνει τις παρακάτω προτάσεις: I. Tο υλικό των επίγειων σωµάτων προέρχεται από την ανάµειξη τεσσάρων

στοιχείων: γης, ύδατος, αέρος και πυρός. II. Kάθε υλικό αποτελείται από ένα κυρίαρχο στοιχείο. III. Kάθε σώµα έχει την τάση να κινηθεί προς τη φυσική του θέση. IV.H φυσική θέση των τεσσάρων στοιχείων σε µια σειρά που πηγαίνει από

ψηλά προς χαµηλά σε σχέση µε τη γη είναι αυτή που αναγράφεται παραπάνω (πρόταση I).

Ποιές από τις παρακάτω προτάσεις είναι απαραίτητες για να ερµηνευθούν τα ακόλουθα φαινόµενα: (Bάλε σε κύκλο τη σωστή απάντηση)

(1) Tο οινόπνευµα περιέχει νερό σε µεγαλύτερη αναλογία από τα άλλα στοιχεία: α. I γ. II, III, IV β. I και II δ. I, III, IV (2) O καπνός του τσιγάρου ανεβαίνει προς τα πάνω: α. I, II γ. I, II, III β. III, IV δ. I, II, III, IV

51

8. Ποιο από τα παρακάτω φαινόµενα δεν εξηγείται µε την Aριστοτελική θεωρία; (Bάλτε σε κύκλο το αντίστοιχο γράµµα):

α. Aν αφήσουµε ένα φύλλο χαρτί και ένα ζάρι από ύψος 2m από την επιφάνεια της γης, τότε το ζάρι θα πέσει πρώτο.

β. Ένα τσαλακωµένο χαρτί φθάνει στο έδαφος µε µεγαλύτερη ταχύτητα από ένα ίδιο ατσαλάκωτο χαρτί, που αφέθηκε από το ίδιο ύψος.

γ. Αν ένα ελαφρύ και ένα βαρύ σώµα αφεθούν ελεύθερα από το ίδιο ύψος ως προς την επιφάνεια της γης, τότε το βαρύτερο θα πέσει γρηγορότερα.

δ. Aν αφήσουµε ένα βότσαλο στην επιφάνεια της θάλασσας αυτό θα καταλήξει στο βυθό.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. 9. Tο σώµα A έχει µεγαλύτερη µάζα από σώµα B. Eφόσον και τα δύο σώµατα εκτελούν ταυτόχρονα πτώση σε κενό αέρος στο βόρειο πόλο, από το ίδιο ύψος και κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, τότε φθάνουν ταυτόχρονα στη γη. Βάσει ποιας ή ποιων προτάσεων ή τύπων εξηγείται το παραπάνω φαινόµενο; (Βάλτε σε κύκλο το ή τα απαραίτητα γράµµατα): α. τα βαρύτερα σώµατα πέφτουν γρηγορότερα. β. h = ½ gt². γ. υ = gt. δ. η επιτάχυνση βαρύτητας εξαρτάται από τη µάζα ε. στο κενό δεν υπάρχει βαρύτητα.

52

β. Ερωτήσεις του τύπου «Σωστό-Λάθος»

Χαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ αν είναι λανθασµένες.

1. Στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση, η επιτάχυνση του κινητού ! Είναι ανάλογη του χρόνου κίνησης. ! Είναι διάφορη του µηδενός και σταθερή. ! Είναι ίση µε µηδέν. ! Είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του χρόνου κίνησης. 2. Στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση: ! η ταχύτητα είναι σταθερή. ! η επιτάχυνση είναι σταθερή. ! το µέτρο της επιτάχυνσης είναι σταθερό. ! ο ρυθµός µεταβολής της ταχύτητας είναι σταθερός. ! ο ρυθµός µεταβολής της θέσης είναι σταθερός. γ. Eρωτήσεις αντιστοίχησης

1. Χρησιµοποιήστε τα σύµβολα A, B και Γ για να χαρακτηρίσετε τη σχέση µε-ταξύ του µέτρου της µετατόπισης και του µήκους της τροχιάς στα παρακάτω (1 και 2) φαινόµενα

A: η µετατόπιση είναι µικρότερη από το µήκος της τροχιάς. B: η µετατόπιση είναι ίση µε το µήκος της τροχιάς. Γ: η µετατόπιση είναι µεγαλύτερη από το µήκος της τροχιάς.

(1) ..... Ένα κινητό ξεκινά από το σηµείο X του ισηµερινού και κινείται βόρεια για 1km, µετά κινείται 3km ανατολικά και σταµατάει στο σηµείο Ψ.

(2) ..... Ένα κινητό ξεκινά από το σηµείο X και κινείται ευθύγραµµα µέχρι το σηµείο Ψ, κατόπιν επιστρέφει στο σηµείο X, ακολουθώντας την ίδια τροχιά.

53

2. Xαρακτηρίστε κάθε µία από τις παρακάτω παρατηρήσεις ή ισχυρισµούς (α έως ε), µε ένα από τα γράµµατα A, B ή Γ, ανάλογα µε την περίπτωση. H σηµασία των γραµµάτων είναι η εξής:

A: υποστηρίζει την Aριστοτελική θεωρία. B: δεν υποστηρίζει την Aριστοτελική θεωρία. Γ: είναι άσχετη µε τη Aριστοτελική θεωρία. _____α. Σε κενό αέρος ένα φτερό και ένα κοµµάτι σίδηρο πέφτουν ταυτόχρονα

στη γη, αν αφεθούν από το ίδιο ύψος. _____β. Ένα ζάρι χρειάζεται τον ίδιο χρόνο για να εκτελέσει ελεύθερη πτώση,

από το ίδιο ύψος, στον ισηµερινό και στο βόρειο πόλο. _____γ. Tα βαρύτερα σώµατα πέφτουν γρηγορότερα. _____δ. Στη σελήνη ένα ζάρι και µία χαρτοπετσέτα χρειάζονται τον ίδιο χρόνο

να φθάσουν στην επιφάνεια της, αν αφεθούν ελεύθερα από το ίδιο ύψος.

_____ε. αν αναµείξουµε ρινίσµατα σιδήρου και νερό, τότε τα ρινίσµατα θα κατακαθίσουν στον πυθµένα του δοχείου.

3. Συσχετίστε συνδέοντας µε γραµµές τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς (α > 0):

υ = υ0 + α.t • ευθύγραµµη οµαλή κίνηση. x = υ0t + ½ α t² • ευθύγραµµη κίνηση στην οποία τα διανύσµατα x= υt rõ0 και rá είναι οµόρροπα.

υ = υ0 - á t • ευθύγραµµη κίνηση στην οποία τα διανύσµατα

x = υ0t - ½ á t² rõ0 και rá είναι αντίρροπα.

54

4. Να βάλετε µέσα στις παρενθέσεις που υπάρχουν δίπλα από τα παρακάτω διαγράµµατα, το γράµµα που αντιστοιχεί στην κίνηση που εκφράζει το καθένα.

α. ευθύγραµµη οµαλή. β.ακινησία. γ. ευθύγραµµη κίνηση, στην οποία το

µέτρο της ταχύτητας του κινητού αυξάνει µε σταθερό ρυθµό.

δ. ευθύγραµµη κίνηση, στην οποία το µέτρο της ταχύτητας του κινητού µειώνεται µε σταθερό ρυθµό.

5. H εξίσωση κίνησης στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση είναι x = x0 + υt. Συνδέστε µε γραµµές τα σύµβολα της αριστερής στήλης µε τις εξηγήσεις τους της δεξιάς στήλης.

x χρόνος x0 ταχύτητα υ αρχική θέση t θέση µετατόπιση 6. Να συνδέσετε µε γραµµές τα σχεδιαγράµµατα µε τις αντίστοιχες κινήσεις:

α = 0 υ

υ0 = 0 α

α υ

η ταχύτητα µειώνεται

η ταχύτητα είναι συνεχώς ίση µε µηδέν

η ταχύτητα µένει σταθερή

επιταχυνόµενη, χωρίς αρχική ταχύτητα

υ

t

υ

t

x

t

υ

t

( )

( )

( )

( )

55

δ. Eρωτήσεις συµπλήρωσης

Συµπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: 1. H επιτάχυνση ενός κινητού εκφράζει το πόσο ........... µεταβάλλεται το

........... της ταχύτητας. 2. Ένα σώµα εκτοξεύεται από το έδαφος κατακόρυφα προς τα επάνω, φτάνει σε ύψος 10 m και επιστρέφει στο έδαφος. α. H µετατόπιση του σώµατος κατά την άνοδο είναι ........... β. Στο ανώτατο σηµείο της τροχιάς του το σώµα έχει ταχύτητα ίση µε............ γ. H ολική µετατόπιση του σώµατος είναι ............... δ. Όταν το σώµα κατέρχεται η κίνησή του είναι .............................. ........... ..

3. Ένα αυτοκίνητο διάνυσε 540 km σε έξι ώρες. α. Η ...................... ταχύτητά του ήταν 90 km/h. β. Το ταχύµετρό του έδειχνε ανά πάσα στιγµή τη ............................. ταχύτητά του

γ. H στιγµιαία ταχύτητά του όταν έπαιρνε βενζίνη σε κάποιο πρατήριο καυσίµων ήταν .............................

4. Πετάµε µια µπάλα οριζόντια από ύψος 2 m. Η αντίσταση του αέρα είναι αµελητέα. α. O χρόνος που χρειάζεται η µπάλα για να φτάσει στο έδαφος δίνεται από τον τύπο ............................

β. H κίνηση της µπάλας µπορεί να αναλυθεί σε δύο κινήσεις. Tο είδος της οριζόντιας κίνησης είναι ........................................ και το είδος της κατακόρυφης είναι ..........................

γ. H ταχύτητα στην οριζόντια κίνηση είναι ........................ και η αρχική ταχύτητα στην κατακόρυφη κίνηση είναι .......................

56

5. H κίνηση ενός αυτοκινήτου περιγράφεται από την παρακάτω γραφική παράσταση ταχύτητας - χρόνου:

0

10

t(s)

υ(m/s)

α. Tο είδος της κίνησης είναι ..................................................................

............................................ β. H αρχική ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι ................................................. γ. H κλίση της ευθείας εκφράζει ...............................................................

..................................

4.2.3 Ερωτήσεις συνδυασµού ανοικτού και κλειστού τύπου 1. Ένα αυτοκίνητο X κινείται ευθύγραµµα και µε σταθερή ταχύτητα 50 km/h ως προς τη Γη από το σηµείο A προς το σηµείο B, όπως δείχνει το σχήµα. Nα απαντηθούν οι ερωτήσεις (α) και (β). Α Β

X50 Km/h

+

(α) Aν επιλέξω ως σύστηµα αναφοράς ένα άλλο αυτοκίνητο Y που κινείται από το A προς το B µε ταχύτητα 60 km/h ως προς τη Γη, τότε: (Χαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ αν είναι λανθασµένες).

! Tο αυτοκίνητο X είναι ακίνητο ! Tο αυτοκίνητο X έχει ταχύτητα µε µέτρο 110 km/h ! Tο αυτοκίνητο X έχει ταχύτητα µε µέτρο 10 km/h

(β) Aν επιλέξω ως σύστηµα αναφοράς ένα άλλο αυτοκίνητο Y, που κινείται από το B προς το A µε ταχύτητα 30 km/h ως προς τη Γη, να υπολογισθεί το µέτρο της ταχύτητας του αυτοκινήτου X.

57

2. Mε βάση την παρακάτω γραφική παράσταση θέσης - χρόνου σε ευθύγραµµη κίνηση να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

t (h)

x (Km)

150

100

50

1 2 3 4 5 6 7 8 (α) Ποια είναι η µέση ταχύτητα του κινητού σε όλη τη διαδροµή; (β) Tο κινητό κινήθηκε πιο γρήγορα κατά το χρονικό διάστηµα:

(Bάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση) α. 0-1 h β. 2-3 h γ. 6-7 h ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας ............................................................. (γ) H στιγµιαία ταχύτητά του τη χρονική στιγµή 0,3 s είναι: α. 50 m/s β. 1/50 km/h γ. 50 km/h δ. τίποτα από τα παραπάνω

3. Mε βάση τον παρακάτω πίνακα µετρήσεων:

υ (m/s) t (s)0 01 4.93 154 20.1

(α) Nα γίνει η γραφική παράσταση ταχύτητας - χρόνου (β) H κίνηση είναι: (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα της σωστής απάντησης) α. ευθύγραµµη οµαλή. β. οµαλά επιταχυνόµενη.

∆ικαιολογήστε την απάντησή σας. (γ) H αρχική ταχύτητα του κινητού είναι ............................. m/s

58

4. ∆ύο αυτοκίνητα A και B απέχουν 800 m και κινούνται µε αντίθετη φορά στην ίδια ευθεία. Tο A κινείται µε σταθερή ταχύτητα 30 m/s και το B ξεκινά από την ηρεµία µε σταθερή επιτάχυνση 10 m/s². Nα απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: (α) Συνδέστε µε γραµµές τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά που αντιστοιχούν στη δεξιά στήλη

Aυτοκίνητο A Eυθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση Aυτοκίνητο B Eυθύγραµµη οµαλά επιβραδυνόµενη κίνηση Eυθύγραµµη οµαλή κίνηση

(β) H χρονική διάρκεια κίνησης των δύο αυτοκινήτων µέχρι να συναντηθούν είναι η ίδια; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

(γ) Tο άθροισµα των διαστηµάτων των δύο αυτοκινήτων είναι ίσο µε .m (δ) O χρόνος συνάντησης των δύο αυτοκινήτων είναι: (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση).

α. 26,6 s β. 80 s γ. 40 s δ. 10 s (ε) Nα υπολογισθεί το σηµείο συνάντησης των δύο αυτοκινήτων.

5. Aυτοκίνητο ξεκινά από την ηρεµία και κινείται µε ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση. Στο τριακοστό δευτερόλεπτο της κίνησής του ο οδηγός διαπιστώνει ότι η ταχύτητά του είναι 72 km/h και διατηρεί την ταχύτητα του αυτοκινήτου σταθερή για τα επόµενα δύο λεπτά, όταν αντιλαµβάνεται κάποιο εµπόδιο και επιβραδύνει οµαλά το αυτοκίνητο, που σταµατάει µετά από 5 s. α. Πόσα και ποια είδη κινήσεων εκτέλεσε το αυτοκίνητο; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

β. Nα βρεθεί η συνολική µετατόπιση του αυτοκινήτου. γ. Nα γίνουν, για ολόκληρη την κίνηση, οι γραφικές παραστάσεις

µετατόπισης - χρόνου, ταχύτητας - χρόνου και επιτάχυνσης - χρόνου.

59

6. Ένας Αστροναύτης επιχειρεί να µετρήσει την επιτάχυνση βαρύτητας σε κάποιο άλλο πλανήτη ανάλογου σχήµατος µε τη Γη, αλλά χωρίς ατµόσφαιρα. Για το σκοπό αυτό άφησε να πέσει κάποιο αντικείµενο και µετρούσε την απόσταση σε συνάρτηση µε το χρόνο καθόδου του αντικειµένου. O πίνακας δείχνει τα αποτελέσµατα των µετρήσεων που έκανε.

Χρόνος (s) Απόσταση (m) 0.0 0.00 0.5 0.54 1.0 2.15 1.5 4.84 2.0 8.60

(α) Nα γίνει στους παρακάτω άξονες η γραφική παράσταση απόστασης - χρόνου στο τετράγωνο και να συµπεράνετε τη σχέση τους.

(β) Nα υπολογισθεί η επιτάχυνση βαρύτητας ................................................

t2

s

(γ) Aν κάποιο αντίστοιχο πείραµα γινόταν στη Γη µε τα ίδια όργανα µέτρησης θα ήταν λιγότερο ακριβές; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

(δ) Aλλάζει η τιµή της επιτάχυνσης της βαρύτητας σε διαφορετικά σηµεία αυτού του πλανήτη; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ..................................................... ....................................................................................................................

60

61

7. Ποιο από τα παρακάτω φαινόµενα προσεγγίζει περισσότερο την οµαλή κυκλική κίνηση; (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση) α. H περιφορά της Γης γύρω από τον ήλιο. β. H κίνηση ενός σηµείου του δίσκου ενός πικάπ που περιστρέφεται. γ. H κίνηση ενός εκκρεµούς. δ. H κίνηση ενός δροµέα στο στίβο ενός γηπέδου.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.......................................................... 8. O έλικας ενός ανεµιστήρα εκτελεί οµαλή κυκλική κίνηση. Tο σηµείο A βρίσκεται πλησιέστερα στο κέντρο περιστροφής του έλικα απ ό,τι το σηµείο B και έχει συχνότητα 20 Hz. H συχνότητα του σηµείου B είναι: α. µικρότερη από 20 Hz β. ίση µε 20 Hz γ. µεγαλύτερη από 20 Hz

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.......................................................... 9 ∆ύο δροµείς, A και ∆ διέρχονται ταυτόχρονα από το κέντρο και από ένα σηµείο Σ ενός κυκλικού στίβου αντίστοιχα. O A κινείται ευθύγραµµα οµαλά µε ταχύτητα 2 m/s και κατεύθυνση προς το σηµείο Τ, αντιδιαµετρικό του Σ στον κύκλο, ενώ ο ∆ κινείται οµαλά κυκλικά µε ταχύτητα 5 m/s. Να θεωρήσετε ότι ο στίβος έχει ακτίνα 20 m. Mε βάση τα παραπάνω να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

(α) Bάλτε σε κύκλο τη σωστή πρόταση: α. O δροµέας A έχει επιτάχυνση. β. O δροµέας ∆ έχει επιτάχυνση. γ. Kαι οι δύο δροµείς έχουν επιτάχυνση. δ. Kανείς δροµέας δεν έχει επιτάχυνση.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.......................................................... (β) Nα εξετάσετε αν οι δροµείς θα συναντηθούν στο σηµείο Τ.

υΑ

υ∆Σ

Τ

62

10. Kάποια µοτοσικλέτα κινείται σε ευθεία AB, µήκους 50 m µε σταθερή ταχύτητα υ = 72 km/h. Eισέρχεται σε κυκλική πλατεία ακτίνας r = 20 m µε ταχύτητα ίδιου µέτρου και εκτελεί δύο πλήρεις στροφές.

υA

r

B Aπαντήστε στα ακόλουθα ερωτήµατα:

(α) H επιτάχυνση της µοτοσικλέτας κατά τη διάρκεια όλης της κίνησης είναι µηδέν; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας .................................................

(β) Ποιος είναι ο συνολικός χρόνος κίνησης της µοτοσικλέτας ............. (γ) Aν κατά την είσοδο της µοτοσικλέτας στην κυκλική πλατεία ο οδηγός αρχίζει να αυξάνει το µέτρο της ταχύτητάς του, να σχεδιασθεί το διάνυσµα της επιτάχυνσης σε µια τυχαία θέση πάνω στην κυκλική τροχιά.

11. Είσαστε µέσα σε κάποιο λεωφορείο που κινείται ευθύγραµµα και οµαλά µε

ταχύτητα 20 m/s. Σε κάποια χρονική στιγµή αφήνετε να πέσει ένα νόµισµα από ύψος 1,5 m από το δάπεδο του λεωφορείου. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αµελητέα (α) Ποια θα είναι η τροχιά του κέρµατος σε σχέση µε το λεωφορείο; (β) Ποια η τροχιά του κέρµατος σε σχέση µε τη Γη; (γ) H κίνηση του κέρµατος είναι απλή ή σύνθετη, ανάλογα µε το σύστηµα που επιλέγουµε για να µελετήσουµε την κίνησή του;

(δ) O χρόνος πτώσης του κέρµατος είναι: (Bάλτε σε κύκλο τη σωστή απάντηση).

α. µεγαλύτερος, όταν σύστηµα αναφοράς είναι η Γη. β. µεγαλύτερος, όταν σύστηµα αναφοράς είναι το λεωφορείο. γ. ίδιος και στα δύο συστήµατα αναφοράς. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας..........................................................

(ε) Yπολογίστε το βεληνεκές του κέρµατος, όταν το σύστηµα αναφοράς είναι η Γη (g = 10 m/s2).

63

12. Mία µπάλα εκτοξεύεται από την ταράτσα ενός κτιρίου µε οριζόντια ταχύτητα 20m/s µε κατεύθυνση κάποιο άλλο κτίριο που απέχει 25 m. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αµελητέα Nα απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσεις: (α) Mπορεί η κίνηση της µπάλας να αναλυθεί σε επιµέρους κινήσεις;

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.......................................................... (β) Πόσο χρόνο θα χρειαστεί η µπάλα να χτυπήσει το κτίριο; (γ) Aν η ταράτσα έχει ύψος 20m, ποια η ελάχιστη ταχύτητα, µε την οποία πρέπει να βληθεί η µπάλα για να χτυπήσει το κτίριο; (g = 10 m/s2).

13. Στην κορυφή του πύργου του Άιφελ υπάρχει ένα όπλο το οποίο πυροβολεί

οριζόντια. Kατά τη χρονική στιγµή που το βλήµα φεύγει από το όπλο, ένα ίδιο βλήµα αφήνεται ελεύθερο να πέσει κατακόρυφα προς τη Γη, χωρίς αρχική ταχύτητα. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αµελητέα. Nα απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσεις: (α) Oι κινήσεις και των δύο βληµάτων µπορούν να αναλυθούν σε απλούστερες; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

(β) Ποιο βλήµα θα φθάσει πρώτο στη γη; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας. (γ) Ποιο από τα δύο βλήµατα έχει µεγαλύτερη επιτάχυνση; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

14. Ένα βοµβαρδιστικό αεροπλάνο πετάει ευθύγραµµα και οριζόντια µε

σταθερή ταχύτητα 50 m/s σε ύψος 320 m και σε κάποια χρονική στιγµή αφήνει µία βόµβα. Aπαντήστε στα παρακάτω ερωτήµατα, αγνοώντας την αντίσταση του αέρα. (α) Σε πόσο χρόνο η βόµβα θα φθάσει στο έδαφος; (β) Πού πρέπει να βρίσκεται κάποιος στόχος, ώστε να χτυπηθεί από τη βόµβα;

(γ) Ποια θα είναι η ταχύτητα της βόµβας, όταν θα φθάσει το έδαφος; (g = 10 m/s2).

64

15. Aπό ένα σηµείο του κεκλιµένου επιπέδου του σχήµατος αφήνουµε να κυλήσει µία µπίλια. H µπίλια κινείται µέχρι το σηµείο B πάνω στο οριζόντιο τραπέζι και χτυπάει το πάτωµα στο σηµείο Γ. Tο ύψος του τραπεζιού και τη διαδροµή AB τα µετράµε µε µετροταινία και τα βρίσκουµε 1,25 m και 2 m, αντίστοιχα. O χρόνος κίνησης στη διαδροµή ΑΒ είναι 2 s. Aπαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις, υποθέτοντας ότι οι τριβές και η αντίσταση του αέρα είναι αµελητέες (g = 10 m/s²).

Γ

Β Α

(α) Ποια είδη κινήσεων εκτελεί η µπίλια από το A µέχρι το Γ και ποιες οι αντίστοιχες εξισώσεις κίνησης;

(β) H ταχύτητα της µπίλιας στα σηµεία A και B είναι η ίδια; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

(γ) Ποια η ταχύτητα πρόσκρουσης της µπίλιας µε το έδαφος (µέτρο, διεύθυνση);

(δ) Nα προτείνετε τρόπους για την ελαχιστοποίηση των σφαλµάτων κατά τη µέτρηση των µηκών και του χρόνου

65

4.2.4 Ερωτήσεις Ερµηνευτικού - Παραστατικού τύπου πολλών µορφών και στόχων

Mε βάση την παρακάτω γραφική παράσταση ταχύτητας - χρόνου ενός αυτόκινήτου σε ευθύγραµµη κίνηση,να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

2

4

6

8

10

υ (m/s)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10t (s)

(α) Ποια είναι η επιτάχυνση του αυτοκινήτου στο διάστηµα 0-2 s; (β) Kατά τη χρονική στιγµή 1 s η ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι: α. 7 m/s β. 6 m/s γ. 7,5 m/s δ. 8 m/s (γ) Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ αν είναι λανθασµένες.

• Στο διάστηµα 0-2 s: ! η κίνηση του αυτοκινήτου είναι ευθύγραµµη οµαλή. ! το αυτοκίνητο έχει αρχική ταχύτητα. • Στο διάστηµα 2-4 s: ! το αυτοκίνητο είναι ακίνητο. ! η ταχύτητα είναι σταθερή. • Στο διάστηµα 4-10 s: ! η κίνησή του είναι επιβραδυνόµενη . ! το αυτοκίνητο επιστρέφει στην αρχική του θέση.

66

(δ) Συσχετίστε τους χρόνους της αριστερής στήλης µε τις ταχύτητες της δεξιάς µε γραµµές:

t(s) υ(m/s) 0 10 2,5 5 10 0 7,5 4.2.5 Eρωτήσεις που ανιχνεύουν τις εναλλακτικές ιδέες των µαθητών 1. Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ αν είναι λανθασµένες.

• H επιτάχυνση και η ταχύτητα στην ευθύγραµµη κίνηση έχουν την ίδια διεύθυνση.

• H επιτάχυνση και η ταχύτητα στην κυκλική κίνηση έχουν την ίδια διεύθυνση.

• H επιτάχυνση και η ταχύτητα έχουν πάντοτε την ίδια φορά. • H επιτάχυνση εκφράζει το πόσο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα. • Tη χρονική στιγµή που ξεκινά ένα κινητό η ταχύτητά του είναι µηδέν. • Όταν ξεκινά ένα κινητό η επιτάχυνσή του είναι µηδέν. 2. H επιτάχυνση και η ταχύτητα έχουν πάντοτε την ίδια φορά; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

3. Ένα αυτοκίνητο κινείται ευθύγραµµα µε σταθερή ταχύτητα. Σε κάποια χρονική στιγµή ο οδηγός φρενάρει για να σταµατήσει το αυτοκίνητο. (Bάλτε ένα σταυρό στη σωστή απάντηση) α. H επιτάχυνση και η ταχύτητα έχουν την ίδια φορά. β. H επιτάχυνση και η ταχύτητα έχουν αντίθετη φορά.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας..........................................................

67

4. Ένα αυτοκίνητο κινείται σε στροφή ενός δρόµου µε ταχύτητα µέτρου 30km/h. H επιτάχυνσή του είναι: (Eπιλέξτε τη σωστή απάντηση) α. µηδέν. β. διάφορη του µηδενός.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.......................................................... 5. Πετάµε κατακόρυφα ένα σώµα προς τα πάνω και θεωρούµε τρία στάδια αυτής της κίνησης: όταν ανεβαίνει, όταν βρίσκεται στο ανώτατο σηµείο και όταν κατέρχεται. Nα σχεδιάσετε τα διανύσµατα της επιτάχυνσης και της ταχύτητας του σώµατος σε κάθε περίπτωση,αγνοώντας τις αντιστάσεις.

Eπιφάνεια Γηςτο σώµα το σώµα το σώµαανέρχεται στο ανώτατο σηµείο κατέρχεται

6. Πετάµε ένα σώµα προς τα πάνω και θεωρούµε ότι η κίνηση του γίνεται σε τρία στάδια, όταν ανεβαίνει, όταν βρίσκεται στο ανώτατο σηµείο του και όταν κατέρχεται. Bάλτε σε κύκλο το κατάλληλο γράµµα σε κάθε περίπτωση, αγνοώντας τις αντιστάσεις.

• Όταν ανέρχεται η επιτάχυνση είναι: α. προς τα πάνω. β. προς τα κάτω. γ. µηδέν.

• Όταν βρίσκεται στο ανώτατο σηµείο η επιτάχυνση είναι: α. προς τα πάνω. β. προς τα κάτω. γ. µηδέν.

• Όταν κατέρχεται η επιτάχυνση είναι: α. προς τα πάνω. β. προς τα κάτω. γ. µηδέν.

68

7. Πετάµε ένα σώµα κατακόρυφα προς τα πάνω. Nα σχεδιάσετε και να προσδιορίσετε τη δύναµη ή τις δυνάµεις που ασκούνται πάνω στο σώµα σε κάποιο σηµείο της τροχιάς του, όταν το σώµα: α) ανεβαίνει β) κατεβαίνει και γ) βρίσκεται στο ανώτατο σηµείο. (Θεωρήστε πως δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα).

Eπιφάνεια Γης Άνοδος Κάθοδος Ανώτατο σηµείο

8. Σε ποια από τις παρακάτω κινήσεις ισχύει η πρόταση: η επιτάχυνση και η ταχύτητα έχουν την ίδια διεύθυνση. (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση). α. Στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη. β. Στην ευθύγραµµη οµαλά επιβραδυνόµενη. γ. Στην οµαλή κυκλική. δ. Στην ευθύγραµµη οµαλή κίνηση.

9. Συµπληρώστε το κενό στην παρακάτω πρόταση: Στην οµαλή κυκλική κίνηση η ταχύτητα και η επιτάχυνση έχουν ...................

µεταξύ τους.

69

4.2.6 Kριτήρια αξιολόγησης Στις σελίδες που ακολουθούν περιλαµβάνονται µερικά ενδεικτικά

παραδείγµατα κριτηρίων (τεστ) σύντοµης και ωριαίας διάρκειας. Για τη σύνθεσή τους χρησιµοποιήθηκαν µερικές από τις ερωτήσεις που προαναφέρθηκαν, στις οποίες προστέθηκαν και νέες. Tα παραδείγµατα αυτά προτείνονται ως δείγµατα στον εκπαιδευτικό, ο οποίος καλείται να εκπονήσει τα δικά του µέσα αξιολόγησης, λαµβάνοντας υπόψη τον τρόπο διδασκαλίας του και τις ιδιαιτερότητες που επικρατούν στο τµήµα του.

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ A. ΣTOIXEIA KPITHPIOY Aντικείµενο εξέτασης: Eυθύγραµµη κίνηση Xρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Στόχοι που αξιολογούνται: Aνάκληση πληροφοριών, κατανόηση, εφαρµογή,

ερµηνεία γραφικών παραστάσεων και πινάκων. Προτεινόµενη µοριοδότηση Oι ερωτήσεις 1, 2, 7 βαθµολογούνται µε 1 µονάδα. Oι ερωτήσεις 3, 4, 5, 8 βαθµολογούνται µε 2 µονάδες. Oι ερωτήσεις 6, 9, 10 βαθµολογούνται µε 3 µονάδες. B. O∆HΓIEΣ ΓIA TOYΣ MAΘHTEΣ 1. Στις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής θα βάζετε σε κύκλο τη σωστή απάντηση, όπως στο ακόλουθο παράδειγµα: Για τη µελέτη του ηλιακού µας συστήµατος θεωρούµε:α. τη Γη ακίνητη.β. τον Ήλιο ακίνητο.γ. τη Σελήνη ακίνητη.δ.τίποτα από τα παραπάνω.

70

2. Στις ερωτήσεις του τύπου: Σωστό - Λάθος, θα γράφετε το Σ στο τετράγωνο που βρίσκεται στην αρχή της πρότασης, αν κρίνετε ότι αυτή είναι σωστή (Σ) ή το Λ αν είναι λανθασµένη (Λ). Παράδειγµα:Σ Για τη µελέτη του ηλιακού µας συστήµατος ο Ήλιος θεωρείται ακίνητος.

3. Στις ερωτήσεις συµπλήρωσης, θα γράφετε στο κενό διάστηµα τη σωστή λέξη, όπως στο ακόλουθο παράδειγµα: Eρώτηση: Για τη µελέτη του ηλιακού µας συστήµατος ........................ θεωρείται ακίνητος. Aπάντηση: Για τη µελέτη του ηλιακού µας συστήµατος ο Ήλιος θεωρείται ακίνητος.

4. Σε ερωτήσεις αντιστοίχησης θα συνδέετε µε γραµµές τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς:

Όγκος 1 m Εµβαδόν 1m3 Μήκος 1m2 1m/s

71

Γ. KPITHPIO AΞIOΛOΓHΣHΣ - EYΘYΓPAMMH KINHΣH A. ΣTOIXEIA KPITHPIOY Eπώνυµο: ........................................ Όνοµα: .................................................. Tάξη: .................... Tµήµα: ........... Mάθηµα: ......................... Hµεροµηνία: ..................................... B. EΡΩΤΗΣΕΙΣ Β.1. Πολλαπλής επιλογής

1. H επιτάχυνση ενός κινητού εκφράζει το: α. πόσο γρήγορα µεταβάλλεται η θέση του. β. πηλίκο του διαστήµατος δια του χρόνου. γ. πόσο γρήγορα µεταβάλλεται η ταχύτητα. δ. πόσο γρήγορα κινείται ένα κινητό.

2. Στην ευθύγραµµη οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση: α. η ταχύτητα είναι σταθερή. β. ο ρυθµός µεταβολής της ταχύτητας είναι σταθερός. γ. ο ρυθµός µεταβολής του διαστήµατος είναι σταθερός. δ. η επιτάχυνση µεταβάλλεται µε σταθερό ρυθµό.

3. Mία από τις διαφορές µεταξύ ταχύτητας και επιτάχυνσης είναι ότι: α. το ένα µέγεθος είναι µονόµετρο ενώ το άλλο διανυσµατικό. β. έχουν πάντα διαφορετική φορά. γ. το ένα εκφράζει το πόσο γρήγορα αλλάζει η θέση ενώ το άλλο πόσο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα.

δ. η ταχύτητα είναι δύναµη ενώ η επιτάχυνση δεν είναι.

72

Β.2. Αντιστοίχησης 4. Eπιλέξτε τα κατάλληλα γράµµατα α, β, γ, δ, για να χαρακτηρίσετε τις κινήσεις που περιγράφονται από τις ακόλουθες γραφικές παραστάσεις. Γράψτε τα γράµµατα µέσα στις παρενθέσεις:

α. ευθύγραµµη οµαλή. β.ακινησία. γ. ευθύγραµµη κίνηση, στην οποία το

µέτρο της ταχύτητας του κινητού αυξάνει µε σταθερό ρυθµό.

δ. ευθύγραµµη κίνηση, στην οποία το µέτρο της ταχύτητας του κινητού µειώνεται µε σταθερό ρυθµό.

5. Nα συνδυάσετε τα σχεδιαγράµµατα αριστερά µε τις κατάλληλες αντίστοιχες φράσεις δεξιά:

α = 0 υ

υ0 = 0 α

α υ

η ταχύτητα µειώνεται

η ταχύτητα είναι συνεχώς ίση µε µηδέν

η ταχύτητα µένει σταθερή

επιταχυνόµενη, χωρίς αρχική ταχύτητα

υ

t

υ

t

x

t

υ

t

( )

( )

( )

( )

73

6. Mε βάση την παρακάτω γραφική παράσταση θέσης - χρόνου σε ευθύγραµµη κίνηση να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

t (h)

x (Km)

150

100

50

1 2 3 4 5 6 7 8 (α) Ποια είναι η µέση ταχύτητα του κινητού σε όλη τη διαδροµή; (β) Tο κινητό κινήθηκε πιο γρήγορα κατά το χρονικό διάστηµα:

(Bάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση) α. 0-1 h β. 2-3 h γ. 6-7 h ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας .............................................................

7. H στιγµιαία ταχύτητα ενός κινητού εκφράζει το πόσο ........................... κινείται.

8. H ταχύτητα ενός αυτοκινήτου σε χρονικό διάστηµα 5s αυξάνεται από 10m/s σε 30m/s. H µέση επιτάχυνσή του είναι: ....................................................

74

9. Mε βάση την παρακάτω γραφική παράσταση ταχύτητας - χρόνου ενός αυτόκινήτου σε ευθύγραµµη κίνηση,να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

2

4

6

8

10

υ (m/s)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10t (s)

(α) Ποια είναι η επιτάχυνση του αυτοκινήτου στο διάστηµα 0-2 s; (β) Kατά τη χρονική στιγµή 1s η ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι: α. 7 m/s β. 6 m/s γ. 7,5 m/s δ. 8 m/s (γ) Xαρακτηρίστε µε Σ τις παρακάτω προτάσεις, αν είναι σωστές, και µε Λ αν είναι λανθασµένες.

• Στο διάστηµα 0-2 s: ! η κίνηση του αυτοκινήτου είναι ευθύγραµµη οµαλή. ! το αυτοκίνητο έχει αρχική ταχύτητα.

75

10. Mε βάση τις πειραµατικές µετρήσεις του πίνακα να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις, θεωρώντας ότι η κίνηση είναι ευθύγραµµη.

υ (m/s) t (s)0 01 4.93 154 20.1

(α) Nα γίνει η γραφική παράσταση της ταχύτητας υ σε σχέση µε το χρόνο t. (β) Bάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση: α. Η κίνηση είναι οµαλή.

β. Το µέτρο της ταχύτητας αυξάνει µε σταθερό ρυθµό. γ. Το µέτρο της ταχύτητας µειώνεται µε σταθερό ρυθµό. δ. Η κίνηση γίνεται µε σταθερή ταχύτητα. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (γ) H αρχική ταχύτητα του κινητού είναι ............................. m/s

76

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΣΥΝΤΟΜΗΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ A. ΣTOIXEIA KPITHPIOY Aντικείµενο εξέτασης: Kυκλική κίνηση Xρόνος: 15 λεπτά (κατά προσέγγιση) Στόχοι που αξιολογούνται: Aνάκληση πληροφοριών, κατανόηση, εφαρµογή. Προτεινόµενη µοριοδότηση Oι ερωτήσεις 1, 2, 5 βαθµολογούνται µε 2 µονάδες. Oι ερωτήσεις 3, 4 βαθµολογούνται µε 4 µονάδες. H ερώτηση 6 βαθµολογείται µε 6 µονάδες. B. KPITHPIO AΞIOΛOΓHΣHΣ - KYKΛIKH KINHΣH Σηµειώστε στην κατάλληλη θέση του φύλλου απαντήσεων το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση σε καθεµιά από τις ακόλουθες ερωτήσεις:

1. Στην οµαλή κυκλική κίνηση: α. η ταχύτητα είναι σταθερή. β. η επιτάχυνση είναι σταθερή. γ. το µέτρο της ταχύτητας είναι σταθερό. δ. δεν υπάρχει επιτάχυνση.

2. Ποιο από τα παρακάτω φαινόµενα προσεγγίζει περισσότερο την οµαλή κυκλική κίνηση: α. H περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο. β. H κίνηση ενός σηµείου του δίσκου ενός πικάπ που περιστρέφεται. γ. H κίνηση ενός εκκρεµούς. δ. H κίνηση ενός δροµέα στο στίβο ενός γηπέδου.

77

3. Να χαρακτηρίσετε µε Σ ή Λ τις σωστές ή τις λάθος προτάσεις αντίστοιχα, για την οµαλή κυκλική κίνηση.

! Η επιτάχυνση αλλάζει µέτρο. ! Η επιτάχυνση αλλάζει κατεύθυνση. ! Η συχνότητα είναι ανάλογη της περιόδου. ! Η περίοδος είναι σταθερή. 4. H έλικα ενός ανεµιστήρα εκτελεί οµαλή κυκλική κίνηση. Tο σηµείο A της έλικας βρίσκεται πλησιέστερα στο κέντρο περιστροφής της απ ό,τι το σηµείο B. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις είναι η σωστή (Yπογραµµίστε την). α. υA > υB β. υA < υB γ. υA = υB Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ..........................................................

5. Συµπληρώστε το κενό της ακόλουθης πρότασης. Στην οµαλή κυκλική κίνηση η ταχύτητα και η επιτάχυνση έχουν ................... διεύθυνση. H απάντησή σας να γραφεί στο φύλλο απαντήσεων.

6. ∆ύο µικρά αυτοκίνητα, A και B ξεκινούν από το ίδιο σηµείο µιας πίστας που έχει σχήµα κύκλου, µε αντίθετες φορές. Oι ταχύτητές τους είναι αντίστοιχα 5 m/s και 4 m/s. Aν το µήκος της κυκλικής τροχιάς είναι 90 m, να υπολογισθούν: α) ο χρόνος της πρώτης συνάντησης και β) η περίοδος του A. Σηµειώστε την απάντησή σας στη λευκή σελίδα του φύλλου απαντήσεων.

78

Γ. ΦYΛΛO AΠANTHΣEΩN Eπώνυµο: ........................................ Όνοµα: ..................................................... Tάξη: ......... Tµήµα: ........... Mάθηµα: .................. Hµεροµηνία: ...................... Στις ερωτήσεις 1, 2, 4 πολλαπλής επιλογής βάλτε ένα X στο τετράγωνο κάτω από τη σωστή απάντηση όπως φαίνεται στο παράδειγµα.

Παράδειγµα α β γ δ Χ

1. α β γ δ

2.

α β γ δ

3. Βάλτε Σ ή Λ.

α β γ δ

4.

α β γ δ

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .........................................................

........................................................................................................................... 5. Στην οµαλή κυκλική κίνηση η ταχύτητα και η επιτάχυνση έχουν ................... διεύθυνση.

6. Γράψτε την απάντησή σας στην επόµενη λευκή σελίδα.

79

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΣΥΝΤΟΜΗΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ A. ΣTOIXEIA KPITHPIOY Aντικείµενο εξέτασης: Σύνθετη κίνηση Xρόνος: 45 λεπτά περίπου Στόχοι που αξιολογούνται: Aνάκληση πληροφοριών, εφαρµογή Προτεινόµενη µοριοδότηση Kάθε ερώτηση βαθµολογείται µε 5 µονάδες B. KPITHPIO AΞIOΛOΓHΣHΣ - ΣYNΘETH KINHΣH ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΤΗ Eπώνυµο: ........................................ Όνοµα: .................................................. Tάξη: .................... Tµήµα: ........... Mάθηµα: ......................... Hµεροµηνία: ..................................... EΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Nα περιγράψετε δύο παραδείγµατα σύνθετης κίνησης και τις επιµέρους κινήσεις:

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... 2. Bρίσκεσαι στην κορυφή του πύργου του Άιφελ και κρατάς ένα όπλο που πυροβολεί οριζόντια. Tη χρονική στιγµή που το βλήµα φεύγει από το όπλο, ένα ίδιο βλήµα αφήνεται ελεύθερο να πέσει προς τη γη. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αµελητέα. (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση) α. Πρώτο θα φθάσει στη γη το βλήµα του όπλου. β. Πρώτο θα φθάσει στη γη το βλήµα που αφήνεις. γ. Θα φθάσουν και τα δύο ταυτόχρονα. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ..........................................................

...........................................................................................................................

80

3. Eίσθε µέσα σε κάποιο λεωφορείο που κινείται ευθύγραµµα και οµαλά. Σε κάποια χρονική στιγµή αφήνετε να πέσει ένα νόµισµα από ύψος 1,5m. Aπαντήστε στις ερωτήσεις (α) και (β), θεωρώντας αµελητέα την αντίσταση του αέρα.

(α) O χρόνος πτώσης του κέρµατος είναι: (Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση)

α. µεγαλύτερος όταν σύστηµα αναφοράς είναι η Γη β. µεγαλύτερος όταν σύστηµα αναφοράς είναι το λεωφορείο γ. ίδιος και στα δύο συστήµατα αναφοράς Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ..........................................................

........................................................................................................................... (β) Tο βεληνεκές του νοµίσµατος είναι µηδέν όταν επιλέξουµε για σύστηµα αναφοράς το λεωφορείο. H πρόταση αυτή είναι :(Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση)

α. σωστή β. λανθασµένη Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ..........................................................

........................................................................................................................... 4. Mια µπάλα βάλλεται από την ταράτσα ενός κτιρίου µε οριζόντια ταχύτητα

20 m/s και κατεύθυνση προς κάποιο άλλο κτίριο που απέχει 25 m. Nα απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσεις: (α) Πόσο χρόνο θα χρειαστεί η µπάλα να χτυπήσει το κτίριο; ..................................................................................................................... (β) Aν η ταράτσα βρίσκεται σε ύψος 20 m, ποια είναι η ελάχιστη ταχύτητα µε την οποία πρέπει να βληθεί η µπάλα, για να χτυπήσει το κτίριο; (g = 10 m/s2).

..................................................................................................................... ..................................................................................................................... .....................................................................................................................

81

81

4.3 Κεφάλαιο 3: Η ΝΕΥΤΩΝΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ 4.3.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης 1. Να περιγράψετε ένα φαινόµενο στο οποίο αλλάζει η κινητική κατάσταση ενός σώµατος και να προσδιορίσετε το αίτιο της αλλαγής.

2. Μια δύναµη ασκείται σε ένα σώµα. Να περιγράψετε τις πιθανές µεταβολές που µπορούν να συµβούν στο σώµα και να αναφέρετε ένα παράδειγµα για κάθε περίπτωση.

3. Ποια είναι η διαφορά µεταξύ της ελαστικής και της πλαστικής παραµόρφωσης;

4. Γιατί η δύναµη είναι διανυσµατικό µέγεθος; 5. Να αναφέρετε ένα παράδειγµα «βίαιης» κίνησης σύµφωνα µε τη θεωρία του Αριστοτέλη. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

6. Να διατυπώσετε τον πρώτο νόµο της κίνησης. 7. Ένα αυτοκίνητο κινείται σε ευθεία και το ταχύµετρο δείχνει σταθερά 50 km/h. Τι συµπεραίνετε για την συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στο αυτοκίνητο; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

8. Πώς εξηγείτε µε βάση τη θεωρία κίνησης του Αριστοτέλη το ότι ένας ποδηλάτης πρέπει να κάνει συνέχεια πετάλι για να διατηρήσει σταθερή την ταχύτητα του;

9. Ένα διαστηµόπλοιο κινείται στο διάστηµα µε σταθερή ταχύτητα. Πόση είναι η συνισταµένη δύναµη που ασκείται σ αυτό; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

82

10. Να εξηγήσετε το φαινόµενο της κίνησης των επιβατών ενός λεωφορείου όταν αυτό φρενάρει.

11. Θέλετε να αλλάξετε τη θέση ενός επίπλου στο δωµάτιο µετακινώντας το

οριζόντια. Ασκείτε µια δύναµη στο ακίνητο έπιπλο, αλλά αυτό δεν κινείται. Ασκείτε κάποια µεγαλύτερη δύναµη από την προηγούµενη στο ίδιο έπιπλο και αυτό κινείται. Να εξηγήσετε το φαινόµενο.

12. Με βάση το δεύτερο νόµο του Νεύτωνα να καταλήξετε στο νόµο της

αδράνειας. 13. Ένας αλεξιπτωτιστής πέφτει µε σταθερή ταχύτητα. Σχεδιάστε τις δυνάµεις

που ασκούνται πάνω του. Τι συµπεραίνετε για τη συνισταµένη δύναµη που ασκείται στον αλεξιπτωτιστή; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

14. Ένα αγόρι 70 kg και ένα κορίτσι 60 kg κάνουν πατινάζ στον πάγο κρατώντας

ένα τεντωµένο σχοινί µήκους 5 m. Στην αρχή και οι δύο είναι ακίνητοι. Το αγόρι τραβάει το κορίτσι µε δύναµη 84 Ν. Αν υποθέσουµε ότι οι δυνάµεις τριβής είναι αµελητέες, να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: α) Ποια είναι η δύναµη που ασκείται στο αγόρι από το σχοινί; β) Ποια είναι η επιτάχυνση του αγοριού και ποια του κοριτσιού; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

15. Το βάρος ενός ανθρώπου είναι 700 Ν. Ποια δύναµη ασκεί ο άνθρωπος στη

Γη όταν στέκει ακίνητος πάνω της; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. 16. ∆ύο δυνάµεις ασκούνται σε ελεύθερο ακίνητο αντικείµενο µάζας 10 kg. Η

µία δύναµη είναι προς τα αριστερά 5 Ν και η άλλη προς τα δεξιά 20 Ν. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: α) Πόση είναι η επιτάχυνση του αντικειµένου; β) Πόσο θα µετακινηθεί το αντικείµενο σε 10 s;

17. Να εξηγήσετε τα παρακάτω φαινόµενα µε βάση την αρχή διατήρησης της

ορµής: α) Ανάκρουση όπλου β) Κίνηση πυραύλου.

83

18. Γιατί ένας πυροσβέστης δυσκολεύεται να κρατήσει τον ελαστικό σωλήνα που ρίχνει µεγάλες ποσότητες νερού µε µεγάλη ταχύτητα;

19. Ποια είναι η διαφορά µεταξύ της στατικής τριβής και της τριβής ολίσθησης; 20. Να περιγράψετε ένα φαινόµενο στο οποίο εµφανίζεται στατική τριβή και ένα

στο οποίο εµφανίζεται τριβή ολίσθησης. 21. Ένας σκιέρ κατεβαίνει την πλαγιά ενός λόφου. Η τριβή ολίσθησης είναι

µεγαλύτερη όταν η ταχύτητα του είναι µικρή ή όταν είναι µεγάλη; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

22. Να διατυπώσετε τους εµπειρικούς νόµους της τριβής ολίσθησης. 23. Ένα αυτοκίνητο κινείται σε κυκλική τροχιά οριζόντιου δρόµου µε ταχύτητα

σταθερού µέτρου. Να σχεδιάσετε τα διανύσµατα της ταχύτητας, της επιτάχυνσης και της συνισταµένης δύναµης που ασκείται στο αυτοκίνητο.

24. Πώς γράφεται η εξίσωση του δεύτερου νόµου του Νεύτωνα στην περίπτωση

οµαλής κυκλικής κίνησης µε ταχύτητα υ; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.

25. Αν ελαττωθεί η απόσταση Γης - Σελήνης, πώς θα µεταβληθεί η µεταξύ τους

δύναµη; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. 26. Να συνδυάσετε το δεύτερο νόµο της κίνησης µε το νόµο της παγκόσµιας

έλξης για να υπολογίσετε την επιτάχυνση της βαρύτητας. 27. Στο σχήµα φαίνεται ένας δορυφόρος που κινείται γύρω

από τη Γη. α) Να σχεδιάσετε τις δυνάµεις που ασκούνται στο δορυφόρο και να σχολιάσετε την προέλευση τους. β) Να σχεδιάσετε τα διανύσµατα της ταχύτητας και της επιτάχυνσης του δορυφόρου.

84

4.3.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης 1. Ένας αλεξιπτωτιστής εκτελεί πτώση από αεροπλάνο. Στο φαινόµενο αυτό συµµετέχουν τα εξής σώµατα: Αλεξιπτωτιστής, αλεξίπτωτο, Γη και ατµοσφαιρικός αέρας. Να επιλέξετε δύο από τα προηγούµενα σώµατα και εν συνεχεία να σχεδιάσετε και να περιγράψετε τις δυνάµεις που ασκούν τα υπόλοιπα σώµατα σε καθένα απ αυτά.

2. Ποια διαδικασία πρέπει να ακολουθήσετε για να προσδιορίσετε τη συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται σε κάποιο σώµα; Να εξηγήσετε τα επιµέρους βήµατα.

3. Τρεις ίσες δυνάµεις µέτρου 10Ν σχηµατίζουν, ανά δύο, γωνία 120 µοιρών. Να προσδιορίσετε τη συνισταµένη τους.

4. Στο παραπλεύρως σχήµα το σώµα έχει βάρος 40 Ν και ισορροπεί. Να υπολογίσετε τις δυνάµεις που ασκούν τα νήµατα πάνω στο σώµα. Οι γωνίες των νηµάτων µε την οριζόντια οροφή είναι 60° και 30°, όπως φαίνεται στο σχήµα.

5. Να περιγράψετε ένα πείραµα µε το οποίο προσδιορίζεται η σχέση µεταξύ της δύναµης που ασκείται σ΄ ένα σώµα και της επιτάχυνσης που αποκτά το σώµα αυτό.

6. Αν αφήσουµε µια πέτρα από κάποιο ύψος, αυτή θα πέσει προς τη Γη. Γιατί και η Σελήνη δεν πέφτει προς τη Γη;

1.

30°60°

85

7. Ένας κύβος µάζας 10 kg σύρεται υπό την επίδραση οριζόντιας δύναµης F σε οριζόντιο επίπεδο µε επιτάχυνση 25 m/s2. Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης µεταξύ του κύβου και του οριζοντίου επιπέδου είναι 0,2 να υπολογίσετε

α) την κάθετη δύναµη που ασκεί το οριζόντιο επίπεδο στο σώµα. β) τη δύναµη F (g = 10m/s2). 8. Σε κεκλιµένο επίπεδο γωνίας 30° και από ύψος h = 2 m αφήνουµε να ολισθήσει σώµα όπως φαίνεται στο σχήµα. Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης µεταξύ του σώµατος και του επιπέδου είναι 0,3 να υπολογίσετε:

α) την επιτάχυνση του σώµατος β) το χρόνο που χρειάζεται το σώµα να φθάσει στη βάση του κεκλιµένου επιπέδου. (g = 10 m/s2).

9. Ένας κιβώτιο µάζας 70 kg βρίσκεται µέσα σε ανελκυστήρα ο οποίος α) κινείται προς τα πάνω µε επιτάχυνση 2 m/s2 β) κινείται προς τα κάτω µε επιτάχυνση 3 m/s2 γ) είναι ακίνητος. Πόση είναι η δύναµη που ασκεί το δάπεδο του ανελκυστήρα στο κιβώτιο σε κάθε περίπτωση; (g = 10m/s2).

10. Ένα σώµα ολισθαίνει σε οριζόντιο επίπεδο

και µετά αρχίζει να ανεβαίνει ολισθαίνοντας σε κεκλιµένο επίπεδο (χωρίς φαινόµενο κρούσης). Να σχεδιάσετε και να περιγράψετε τις δυνάµεις που ασκούνται στο σώµα όταν αυτό κινείται

α) οριζόντια. β) στο κεκλιµένο επίπεδο.

F

h

30°

86

11. ∆ύο αυτοκίνητα Α και Β κινούνται αντίθετα σε ευθύγραµµο οριζόντιο δρόµο και συγκρούονται. Να σχεδιάσετε και να περιγράψετε τις εξωτερικές και τις εσωτερικές δυνάµεις που ασκούνται στο σύστηµα των δύο αυτοκινήτων κατά τη σύγκρουση µε τη µορφή: η δύναµη (σύµβολο) .............. είναι (εσωτερική, εξωτερική) ..................... και ασκείται από το σώµα ........ στο σώµα .

12. Ένα βλήµα µάζας m και ταχύτητας υ ανεβαίνει κατακόρυφα. Σε κάποιο

σηµείο της ανόδου του εκρήγνυται σε δύο κοµµάτια εκ των οποίων το ένα µάζας m1 πάει κατακόρυφα προς τα πάνω µε ταχύτητα υ1 και το άλλο µάζας m2 πάει κατακόρυφα προς τα κάτω µε ταχύτητα υ2.

α) Να σχεδιάσετε τις ορµές των σωµάτων πριν και µετά από την έκρηξη. β) Να γράψετε την εξίσωση της διατήρησης της ορµής για το συγκεκριµένο

φαινόµενο. 13. Ένας άνθρωπος µάζας 70 kg που κάθεται ακίνητος στην επιφάνεια µιας

παγωµένης λίµνης (µηδενική τριβή) πετάει µία µπάλα µάζας 0,5 kg. Αν η ταχύτητα της µπάλας είναι οριζόντια και έχει µέτρο ίσο µε 14 m/s να υπολογίσετε την ταχύτητα του ανθρώπου. (Να κάνετε σχήµα µε τα σώµατα και τις ταχύτητες τους).

14. Ένα βλήµα κινείται οριζόντια µε ταχύτητα 20 m/s. Σε κάποια χρονική στιγµή

εκρήγνυται και τα δύο θραύσµατα µαζών 5 kg και 2 kg συνεχίζουν να κινούνται οριζόντια, σχηµατίζοντας αντιστοίχως γωνίες 30° και 45° µε την αρχική κατεύθυνση του βλήµατος. Να βρείτε τα µέτρα των ταχυτήτων των δύο θραυσµάτων.

15. Ένας βαρκάρης µάζας 80 kg προκειµένου να µετακινήσει τη βάρκα του που

βρίσκεται στη θάλασσα, προχωράει από την µια άκρη της µέχρι την άλλη για χρονικό διάστηµα 8 s. Αν η βάρκα έχει µήκος 4 m και µάζα 100 kg να υπολογίσετε πόσο θα µετατοπιστεί η βάρκα στο παραπάνω χρονικό διάστηµα. Τι παραδοχές κάνατε για να απαντήσετε στην προηγούµενη ερώτηση;

87

16. Ένα εκκρεµές µήκους 1 m φέρει σφαιρίδιο µάζας 0,5 kg και εκτελεί ταλάντωση. Τη στιγµή που το εκκρεµές σχηµατίζει γωνία 30° µε την κατακόρυφο, η ταχύτητα του είναι 10 m/s. Να υπολογίσετε στη θέση αυτή α) την τάση του νήµατος β) την κεντροµόλο δύναµη (g = 10m/s2).

17. Να κάνετε σχήµα το οποίο να περιέχει τη Γη και τη Σελήνη και βάσει αυτού

να εξηγήσετε τα φυσικά µεγέθη του µαθηµατικού τύπου της παγκόσµιας έλξης.

18. Ένας δορυφόρος του ∆ία κινείται σε ύψος h πάνω από την επιφάνειά του. Αν

η µάζα του ∆ία είναι Μ και η ακτίνα του R, να υπολογίσετε την ταχύτητα και την περίοδο του δορυφόρου. Η σταθερά G θεωρείται γνωστή.

19. Σε ποια απόσταση από την επιφάνεια της Γης και στο επίπεδο του

ισηµερινού πρέπει να τοποθετήσουµε ένα δορυφόρο ώστε να βρίσκεται συνεχώς πάνω από τον ίδιο τόπο;

20. Τρεις όµοιες σφαίρες µε µάζα m η καθεµιά βρίσκονται στις κορυφές

ισοπλεύρου τριγώνου πλευράς α. Να υπολογίσετε τη συνισταµένη δύναµη που ασκείται σε καθεµιά από τις άλλες δύο λόγω βαρυτικής έλξης.

21. Ένα µήλο µάζας m πέφτει από µικρό ύψος στην επιφάνεια της Γης. Με βάση

το δεύτερο νόµο της κίνησης και το νόµο της παγκόσµιας έλξης να βρείτε µια σχέση που δίνει την επιτάχυνση συναρτήσει της µάζας του σώµατος και της ακτίνας της Γης.

22. Να θεωρήσετε δύο τεχνητούς δορυφόρους Α και Β µε µάζες ΜΑ > ΜΒ που

κινούνται στην ίδια τροχιά σε ύψος h από την επιφάνεια της Γης, αλλά µε αντίθετη φορά µε αποτέλεσµα να συγκρουστούν. Αν υποθέσουµε ότι η κρούση είναι πλαστική και προκύπτει συσσωµάτωµα, ποια θα είναι η ταχύτητα του; (Θεωρήστε ότι η ακτίνα R της Γης είναι γνωστή).

88

23. Στην κορυφή ενός βουνού βρίσκεται ένας εκτοξευτικός µηχανισµός και πετάει πέτρες οριζόντια. Υποθέστε ότι µπορεί να αυξάνει απεριόριστα την ταχύτητά τους. Να κάνετε ένα σχήµα που να δείχνει αυτές τις τροχιές διαδοχικά όσο αυξάνει η ταχύτητα. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

4.3.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Σε κάθε µία από τις παρακάτω ερωτήσεις βάλτε σε κύκλο τη σωστή απάντηση.

1. ∆ύο δυνάµεις 6 Ν και 2 Ν ασκούνται στο ίδιο σώµα. Πόση είναι η συνισταµένη δύναµη; • 8Ν • 4Ν • 12Ν • 3Ν • Τα στοιχεία δεν επαρκούν για να απαντήσω.

2. Ο Κέπλερ ήταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη • ότι ο Ήλιος γυρίζει γύρω από τη Γη • ότι οι κινήσεις των πλανητών είναι κυκλικές • ότι οι κινήσεις των πλανητών έχουν σχήµα έλλειψης • ότι µεταξύ των πλανητών ασκούνται δυνάµεις 3. Ο θεµελιώδης νόµος της µηχανικής F = mα δεν ισχύει

• στην περίπτωση της κυκλικής κίνησης • στην περίπτωση της κίνησης των πλανητών • όταν η ταχύτητα του σώµατος είναι πολύ µεγάλη • όταν το σώµα είναι ακίνητο

89

4. Ο θεµελιώδης νόµος της µηχανικής F = m α δεν ισχύει • όταν η συνισταµένη δύναµη που ασκείται σε ένα σώµα είναι µηδέν • όταν η κίνηση του σώµατος είναι ευθύγραµµη οµαλή • όταν υπάρχουν τριβές • σε περιπτώσεις υποατοµικών σωµατιδίων στο άτοµο

5. Η αδρανειακή µάζα ορίζεται από

• το νόµο της αδράνειας • το θεµελιώδη νόµο της µηχανικής • την ποσότητα της ύλης ενός σώµατος • τον τρίτο νόµο του Νεύτωνα

6. Ένα πορτοκάλι βάρους 2 Ν πέφτει από ένα δέντρο. Με βάση τον τρίτο νόµο του Νεύτωνα συµπεραίνουµε ότι • η κίνηση είναι επιταχυνόµενη • η επιτάχυνση της βαρύτητας παραµένει σταθερή • η δύναµη που ασκεί το πορτοκάλι στη Γη είναι ίση µε 2 Ν • η δύναµη που ασκεί το πορτοκάλι στη Γη είναι µεγαλύτερη από 2 Ν

7. Ένας βαρκάρης πάνω σε µια βάρκα προσπαθεί να τη µετακινήσει σπρώχνοντας την από µέσα, αλλά αυτό δεν γίνεται. Ο λόγος είναι ότι • η δύναµη είναι µικρή • υπάρχουν τριβές • η δύναµη είναι εσωτερική • η δύναµη είναι εξωτερική

90

8. Ένα βλήµα µάζας m ανεβαίνει κατακόρυφα και σε κάποιο σηµείο της ανόδου του εκρήγνυται σε δύο κοµµάτια. Tο ένα µάζας m1 πάει προς τα πάνω µε ταχύτητα µέτρου υ1 και το άλλο µάζας m2 πάει προς τα κάτω µε ταχύτητα µέτρου υ2. Αν τη στιγµή της έκρηξης το βλήµα είχε ταχύτητα µέτρου υ, ποιες από τις παρακάτω σχέσεις ισχύουν στο φαινόµενο αυτό: • mυ = m1υ1 + m2υ2 • m = m1 + m2 • υ = υ1 + υ2 • Αρχική κινητική ενέργεια = Τελική κινητική ενέργεια

9. Στην περίπτωση έκρηξης ενός βλήµατος στον αέρα ισχύει η αρχή της διατήρηση της ορµής;

Α. Ναι Β. Όχι Επιλέξετε ένα από τα α, β, γ, δ παρακάτω για να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

α. Υπάρχει η εξωτερική δύναµη της βαρύτητας β. H συνισταµένη των εξωτερικών δυνάµεων δεν είναι µηδέν γ. Tο βάρος του βλήµατος θεωρείται αµελητέο δ. H συνισταµένη των εσωτερικών δυνάµεων είναι µηδέν 10. Στην περίπτωση ανάκρουσης όπλου ισχύει η διατήρηση της ορµής στο

σύστηµα όπλο-βλήµα; Α. Ναι Β. Όχι Επιλέξετε ένα από τα α,β,γ,δ παρακάτω για να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

α. ∆εν ασκείται εξωτερική δύναµη στο σύστηµα β. Η συνισταµένη των εξωτερικών δυνάµεων στο σύστηµα είναι µηδέν γ. Το βάρος του συστήµατος είναι µηδέν δ. Το βάρος του σώµατος και η αντίσταση του αέρα θεωρούνται αµελητέες

91

11. Ποιο από τα παρακάτω φαινόµενα δεν εξηγείται µε βάση την αρχή διατήρησης της ορµής; • Η εκκίνηση αυτοκινήτου • Η ανάκρουση όπλου • Η κίνηση πυραύλου • Η κίνηση πλοίου στη θάλασσα

12. Στην οµαλή κυκλική κίνηση είναι σταθερή

• η ταχύτητα • η επιτάχυνση • η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στο σώµα • τίποτα από τα παραπάνω

13. Για τις κινήσεις των ουρανίων σωµάτων, ο Νεύτωνας ήταν ο πρώτος που

διατύπωσε την άποψη ότι • η κίνηση των πλανητών είναι κυκλική • οι πλανήτες κινούνται σε ελλειπτική τροχιά. • µεταξύ τους αναπτύσσονται δυνάµεις από απόσταση • ο Ήλιος γυρίζει γύρω από τη Γη 14. Η επιτάχυνση βαρύτητας της Γης είναι

• ανάλογη της µάζας του σώµατος • ανάλογη της απόστασης από το κέντρο της Γης • αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης από το κέντρο της Γης

• αντιστρόφως ανάλογη της µάζας της Γης

92

15. Η µεταβολή της επιτάχυνσης της βαρύτητας g συναρτήσει της απόστασης r από το κέντρο της Γης φαίνεται στο παρακάτω διάγραµµα

r

g

Ποιο συµπέρασµα από τα παρακάτω ισχύει;

• Η επιτάχυνση βαρύτητας αυξάνεται ανάλογα µε το ύψος από την επιφάνεια της Γης

• Η επιτάχυνση βαρύτητας αυξάνεται αντιστρόφως ανάλογα µε το ύψος από την επιφάνεια της Γης

• Όταν αποµακρυνόµαστε από την επιφάνεια της Γης η επιτάχυνση της βαρύτητας ελαττώνεται

• Στην επιφάνεια της Γης η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι µηδέν 4.3.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης 1. Σε ακίνητο σώµα ασκείται δύναµη µε τις ιδιότητες της αριστερής στήλης. Αντιστοιχίστε µε τη δεξιά στήλη τοποθετώντας στο διάστικτο το αντίστοιχο γράµµα.

∆υνάµεις Αποτελέσµατα

α. δύναµη ίση µε το µηδέν ........οµαλά επιταχυνόµενη β. δύναµη σταθερή ........ακίνητο σώµα γ. το µέτρο της δύναµης αυξάνεται ........επιταχυνόµενη ........οµαλή

93

2. Σε σώµα που κινείται ευθύγραµµα και οµαλά επενεργεί δύναµη µε τις ιδιότητες της αριστερής στήλης. Αντιστοιχίστε τις ιδιότητες των δυνάµεων µε τα αποτελέσµατά τους στη δεξιά στήλη.

∆υνάµεις Αποτελέσµατα α. σταθερή δύναµη οµόρροπη µε την ταχύτητα .......οµαλά επιταχυνόµενη β. σταθερή δύναµη αντίρροπη µε την ταχύτητα .......ακίνητο σώµα γ. δύναµη σταθερού µέτρου κάθετη στην ταχύτητα .......οµαλά επιβραδυνόµενη

.......οµαλή κυκλική 3. Να αντιστοιχίσετε τα διαγράµµατα της αριστερής στήλης µε τις κινήσεις της δεξιάς στήλης (F η συνισταµένη δύναµη, υ η ταχύτητα του σώµατος).

υ

F

F υ

υF

......Αύξηση του µέτρου της ταχύτητας

.......Οµαλή κυκλική κίνηση

.......Ακινησία

.......Μείωση του µέτρου της ταχύτητας

γ

β

α

4. Να αντιστοιχίσετε τις τιµές της συνισταµένης δύναµης (αριστερή στήλη) που ασκείται σ ένα σώµα µάζας 5kg µε τις τιµές της επιτάχυνσης (δεξιά στήλη).

∆ύναµη (N) Επιτάχυνση (m/s2) α. 5 .......2 β. 10 .......4 γ. 20 .......1 .......5

5. Να αντιστοιχίσετε τα φυσικά µεγέθη µε τις µονάδες

Φυσικά µεγέθη Μονάδες α. ορµή .......kg⋅m/s β. µάζα .......m/s γ. ταχύτητα .......kg δ. δύναµη .......m .......N

94

6. Να αντιστοιχίσετε τα διανύσµατα του διαγράµµατος µε τα φυσικά µεγέθη στην οµαλή κυκλική κίνηση

(3)

(2)(1) .........ταχύτητα.........επιτάχυνση.........κεντροµόλος δύναµη.........µάζα σώµατος

7. Να αντιστοιχίσετε τα φαινόµενα µε τις δυνάµεις:

Φαινόµενα ∆υνάµεις α. Σώµα ακίνητο σε οριζόντιο επίπεδο .......Τριβή ολίσθησης β. Σώµα ακίνητο σε κεκλιµένο επίπεδο .......Στατική τριβή γ. Αυτοκίνητο που κινείται µε µπλοκαρισµένους τροχούς

8. Να αντιστοιχίσετε τα διανύσµατα του σχήµατος µε τα φυσικά µεγέθη της δεξιάς στήλης (το σώµα κατέρχεται ολισθαίνοντας στο κεκλιµένο επίπεδο):

3

12

......Βάρος σώµατος

......Στατική τριβή

......Τριβή ολισθήσεως

......Κάθετος δύναµη επαφής

9. Με βάση τον τύπο g = GM/d2 να αντιστοιχίσετε τα σύµβολα µε το περιεχόµενό τους:

Σύµβολα Περιεχόµενο g .. απόσταση από την επιφάνεια της Γης G .. σταθερά M .. µάζα σώµατος d .. µάζα Γης .. απόσταση από το κέντρο της Γης .. επιτάχυνση βαρύτητας

95

4.3.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης 1. Συµπληρώστε τα κενά στον παρακάτω πίνακα:

Συνισταµένη δύναµη (Ν) Μάζα (Kg) Επιτάχυνση (m/s2) 20 προς τα δεξιά 2

5 6 προς τα κάτω 10 νότια 2 νότια

Συµπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: 2. Οι δυνάµεις είναι διανυσµατικά µεγέθη γιατί έχουν ............και κατεύθυνση και συντίθενται σύµφωνα µε τον κανόνα .....................................

3. Ο νόµος του Hooke υποστηρίζει ότι οι ελαστικές παραµορφώσεις είναι

.προς ........που τις προκαλούν. 4. Συνισταµένη δύο ή περισσότερων δυνάµεων είναι µία άλλη δύναµη η οποία

µπορεί να αντικαταστήσει ένα σύνολο .............που ασκούνται σε ένα ορισµένο σώµα και µπορεί να προκαλέσει ............. µηχανικό αποτέλεσµα.

5. Με βάση την Αριστοτελική θεωρία συµπληρώστε τις παρακάτω προτάσεις: • Κάθε βίαιη κίνηση έχει ανάγκη από µια κινητήρια δύναµη. • Η φυσική κίνηση για τα ουράνια σώµατα είναι η αδιάκοπη κίνηση σε

..............τροχιά γύρω από .............. της Γης. • Τα τέσσερα στοιχεία που αποτελούν κάθε επίγειο σώµα είναι: α) ..β) το ύδωρ γ) ο αήρ και δ).. • Ένα σώµα για να κινείται έχει την ανάγκη ........................... 6. Βασιζόµενοι στο νόµο της αδράνειας να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις: • Η κατάσταση ευθύγραµµης οµαλής κίνησης και η κατάσταση

.... είναι ισοδύναµες. • Όταν ένα σώµα είναι ακίνητο τότε η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται πάνω του είναι ίση µε.................

• Όταν η ταχύτητα ενός σώµατος είναι σταθερή τότε η ...................... των δυνάµεων είναι ίση µε µηδέν.

• Η κινητική κατάσταση ενός σώµατος αλλάζει όταν αλλάζει το µέγεθος ..............

96

97

7. Με βάση το δεύτερο νόµο του Νεύτωνα να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις:

• Το φυσικό µέγεθος που χρησιµοποιούµε για να συγκρίνουµε τις αδράνειες των σωµάτων είναι ..............

• Η επιτάχυνση ενός σώµατος είναι ................... της συνολικής δύναµης που ασκείται πάνω του.

• Η µέτρηση της αδρανειακής µάζας ενός σώµατος γίνεται βάσει της µαθηµατικής σχέσης ...........

8. Ο τρίτος νόµος του Νεύτωνα υποστηρίζει ότι οι δυνάµεις που αναφέρονται στο νόµο αυτό έχουν ίσα µέτρα,............. κατευθύνσεις και ...... σηµείο εφαρµογής.

9. Η ορµή ενός σώµατος είναι µέγεθος διανυσµατικό, το µέτρο της υπολογίζεται από τη σχέση .. και η µονάδα της στο SI είναι

10. Η τριβή ολίσθησης είναι ανεξάρτητη από το εµβαδόν ................ανεξάρτητη

από τη σχετική ............... των σωµάτων, εξαρτάται από ................ των επιφανειών επαφής και είναι ανάλογη της κάθετης ..........................

11. Στην οµαλή κυκλική κίνηση η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται

στο σώµα έχει µέτρο ίσο µε .........., η διεύθυνσή της είναι κάθετη στη διεύθυνση .... και η φορά της προς το κέντρο της κυκλικής τροχιάς.

12. Η επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια κάποιου πλανήτη εξαρτάται

από ........ και από ............ του πλανήτη. 13. Η µέτρηση της αδρανειακής µάζας γίνεται µε χρήση του τύπου

.ενώ η µέτρηση της µάζας βαρύτητας µε χρήση του τύπου .

98

4.3.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού - Λάθους 1. Σηµειώστε µε Ε τα σχεδόν ελαστικά σώµατα και µε Π τα πλαστικά. ! µπάλα ποδοσφαίρου ! κοµµάτι πλαστελίνη ! φουσκωµένο λάστιχο αυτοκινήτου ! ένα φύλλο χαρτί

2. Στα παρακάτω φαινόµενα σηµειώστε Σ αν υπάρχει µεταβολή κινητικής κατάστασης και Λ αν δεν υπάρχει. ! ένα αυτοκίνητο ξεκινά από την ηρεµία ! ένα αυτοκίνητο κινείται σε στροφή του δρόµου µε ταχύτητα σταθερού

µέτρου 40 km/h ! αφήνουµε από το χέρι µας να πέσει ένα στυλό ! η κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη

3. Σηµειώστε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις. ! ο δυναµίτης περιέχει δύναµη ! η βενζίνη έχει δύναµη ! ένα σώµα έχει δύναµη ! ένα σώµα ασκεί δύναµη σε κάποιο άλλο

4. Ένα σώµα ισορροπεί όταν: ! είναι ακίνητο ! κινείται ευθύγραµµα και οµαλά ! το µέτρο της ταχύτητας του είναι σταθερό ! εκτελεί οµαλή κυκλική κίνηση

5. Ένας µαθητής βρίσκεται πάνω σε ένα τραπέζι. Τα δύο αυτά σώµατα θεωρούνται ένα σύστηµα. Χαρακτηρίστε µε Σ τις εσωτερικές και µε Ξ τις εξωτερικές δυνάµεις του συστήµατος. ! το βάρος του µαθητή ! το βάρος του τραπεζιού ! η δύναµη που ασκεί ο µαθητής στο τραπέζι

99

6. Ένας άνθρωπος βρίσκεται µέσα σε ανελκυστήρα που ανεβαίνει. Χαρακτηρίστε µε Σ τις εσωτερικές και µε Ξ τις εξωτερικές δυνάµεις του συστήµατος ασανσέρ - άνθρωπος. ! το βάρος του ασανσέρ ! το βάρος του ανθρώπου ! η δύναµη που ασκεί το συρµατόσχοινο συγκράτησης του ασανσέρ ! η δύναµη που ασκεί το δάπεδο του ασανσέρ στον άνθρωπο ! η δύναµη που ασκεί ο άνθρωπος στο δάπεδο του ασανσέρ

7. Βάλτε το γράµµα Σ όπου εµφανίζεται στατική τριβή και το γράµµα Ο όπου εµφανίζεται τριβή ολίσθησης. ! σώµα είναι ακίνητο πάνω σε κεκλιµένο επίπεδο ! αυτοκίνητο κινείται µε µπλοκαρισµένους τροχούς ! κίνηση ποδηλάτου ! κίνηση ενός σκιέρ

8. Ένας δορυφόρος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Βάλτε σε κύκλο τον παράγοντα από τον οποίο εξαρτάται η ταχύτητα του.

α. η µάζα του β. η απόσταση του από το κέντρο της Γης γ. η µάζα της Γης δ.η περίοδος της Γης

100

4.3.7 Ερωτήσεις συνδυασµού 1. ∆ύο όµοια αυτοκίνητα, Α και Β κινούνται σε µία κυκλική στροφή ενός δρόµου. Tο Α µε 50 km/h και το Β µε 100 km/h. Σε ποιο από τα δύο ασκείται µεγαλύτερη συνισταµένη δύναµη; (Βάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση). • Στο Α • Στο Β

Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... 2. Σε αυτοκίνητο σταµατηµένο πάνω σε οριζόντιο δρόµο χωρίς χειρόφρενο και χωρίς ταχύτητα ασκούµε κάποια δύναµη µε τα χέρια µας. Τότε το αυτοκίνητο

α) θα κινηθεί β) θα παραµείνει ακίνητο Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... 3. Σηµειώστε στην παρένθεση µε Σ αν ο συλλογισµός είναι σωστός και µε Λ αν είναι λανθασµένος • Ένα άλογο τραβά ένα κάρο. Με βάση τον τρίτο νόµο του Νεύτωνα η δύναµη την οποία ασκεί το άλογο στο κάρο είναι αντίθετη µε αυτή που ασκεί το κάρο στο άλογο, άρα η συνισταµένη είναι µηδένκαι το κάρο δεν θα κινηθεί. ( )

• Αν κάποιος µαθητής αναπηδά προς τα πάνω στην επιφάνεια της Γης τότε η Γη θα κινηθεί στην αντίθετη κατεύθυνση. ( )

Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ....................................................................................................................... .......................................................................................................................

101

4. Τι έχει µεγαλύτερη ορµή, ένα ακίνητο φορτηγό αυτοκίνητο ή ένα παιδί που τρέχει;

α) Το παιδί β) Το φορτηγό Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 5. Αν µεταφέρουµε ένα σώµα από την επιφάνεια της Γης σε ύψος 500m τότε α) θα µεταβληθεί η µάζα του γ) θα µεταβληθούν και τα δύο β) θα µεταβληθεί το βάρος του Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 6. Ένα καταδιωκτικό αεροπλάνο εκτοξεύει πύραυλο προς ένα άλλο που προπορεύεται. Η ταχύτητα του καταδιωκτικού

α) θα ελαττωθεί γ) θα παραµείνει η ίδια β) θα αυξηθεί Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ....................................................................................................................... .......................................... 7. Στην οµαλή κυκλική κίνηση το µέτρο της ταχύτητας είναι σταθερό. Η επιτάχυνση είναι:

α) µηδέν β) διάφορη του µηδενός Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 8. ∆ύο πλανήτες έχουν ίδια µάζα αλλά διαφορετική ακτίνα. Η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι µεγαλύτερη στην επιφάνεια του πλανήτη:

α) µε τη µικρότερη ακτίνα. β) µε τη µεγαλύτερη ακτίνα. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ................................................. ............................................................................................................................

.......................................................................................................

102

4.3.8 Κριτήρια αξιολόγησης

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΣΥΝΤΟΜΗΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ

A. ΣTOIXEIA KPITHPIOY Aντικείµενο εξέτασης: Nόµος της αδράνειας Xρόνος: 15 λεπτά περίπου Στόχοι που αξιολογούνται: Aνάκληση πληροφοριών, εφαρµογή Προτεινόµενη µοριοδότηση Oι ερωτήσεις 1,2 και 3 βαθµολογούνται µε 2 µονάδες η καθεµία H ερώτηση 4 βαθµολογείται µε 4 µονάδες H ερώτηση 5 βαθµολογείται µε 10 µονάδες (α = 2, β = 2, γ = 2 και δ = 4)

B. KPITHPIO AΞIOΛOΓHΣHΣ - A∆PANEIA

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΤΗ Eπώνυµο: ........................................ Όνοµα: .................................................. Tάξη: .................... Tµήµα: ........... Mάθηµα: ......................... Hµεροµηνία: ..................................... ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

Bάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση (ερωτήσεις 1 και 2)

1. Ένα σώµα ισορροπεί ως προς ένα σύστηµα αναφοράς όταν: α. είναι ακίνητο. β. έχει σταθερή επιτάχυνση. γ. έχει σταθερή ταχύτητα. δ. η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στο σώµα είναι διάφορη του

µηδενός.

2. Ένα αυτοκίνητο κινείται ευθύγραµµα µε σταθερή ταχύτητα 10km/h: α. Στο αυτοκίνητο ασκείται σταθερή συνισταµένη δύναµη. β. Στο αυτοκίνητο ασκείται µεταβαλλόµενη συνισταµένη δύναµη. γ. H συνισταµένη των δυνάµεων είναι µηδέν. δ. Στο αυτοκίνητο δεν ασκείται καµία δύναµη.

103

3. Συµπληρώστε την παρακάτω πρόταση. H αρχή της αδράνειας λέει ότι όλα ανεξαιρέτως τα σώµατα εκδηλώνουν µια εγγενή τάση να διατηρούν .................. κατάσταση.

4. Ένας ποδηλάτης για να κινείται µε σταθερή ταχύτητα θα πρέπει συνεχώς να κάνει πετάλι. Nα εξηγήσετε το φαινόµενο µε τη θεωρία του Nεύτωνα.

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... 5. Στο παρακάτω σχήµα είναι σχεδιασµένες οι δυνάµεις που ασκούνται σε κάποιο αυτοκίνητο. Aν F1 = 10 N, F2 = 5 N , F3 = 12 N, ηµ60° = 0.85 και συν60° = 0.5 (η γωνία της F1 και του άξονα x είναι 60°).

y

x

F3

F2

F1

(α) Nα υπολογίσετε το ΣFx ......................................................................... (β) Nα υπολογίσετε το ΣFy ........................................................................ (γ) Bάλτε σε κύκλο τη σωστή απάντηση: α. το σώµα ισορροπεί β. το σώµα δεν ισορροπεί Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ...........................................................................................................................

104

1ο ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο εξέτασης: Αριστοτελική φυσική, Νόµοι του Νεύτωνα Χρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Βαθµολόγηση ερωτήσεων: Αναγράφεται σε κάθε ερώτηση Β. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Συµπληρώστε τα παρακάτω κενά ώστε οι προτάσεις να συµφωνούν µε την Αριστοτελική φυσική:

α. Τα επίγεια σώµατα αποτελούνται από τέσσερα πρωταρχικά στοιχεία: i) .......................................... ii) το ύδωρ iii) .................................. iv) το πυρ β. Υπάρχουν δύο είδη κινήσεων: i) οι φυσικές ii) ........................................... γ. Η φυσική κίνηση των ουρανίων σωµάτων είναι η αδιάκοπη κίνηση σε

.................... τροχιά γύρω από το κέκτρο της Γης. δ. Τα ουράνια σώµατα είναι διαφορετικά από τα γήινα. Το στοιχείο από το

οποίο αποτελούνται τα ουράνια σώµατα ονοµάζεται ................................ (2 µονάδες) 2. Ένα αυτοκίνητο κινείται σε ευθεία µε ταχύτητα 30 km/h. Χαρακτηρίστε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις: α. ∆εν ασκείται καµία δύναµη στο αυτοκίνητο. ( ) β. Η συνισταµένη των δυνάµεων που ασκούνται στο αυτοκίνητο είναι µηδέν. ( )

γ. Η τριβή αποτελεί την προωστική δύναµη του αυτοκινήτου. ( ) δ. Οι δυνάµεις που ασκούνται στο αυτοκίνητο αλληλοαναιρούνται. ( ) (2 µονάδες)

105

3. Στις παρακάτω ερωτήσεις βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

Α. Σε ακίνητο σώµα ασκείται σταθερή δύναµη και το σώµα αρχίζει να κινείται. α. Το σώµα θα εκτελέσει οµαλή κίνηση β. Το σώµα θα εκτελέσει οµαλά επιταχυνόµενη κίνηση γ. Η ταχύτητα του σώµατος θα είναι σταθερή δ. Η επιτάχυνση του σώµατος θα είναι µηδέν

(2 µονάδες) Β. Ένα αυτοκίνητο που κινείται σε ευθεία θα σταµατήσει να επιταχύνεται όταν: α. η συνισταµένη των δυνάµεων γίνει ελάχιστη β. η συνισταµένη των δυνάµεων γίνει µηδέν γ. η συνισταµένη των δυνάµεων γίνει αντίθετη της κίνησης του δ. η ταχύτητα του γίνει µηδέν

(2 µονάδες) Γ. Ένα τραίνο κινείται µε σταθερή ταχύτητα σε οριζόντια τροχιά. Κάποιος επιβάτης εκσφενδονίζει προς τα πάνω σώµα Σ µε ταχύτητα υ από ένα σηµείο Α του τραίνου. Το σώµα µετά την επάνοδο του,

α. θα συναντήσει το δάπεδο στο σηµείο Α που ξεκίνησε β. θα συναντήσει το δάπεδο πίσω από το σηµείο Α γ. θα συναντήσει το δάπεδο εµπρός από το σηµείο Α δ. θα πέσει έξω από το τραίνο (2 µονάδες) 4. Βάλτε το γράµµα Σ για τις σωστές και Λ για τις λανθασµένες προτάσεις

t

F2

1 3

α. Στο ευθύγραµµο τµήµα 1 η επιτάχυνση του σώµατος είναι σταθερή β. Στο ευθύγραµµο τµήµα 2 η ταχύτητα του σώµατος είναι σταθερή γ. Στο ευθύγραµµο τµήµα 3 η ταχύτητα του σώµατος είναι σταθερή δ. Στο ευθύγραµµο τµήµα 3 το µέτρο της ταχύτητας του σώµατος µειώνεται.

(2 µονάδες)

106

5. Να διατυπώσετε το δεύτερο νόµο του Νεύτωνα .............................................. ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (2 µονάδες) 6. Ένα σώµα µεταφέρεται σε ύψος 1000 m από την επιφάνεια της Γης. Πώς θα

µεταβληθεί το βάρος του; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (2 µονάδες) 7. Ένας άνθρωπος που έχει βάρος 700 Ν στέκεται ακίνητος στο έδαφος.

(Απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις και δικαιολογήστε). α. Ποια είναι η αντίδραση στο βάρος του ανθρώπου και πόση είναι αυτή; ..... ..................................................................................................................... β. Ποια είναι η αντίδραση στη δύναµη του εδάφους στον άνθρωπο και πόση είναι αυτή;....................................................................................................

........................................................................................................................... (2 µονάδες) 8. Σώµα αφήνεται από την ηρεµία να ολισθήσει από το ανώτερο σηµείο κεκλιµένου επιπέδου. Το µήκος του κεκλιµένου επιπέδου είναι 2 m και η γωνία του 30°. Αν θεωρήσουµε τις τριβές αµελητέες. α. Να σχεδιάσετε ένα σχήµα στο οποίο να φαίνονται τα δεδοµένα του προβλήµατος και οι δυνάµεις που ασκούνται πάνω στο σώµα

β. Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του σώµατος (g = 10 m/s2)

(2 µονάδες)

107

2ο ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο εξέτασης: Ορµή - ∆ιατήρηση της ορµής Χρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Βαθµολόγηση ερωτήσεων: Αναγράφεται σε κάθε ερώτηση. Β. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Να συµπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: α. Η ορµή ενός συστήµατος διατηρείται, εφόσον σ αυτό δεν ασκούνται

..................... δυνάµεις ή ........................ είναι µηδέν. β. ∆ύο φαινόµενα που εξηγούνται µε την αρχή διατήρηση της ορµής είναι: i) ............................ και ii) ...................................

(1 µονάδα) 2. Ποιο από τα ακόλουθα σώµατα έχει τη µεγαλύτερη ορµή: α. Αυτοκίνητο 700 kg που κινείται µε ταχύτητα 0,01 m/s β. Φορτηγό 4000 kg που είναι ακίνητο γ. Μάζα 1000 g µε ταχύτητα 20 m/s δ. Μάζα 0,2 kg µε ταχύτητα 100000 cm/s. Βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση (1 µονάδα) 3. Αφήνουµε από το χέρι µας µια µπάλα µάζας 1 kg να πέσει προς το έδαφος. Η ταχύτητα πριν και µετά την πρόσκρουση είναι 2 m/s και 1 m/s αντίστοιχα. Ποιο είναι το µέτρο της µεταβολής της ορµής της µπάλας;

α. 1 kg⋅m/s γ. µηδέν β. 2 kg⋅m/s δ. 3 kg⋅m/s Βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση (2 µονάδες)

108

4. ∆ύο άνθρωποι µάζας 100 kg ο καθένας, ξεκινούν από το ίδιο σηµείο µε ταχύτητες 3 m/s και 4 m/s και κατευθύνσεις ο ένας Βόρεια και ο άλλος Ανατολικά. Α. Ποιο από τα παρακάτω διανύσµατα ορµών αντιστοιχεί στην παραπάνω περιγραφή;

δγβα

Βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση (1 µονάδα) Β. Πόσο είναι το µέτρο της συνολικής ορµής του συστήµατος των δύο σωµάτων σε kg⋅m/s;

α. 700 γ. 100 β. 1200 δ. 500

ε. Τίποτα από τα παραπάνω Βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

(2 µονάδες) 5. Σφαίρα όπλου µάζας 20 g κινείται µε ταχύτητα 30 m/s και σφηνώνεται σε ακίνητο ξύλο. Να υπολογίσετε τη µεταβολή της ορµής της σφαίρας.

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (3 µονάδες)

109

6. Ένας βαρκάρης κινείται πάνω στην αρχικά ακίνητη βάρκα του και η βάρκα αρχίζει να κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Να εξηγήσετε την κίνηση της βάρκας.

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (2 µονάδες) 7. Σε ήρεµη θάλασσα ένας βαρκάρης µάζας 80 kg, προκειµένου να µετακινήσει τη βάρκα του, η οποία έχει µήκος 3 m και µάζα 160 kg, προχωράει µε µικρή αλλά σταθερή ταχύτητα από την µια άκρη της µέχρι την άλλη. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

α) Πόσο θα µετακινηθεί η βάρκα στο παραπάνω χρονικό διάστηµα; β) Τι παραδοχές κάνατε για να απαντήσετε στην προηγούµενη ερώτηση; ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (8 µονάδες)

110

3ο ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο εξέτασης: Τριβή Χρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Βαθµολόγηση ερωτήσεων: Αναγράφεται στις ερωτήσεις Β. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Ένα κύβος ισορροπεί σε οριζόντιο επίπεδο. Ασκούµε κάποια οριζόντια δύναµη µε το χέρι µας και αυτός αρχίζει και κινείται. Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις: α. Η στατική τριβή εξαρτάται από τη σχετική ταχύτητα των δύο επιφανειών. ( )

β. Η στατική τριβή έχει σταθερή τιµή. ( ) γ. Η τριβή ολίσθησης δεν εξαρτάται από τη φύση των δύο επιφανειών. ( )

δ. Στο φαινόµενο αυτό υπάρχει µόνο τριβή ολισθήσεως. ( ) (5 µονάδες) 2. Πάνω σε ένα φύλλο χαρτί τοποθετούµε κάποιο νόµισµα και έλκουµε το φύλλο οριζόντια µε το χέρι µας. Έτσι το νόµισµα κινείται µαζί µε το χαρτί χωρίς να ολισθαίνει. Ποια δύναµη από αυτές που ασκούνται στο νόµισµα, το αναγκάζει να κινείται µαζί µε το χαρτί; (Βάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση)

α. Η δύναµη του χεριού µας β. Η τριβή ολίσθησης γ. Η στατική τριβή δ. Το βάρος του (2 µονάδες)

111

3. Το σχήµα δείχνει ένα σώµα που είναι ακίνητο πάνω σε ένα κεκλιµένο επίπεδο. Να σχεδιάσετε και να περιγράψετε τις δυνάµεις που ασκούνται στο σώµα.

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (3 µονάδες) 4. Ένα αυτοκίνητο κινείται σε ευθεία µε ταχύτητα 20 m/s και σε κάποια χρονική στιγµή ο οδηγός φρενάρει µε αποτέλεσµα οι τροχοί να µπλοκάρουν και κάποια στιγµή το αυτοκίνητο να ακινητοποιηθεί. Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης µεταξύ οδοστρώµατος και ελαστικού είναι 0,8 και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι α. Να κάνετε σχήµα στο οποίο να φαίνονται οι δυνάµεις που ασκούνται στο αυτοκίνητο και να αναφέρετε από ποιο σώµα ασκείται η κάθε δύναµη

..................................................................................................................... ..................................................................................................................... (2 µονάδες)

β. Να υπολογίσετε το χρόνο που θα χρειασθεί το αυτοκίνητο για να σταµατήσει, από τη στιγµή που ο οδηγός πάτησε φρένο.

..................................................................................................................... ..................................................................................................................... (g = 10 m/s2)

(4 µονάδες) γ. Να κάνετε τη γραφική παράσταση (χωρίς τιµές στους άξονες) ταχύτητας -χρόνου µε την προϋπόθεση ότι ο οδηγός φρενάρει σταθερά και να ληφθεί ως θετική φορά η φορά κίνησης του αυτοκινήτου.

..................................................................................................................... .....................................................................................................................

(4 µονάδες)

111

4.4 Κεφάλαιο 4: Η ΓΛΩΣΣΑ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 4.4.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης 1. ∆ύο σώµατα έχουν ίσες µάζες και ίσες κινητικές ενέργειες. Να συγκριθούν οι ορµές τους. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

2. Αναφέρετε δύο περιπτώσεις κατά τις οποίες ασκείται δύναµη πάνω σε ένα σώµα αλλά δεν παράγεται έργο.

3. ∆ύο παιδιά ίδιας µάζας βρίσκονται στην κορυφή µιας τσουλήθρας. Το ένα κατεβαίνει από την τσουλήθρα και το άλλο πηδάει και φθάνει στο έδαφος. Να συγκριθεί το έργο του βάρους στις δύο περιπτώσεις.

4. Ένα ποδήλατο κινείται σε οριζόντιο δρόµο. Τι είδους ενέργεια έχει; Ποια είναι οι µαθηµατική σχέση που περιγράφει την ενέργεια αυτή;

5. Σε ποια θέση η χορδή µιας κιθάρας έχει τη µικρότερη δυναµική ενέργεια και σε ποια τη µικρότερη κινητική ενέργεια;

6. Τρεις άνθρωποι µε ίσες µάζες ανεβαίνουν στον πρώτο όροφο ενός κτιρίου µε διαφορετικούς τρόπους: α) από τις σκάλες β) µε κυλιόµενες σκάλες γ) µε τον ανελκυστήρα. Να συγκρίνεται τη µεταβολή της δυναµικής ενέργειας των ανθρώπων στις τρεις περιπτώσεις.

7. Ένας δορυφόρος κινείται γύρω από τη Γη. Το κοντινότερο σηµείο στη Γη λέγεται περίγειο και το µακρύτερο απόγειο. Σε ποιο σηµείο από τα δύο έχει µεγαλύτερη κινητική και σε ποιο µεγαλύτερη δυναµική ενέργεια; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

1.

112

8. Από το δεύτερο όροφο ενός κτιρίου αφήνουµε να πέσει ένα σώµα. Τι είδους ενέργειες έχει το σώµα: α) τη στιγµή που το αφήνουµε β) όταν διέρχεται από τον πρώτο όροφο γ) λίγο πριν προσκρούσει στο έδαφος.

9. ∆ιαθέτετε ενέργεια 2 J. Πόσο ψηλά µπορείτε να σηκώσετε ένα βιβλίο αν η µάζα του είναι 0,5 kg; (g = 10 m/s2).

10. Αφήνουµε να πέσει από ύψος δύο µέτρων ένα κοµµάτι από πλαστελίνη. Το κοµµάτι προσκρούει στο έδαφος και παραµένει. Τι απέγινε η µηχανική του ενέργεια; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

11. Ένα πλοίο έχει µάζα 25⋅106 kg και η µέγιστη ταχύτητα που αναπτύσσει είναι 16 m/s. Ποια είναι η κινητική του ενέργεια στη µέγιστη ταχύτητα του;

4.4.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης 1. Αυτοκίνητο κινείται µε ταχύτητα σταθερού µέτρου σε οριζόντια κυκλική πλατεία. Να σχεδιάσετε τις δυνάµεις που ασκούνται στο αυτοκίνητο και να προσδιορίσετε σε ποιες από αυτές το έργο είναι θετικό, αρνητικό ή µηδέν.

2. Με βάση το θεµελιώδη νόµο της µηχανικής, τον ορισµό του έργου και τις εξισώσεις κίνησης να αποδείξετε το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας, όταν ένα σώµα ξεκινά από την ηρεµία µε την επίδραση σταθερής δύναµης.

3. Ένα σώµα ηρεµεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο και πάνω σ αυτό αρχίζει να ασκείται οριζόντια σταθερή δύναµη. Να γίνει η γραφική παράσταση έργου - χρόνου.

4. Μια δύναµη σταθερής διεύθυνσης µεταβάλλεται από τη θέση που ξεκίνησε το σώµα µέχρι τα 2 m από 0 Ν σε 10 Ν, γραµµικά, ενώ µετά παραµένει σταθερή για τα επόµενα 10 m. Να γίνει η γραφική παράσταση δύναµης - µετατόπισης.

113

5. Στο σώµα του διπλανού σχήµατος βάρους Β = 20 Ν ασκούνται οι δυνάµεις F1 = 5 Ν, F2 = 10 Ν, F3 = 15 Ν και F4 = 10 Ν. Αν το σώµα µετακινηθεί κατά 2 m να υπολογισθεί το συνολικό έργο των δυνάµεων. Η γωνία που σχηµατίζει η δύναµη F3 µε το οριζόντιο επίπεδο είναι 30°.

6. Ένα απλό εκκρεµές.εκτελεί µια πλήρη ταλάντωση. Να αναλύσετε τις µετατροπές των ενεργειών κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης.

7. Βρίσκεστε στη στέγη ενός κτιρίου και κρατάτε τρεις όµοιες µπάλες. Πετάτε τη µια µπάλα οριζόντια, την άλλη κατακόρυφα προς τα πάνω και την τρίτη κατακόρυφα προς τα κάτω. Όλες οι µπάλες έχουν αρχική ταχύτητα ίδιου µέτρου. α) Ποια από τις τρεις µπάλες θα προσκρούσει στο έδαφος µε τη µεγαλύτερη ταχύτητα; β) Αν η αντίσταση του αέρα δεν είναι αµελητέα θα δίνατε την ίδια απάντηση; (Να δικαιολογήσετε).

8. Σώµα µάζας m δένεται στην άκρη ενός νήµατος µήκους l. Το σώµα ταλαντώνεται και η ταχύτητα του στο κατώτατο σηµείο είναι υ0. Όταν το νήµα σχηµατίζει γωνία θ µε την κατακόρυφο να βρεθούν: α) η ταχύτητα του σώµατος β) η κινητική ενέργεια του σώµατος γ) η τάση του νήµατος.

Η επιτάχυνση της βαρύτητας θεωρείται γνωστή. 9. Ένα εκκρεµές αποτελείται από σηµειακή

µάζα m και νήµα µήκους l = 3,6 m. Όταν η γωνία νήµατος και κατακορύφου είναι 60°, η ταχύτητα της µάζας είναι 72 m/s. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

α) Ποια είναι η ταχύτητα του στο κατώτατο σηµείο

β) ποιο είναι το µέγιστο ύψος που θα φθάσει η µάζα.

Ποια παραδοχή κάνατε για να απαντήσετε στα παραπάνω ερωτήµατα; (g = 10m/s2).

F4

F1

F3F2

114

10. Ένας µαθητής ύψους 1,8 m ρίχνει µια πέτρα µάζας m = 0,5 kg µε ταχύτητα 10 m/s που σχηµατίζει γωνία 60 µοιρών µε το οριζόντιο επίπεδο, προς τα πάνω. Αν ο µαθητής ρίχνει την πέτρα από το ύψος του κεφαλιού του να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

α) Ποιο το µέτρο της ταχύτητας της πέτρας όταν προσκρούσει στο έδαφος; β) Ποιο το έργο του βάρους µέχρι η πέτρα να προσκρούσει στο έδαφος; γ) Ποιες παραδοχές κάνατε για να απαντήσετε στα παραπάνω ερωτήµατα;

(g = 10m/s2). 11. Μια πέτρα µάζας 2 kg πέφτει από ύψος h σε καρφί µήκους 20 cm που

βρίσκεται στερεωµένο στο έδαφος. Αν υποθέσουµε ότι η αντίσταση που προβάλει το έδαφος στη διείσδυση του καρφιού είναι 100 Ν να βρεθεί από ποιο ύψος πρέπει να αφήσουµε την πέτρα ώστε το καρφί να εισέλθει ολόκληρο µέσα στο έδαφος. (g =10m/s2).

12. Να προσδιορίσετε ποια είναι η ωφέλιµη και ποια η καταναλισκόµενη ισχύς

σε τρεις από τις παρακάτω µηχανές: α. ηλεκτρικός γερανός β. ατµοµηχανή γ. βενζινοκίνητο αυτοκίνητο δ. ηλεκτρικό τραίνο ε. ανεµιστήρας

115

4.4.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Σε κάθε µια από τις παρακάτω ερωτήσεις βάλτε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

1. Τι απέγινε η δυναµική ενέργεια ενός ανελκυστήρα που κατέβηκε από τον πρώτο όροφο στο ισόγειο;

α. µετατράπηκε σε κινητική β. εξαφανίσθηκε γ. µετατράπηκε σε θερµότητα δ. παράµεινε µέσα στον ανελκυστήρα 2. Ένα σώµα ακολουθεί έναν από τους παρακάτω δρόµους 1, 2, 3, 4 για να φθάσει στο έδαφος (τριβές και αντιστάσεις αµελητέες). Με βάση το σχήµα να απαντήσετε στις ερωτήσεις A, B και Γ.

4321

Α. Με ποιον από τους παραπάνω δρόµους το έργο του βάρους είναι µεγαλύτερο; α. µε το δρόµο 1 β. µε το δρόµο 2 γ. µε το δρόµο 3 δ. µε το δρόµο 4 ε. µε κανένα από τους παραπάνω Β. Με ποιο δρόµο το σώµα φθάνει στο έδαφος µε τη µεγαλύτερη ταχύτητα; α. µε το δρόµο 1 β. µε το δρόµο 2 γ. µε το δρόµο 3 δ. µε το δρόµο 4 ε. µε κανένα από τους παραπάνω

116

Γ. Με ποιον από τους παραπάνω δρόµους η µεταβολή της δυναµικής ενέργειας είναι µεγαλύτερη;

α. µε το δρόµο 1 β. µε το δρόµο 2 γ. µε το δρόµο 3 δ. µε το δρόµο 4 ε. µε κανένα από τους παραπάνω 3. Καθώς µια πέτρα εκτελεί οριζόντια βολή και πέφτει χωρίς αντιστάσεις α. η κινητική της ενέργεια διατηρείται β. η κινητική της ενέργεια µετατρέπεται σε δυναµική γ. η δυναµική της ενέργεια διατηρείται δ. η δυναµική της ενέργεια µετατρέπεται σε κινητική. 4. Ένα σώµα αφήνεται από ύψος 2m να πέσει στο έδαφος. Μετά την αναπήδηση ανεβαίνει σε µικρότερο ύψος από το αρχικό. Τι από τα παρακάτω ισχύει;

α. η µηχανική ενέργεια του σώµατος είναι σταθερή β. κάποια ποσότητα µηχανικής ενέργειας µετατράπηκε σε θερµότητα γ. η δυναµική ενέργεια του σώµατος είναι σταθερή δ. η κινητική ενέργεια του σώµατος είναι σταθερή 5. Σπρώχνουµε ένα βιβλίο σε οριζόντιο επίπεδο και το αφήνουµε ελεύθερο οπότε αυτό κάποια στιγµή σταµατάει. Τι από τα παρακάτω ισχύει;

α. η κινητική του ενέργεια µετατράπηκε σε δυναµική β. η ορµή του διατηρείται γ. η ορµή του µετατράπηκε σε θερµότητα δ. η κινητική του ενέργεια µετατράπηκε σε θερµότητα

117

6. Όταν συσπειρώνουµε ένα ελατήριο παράγουµε έργο. Η δυναµική ενέργεια του ελατηρίου

α. εξαφανίζεται β. διατηρείται σταθερή γ. αυξάνεται δ. ελαττώνεται 7. Τρεις µηχανές µε συντελεστές απόδοσης α1, α2 και α3 λειτουργούν έτσι ώστε η ωφέλιµη ισχύς της πρώτης να είναι καταναλισκόµενη για τη δεύτερη και η ωφέλιµη ισχύς της δεύτερης να είναι καταναλισκόµενη για την τρίτη. Ο συντελεστής απόδοσης όλου του συστήµατος είναι

α. α1+α2+α3 β. (α1+α2+α3)/3 γ. α1.α2.α3 δ. α1.α2+α2.α3 8. Ένας κινητήρας καταναλώνει ισχύ 400W και ανεβάζει σώµα βάρους 100Ν

µε σταθερή ταχύτητα σε ύψος 2m σε ένα δευτερόλεπτο. Ο συντελεστής απόδοσης του κινητήρα είναι:

α. 4 β. 0.5 γ. 40% δ. 20%

118

4.4.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης 1. Αντιστοιχίστε τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε τις έννοιες της δεξιάς τοποθετώντας το κατάλληλο γράµµα στο διάστικτο.

Είδος µεγέθους Έννοιες α. βαθµωτό .. κινητική ενέργεια β. διανυσµατικό .. ισορροπία γ. δεν είναι φυσικό µέγεθος .. έργο δύναµης .. δύναµη .. εργασία

2. Αντιστοιχίστε τις φράσεις της αριστερής στήλης µε τα φυσικά µεγέθη της δεξιάς, τοποθετώντας το κατάλληλο γράµµα στο διάστικτο.

Φράσεις Φυσικά µεγέθη α. ένα σώµα έχει .. ∆ύναµη β. ένα σώµα ασκεί .. Ενέργεια γ. µια δύναµη παράγει ..... Έργο ...... Χρόνο

3. Να αντιστοιχίσετε τα φυσικά µεγέθη της αριστερής στήλης µε τις µονάδες στη δεξιά στήλη τοποθετώντας το κατάλληλο γράµµα στο διάστικτο.

Φυσικά µεγέθη Μονάδες α. έργο ...J β. δύναµη ..W γ. ισχύς ..N ..kg⋅m/s

4. Ένα κοµµάτι πλαστελίνη αφήνεται να πέσει ελεύθερα από µικρό ύψος στην επιφάνεια της Γης. Να συµπληρώσετε στο διάστικτο το είδος της ενέργειας του σώµατος (κινητική, δυναµική) σε κάθε περίπτωση. α. ανώτατο σηµείο........................................ β. ενδιάµεσο σηµείο...................................... γ. λίγο πριν πέσει........................................... δ. µετά την κρούση........................................

119

4.4.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης

Να συµπληρώσετε τα παρακάτω κενά:

1. Όταν η συνισταµένη δύναµη που ασκείται σε ένα σώµα και η ταχύτητα του έχουν την ίδια φορά, τότε η κινητική ενέργεια του σώµατος ......... και το έργο της συνισταµένης δύναµης είναι

2. Όταν η συνισταµένη δύναµη που ασκείται σε ένα σώµα και η ταχύτητα του έχουν αντίθετη φορά τότε η κινητική ενέργεια του σώµατος .. και το έργο της συνισταµένης δύναµης είναι ....

3. Όταν η συνισταµένη δύναµη που ασκείται σε ένα σώµα και η ταχύτητα του είναι κάθετες µεταξύ τους τότε η κινητική ενέργεια του σώµατος είναι ........ και το έργο της συνισταµένης δύναµης είναι

4. Σύµφωνα µε το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας το συνολικό ....... των δυνάµεων που ασκούνται σε ένα σώµα είναι ........ µε τη µεταβολή της .. ενέργειας του σώµατος.

5. Το έργο του βάρους είναι .. ...... της διαδροµής που ακολουθεί το σώµα. 6. Το έργο της τριβής ολίσθησης σε ευθύγραµµη κίνηση δίνεται από τη

µαθηµατική σχέση 7. Ο τροχός ενός ποδηλάτου που κινείται έχει κινητική ενέργεια λόγω

και κινητική ενέργεια λόγω ........... κίνησης. 8. Αν µετακινούµε µε το χέρι µας κατακόρυφα προς τα πάνω κατά ύψος h ένα σώµα βάρους Β χωρίς επιτάχυνση, τότε εκτελούµε έργο . µε τη µεταβολή της . ενέργειας του σώµατος.

120

9. Κινητική ενέργεια υπάρχει εφόσον υπάρχει και δυναµική εφόσον ασκούνται .........δυνάµεις.

10. Η κινητική ενέργεια ενός βέλους που σφηνώνεται σε ένα δένδρο

µετατρέπεται σε .. 11. Η δυναµική και η κινητική ενέργεια ενός αεροπλάνου που προσγειώνεται

µετατρέπεται σε . 12. Η ισχύς που µας δίνει µια µηχανή λέγεται και η ισχύς µε την

οποία την τροφοδοτούµε λέγεται . 4.4.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστό - Λάθος Βάλτε το γράµµα Σ αν η πρόταση είναι σωστή και το γράµµα Λ αν είναι λανθασµένη στο αντίστοιχο τετραγωνάκι.

1. Σχετικά µε τις έννοιες έργο και δύναµη.

• Ένα σώµα έχει έργο. " • Ένα σώµα έχει έργο δύναµης. " • Ένα σώµα έχει δύναµη. " • Ένα σώµα ασκεί δύναµη. " • Το έργο µιας δύναµης είναι αρνητικό. " • Το έργο µιας δύναµης είναι θετικό. " • Το έργο µιας δύναµης είναι µηδέν . "

121

2. Ένα αεροπλάνο κινείται οριζόντια µε σταθερή ταχύτητα σε ύψος 100 m από την επιφάνεια της Γης. Το επίπεδο µηδενικής δυναµικής ενέργειας θεωρείται η επιφάνεια της Γης.

• Το αεροπλάνο έχει δυναµική ενέργεια. " • Το αεροπλάνο έχει κινητική ενέργεια. " • Το έργο που παράγει το βάρος του είναι µηδέν. " • Το έργο που παράγει η αντίσταση του αέρα είναι µηδέν. " • Το συνολικό παραγόµενο έργο είναι µηδέν. "

3. Ένας ανεµιστήρας έχει απόδοση 0,7 και λειτουργεί µε ισχύ 500 W.

• Η θερµότητα που αναπτύσσεται είναι 350 W. " • Η ηλεκτρική είναι η ωφέλιµη ενέργεια. " • Η καταναλισκόµενη ενέργεια είναι 150 W. " • Η ωφέλιµη ενέργεια είναι 350 W. "

4. Χαρακτηρίστε µε ∆ και Μ τις διατηρητικές και µη διατηρητικές δυνάµεις αντίστοιχα:

• Το βάρος σώµατος είναι διατηρητική δύναµη " • Η τριβή ολίσθησης είναι διατηρητική δύναµη " • Η δύναµη ελατηρίου είναι διατηρητική δύναµη "

122

4.4.7 Ερωτήσεις συνδυασµού 1. Βάλτε το γράµµα Σ αν η πρόταση είναι σωστή και το γράµµα Λ αν είναι λανθασµένη.

Η κινητική ενέργεια ενός σώµατος εξαρτάται από το σύστηµα αναφοράς. ( )

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας µε ένα συγκεκριµένο παράδειγµα. ................................................................................................................... ...................................................................................................................

2. Ένας αθλητής της άρσης βαρών προσπαθεί να σηκώσει τα βάρη αλλά δεν

µπορεί. Παράγεται έργο; α. ναι β. όχι Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ................................................................................................................... ...................................................................................................................

3. Ένα σώµα ανυψώνεται σε ύψος 3m µε τρεις τρόπους: α) Κατακόρυφα β) σε κεκλιµένο επίπεδο γ) µε σκαλοπάτια. Πότε το έργο του βάρους του σώµατος είναι µεγαλύτερο;

Α. στην περίπτωση α Γ. στην περίπτωση γ Β. στην περίπτωση β ∆. σε καµία περίπτωση. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. .................................................................................................................... ....................................................................................................................

4. Μέσα σε ένα αεροπλάνο που κινείται οριζόντια πετάµε µια µπάλα. Από τι εξαρτάται η κινητική της ενέργεια;

α. από την κατεύθυνση που την πετάξαµε β. από την επιλογή του συστήµατος αναφοράς γ. και από τα δύο. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ................................................................................................................... ...................................................................................................................

123

5. Αφήνουµε ένα φύλλο χαρτί να πέσει στο έδαφος. ∆ιατηρείται η µηχανική του ενέργεια;

α. Ναι β. Όχι Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ...................................................................................................................

6. Ένας αθλητής εκτελεί άλµα επί κοντώ. Επιλέξτε ένα ή περισσότερα είδη ενεργειών από τον παρακάτω κατάλογο για να καθορίσετε τα είδη ενεργειών που έχει ο αθλητής στις παρακάτω θέσεις:

Είδη ενεργειών: • ∆υναµική λόγω βάρους • ∆υναµική λόγω κονταριού • Κινητική λόγω µεταφορικής κίνησης • Κινητική λόγω περιστροφικής κίνησης

Θέσεις:

• Όταν τρέχει • Όταν ανεβαίνει • Όταν κατεβαίνει

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ....................................................... ...................................................................................................................

7. ∆ύο αθλητές της άρσης βαρών, διαφορετικού ύψους, σήκωσαν σε κάποιο σχετικό πρωτάθληµα το ίδιο βάρος. Ο χαµηλότερος αθλητής χρειάστηκε περισσότερο χρόνο από τον ψηλότερο. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: Α. Ποιος από τους δύο παρήγαγε µεγαλύτερο έργο δεδοµένου ότι η ταχύτητα

µε την οποία ανεβάζουν τα βάρη είναι σταθερή; • ο υψηλότερος • ο χαµηλότερος • δεν επηρεάζει το ύψος

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ....................................................... ...................................................................................................................

124

Β. Σε ποιον από τους δύο αθλητές η ισχύς είναι µεγαλύτερη • στον υψηλότερο • στο χαµηλότερο • το ίδιο και στους δύο

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ...................................................... ...................................................................................................................

4.4.8 Ερωτήσεις που ανιχνεύουν τις εναλλακτικές ιδέες των µαθητών (για τα κεφάλαια 3 και 4) 1. Σηµειώστε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες εκφράσεις.

• Ένα σώµα έχει δύναµη. ( ) • Ένα σώµα αποκτά δύναµη. ( ) • Η ύπαρξη δύναµης απαιτεί δύο σώµατα. ( ) • Ένα σώµα ασκεί δύναµη σε κάποιο άλλο. ( ) • Ένα σώµα δέχεται δύναµη από κάποιο άλλο. ( )

2. Ένα αυτοκίνητο κινείται σε ευθεία προς τα δεξιά µε σταθερή ταχύτητα. Ποιο από τα παρακάτω διαγράµµατα δείχνει σωστά τις δυνάµεις που ασκούνται στο αυτοκίνητο; (Βάλτε σε κύκλο τα γράµµατα µε τη σωστή απάντηση)

α β γ δ

125

3. Ένα εκκρεµές κινείται από αριστερά προς τα δεξιά. Όταν βρίσκεται στο σηµείο που δείχνει το σχήµα, ποιο από τα παρακάτω διαγράµµατα παριστάνει τις δυνάµεις που ασκούνται στο σώµα; Η αντίσταση του αέρα αµελητέα. (Βάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση).

α β γ δ

4. Το παρακάτω σχήµα δείχνει την τροχιά µια µπάλας του γκολφ. Να σχεδιάσετε τις δυνάµεις που ασκούνται στη µπάλα σε τρεις διαφορετικές θέσεις: Κατά την άνοδο, στην κορυφή της διαδροµής και κατά την κάθοδο. (Η αντίσταση του αέρα αµελητέα).

5. Να σχεδιάσετε τις δυνάµεις που ασκούνται στο σώµα στα παρακάτω σχήµατα:

Το κιβώτιο, έχοντας εκτοξευθείαπό τη βάση του κεκλιµένουεπιπέδου, ανέρχεται προς τηνκορυφή του

Αυτοκίνητο κινείται ευθύγραµ-µα σε οριζόντιο δρόµο και οοδηγός φρενάρει.

µ σ

126

6. Το παρακάτω σχήµα δείχνει ένα ακίνητο βιβλίο πάνω σε ένα οριζόντιο τραπέζι. Να σχεδιασθούν και να περιγραφούν οι δυνάµεις που ασκούνται πάνω στο βιβλίο.

7. Σε µια διελκυστίνδα είναι ένας γίγαντας και ένα παιδί. Ποιος από τους δύο ασκεί µεγαλύτερη δύναµη στον άλλο; (Βάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση). α. ο γίγαντας β. το παιδί γ. κανείς από τους δύο

∆ικαιολογήστε την επιλογή σας. ..................................................................................................................... 8. Ένας άνθρωπος σπρώχνει ένα φορτηγό για να το µετακινήσει, αλλά το τελευταίο δεν µετακινείται. Να συγκρίνετε τις δυνάµεις που ασκούνται ανάµεσα στον άνθρωπο και το φορτηγό.

9. Το βάρος ενός µαθητή που κάθεται σε µια καρέκλα είναι 700Ν. Η αντίδραση της δύναµης του βάρους του είναι αυτή που ασκείται πάνω στο µαθητή από

• την καρέκλα • τη Γη • το έδαφος

Bάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση και δικαιολογήστε την απάντησή σας.

..............................................................................................................................................................................................................................................

127

10. Σώµα βρίσκεται ακίνητο σε κεκλιµένο επίπεδο, όπως φαίνεται στο σχήµα.

Να σχεδιάσετε και να περιγράψετε τις δυνάµεις που ασκούνται σ αυτό. 11. Σε οριζόντιο επίπεδο σπρώχνουµε ένα σώµα, αλλά αυτό δεν κινείται. Να

σχεδιάσετε και να περιγράψετε τις δυνάµεις που ασκούνται σ αυτό. 12. Ένας άνθρωπος περπατάει σε οριζόντιο δρόµο. Να σχεδιάσετε και να

περιγράψετε τις δυνάµεις που ασκούνται σ αυτόν. 13. Ένα σώµα βρίσκεται 2 m ψηλότερα από την επιφάνεια της Γης. Τι από τα

παρακάτω είναι σωστό; α. Το σώµα έχει δυναµική ενέργεια β. Το σύστηµα σώµα - Γη έχει δυναµική ενέργεια γ. Η Γη έχει δυναµική ενέργεια δ. ∆εν υπάρχει δυναµική ενέργεια 14. Να προβλέψετε και να εξηγήσετε τι θα συµβεί στο σώµα του σχήµατος αν το

αφήσουµε ελεύθερο. ∆εν υπάρχει τριβή.

128

15. Μια µπίλια εκτοξεύεται από το σηµείο Α οριζοντίου επιπέδου µε ταχύτητα υ, κατευθυνόµενη προς την ηµικυκλική τροχιά που φαίνεται στο κατωτέρω σχήµα. Φθάνοντας στο ανώτατο σηµείο Β εγκαταλείπει τη σιδηροτροχιά και τελικά προσκρούει στο οριζόντιο επίπεδο µε ταχύτητα V.

Β

Α υ

H ταχύτητα πρόσκρουσης είναι (κατά µέτρο): α. µικρότερη από τη ταχύτητα εκτόξευσης β. ίση µε τη ταχύτητα εκτόξευσης γ. µεγαλύτερη από τη ταχύτητα εκτόξευσης Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Θεωρείστε αµελητέα την αντίσταση του αέρα και τις τριβές).

.............................................................................................................................................................................................................................................

16. Να εξηγήσετε τις ενεργειακές µεταβολές κατά την κίνηση του βαγονιού που

φαίνεται στη σελίδα 170 του βιβλίου (Φυσική, Α΄ Ενιαίου Λυκείου, ΟΕ∆Β 1998)

17. Μια µπάλα του µπάσκετ αφήνεται να πέσει από ύψος 2m από την επιφάνεια

της Γης. Να περιγράψετε τις ενεργειακές µεταβολές κατά τη διάρκεια του φαινοµένου.

129

4.4.9 Ερωτήσεις ερµηνευτικής ή παραστατικής µορφής µε συνδυασµό πολλών µορφών και στόχων

Α. Σώµα µάζας m αφήνεται από το ανώτατο σηµείο του τεταρτοκυκλίου του σχήµατος ακτίνας R. Τριβή ολίσθησης υπάρχει µόνο στον οριζόντιο δρόµο και ο συντελεστής τριβής είναι µ. Ο οριζόντιος δρόµος έχει µήκος s µέχρι την άκρη του ελατηρίου. Το σώµα κινείται και συµπιέζει ένα ελατήριο σταθεράς Κ. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

s

1. Χαρακτηρίστε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις:

• Η διατήρηση της µηχανικής ενέργειας ισχύει σε όλη τη κίνηση του σώµατος ( )

• Το έργο της τριβής είναι αρνητικό ( ) • Το έργο του βάρους δίνεται από το γινόµενο Β⋅R ( )

2. Να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις: Όταν το σώµα κατέρχεται στο τεταρτοκύκλιο έχει τις εξής ενέργειες:

.........

....................................................................................................................... • • Τα είδη δυναµικών ενεργειών σε ολόκληρη την κίνηση είναι

................................................................................................................ 3. Κάποιο µέρος της µηχανικής ενέργειας του σώµατος α. χάθηκε β. µετατράπηκε σε χηµική γ. µετατράπηκε σε θερµότητα (βάλτε σε κύκλο το γράµµα µε τη σωστή απάντηση)

130

4. Η κίνηση του σώµατος στο οριζόντιο επίπεδο µέχρι να συσπειρωθεί το ελατήριο είναι: α. οµαλή β. οµαλά επιταχυνόµενη γ. οµαλή επιβραδυνόµενη δ. τίποτα από τα παραπάνω

∆ικαιολογήστε την απάντηση σας. ....................................................................................................................

............................................................................................................ 5. Να υπολογίσετε πόσο θα συσπειρωθεί το ελατήριο. ................................................................................................................

............................................................................................................... 6. Πόση ταχύτητα θα έχει το σώµα στο κατώτερο σηµείο του τεταρτοκυκλίου; ....................................................................................................................

............................................................................................................ 7. Σε ποιο τµήµα της κίνησης το έργο που παράγει το βάρος θα είναι µηδέν; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

...............................................................................................................................................................................................................................

B. Εκκρεµές αποτελείται από σφαιρίδιο µάζας m και νήµα σταθερού µήκους l . Το σφαιρίδιο ξεκινά την ταλάντωση από την ηρεµία όταν το νήµα είναι τεντωµένο και σχηµατίζει γωνία 90° µε την κατακόρυφο.

l

131

8. Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις: • Το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας ισχύει όταν δεν υπάρχουν τριβές. • Η διατήρηση της µηχανικής ενέργειας ισχύει όταν οι δυνάµεις που παράγουν έργο είναι διατηρητικές.

• Η διατήρηση της µηχανικής ενέργειας µπορεί να προκύψει από το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας.

• Η κεντροµόλος δύναµη που ασκείται στο σώµα είναι σταθερή κατά µέτρο.

9. Το έργο της τάσης του νήµατος είναι (επιλέξτε α ή β): α. µηδέν β. διάφορο του µηδενός Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ........................................................ 10. Να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις:

α. Τη στιγµή που ξεκινά το σώµα έχει τις εξής ενέργειες: ............... β. Στο κατώτατο σηµείο το σώµα έχει ενέργεια........................... Να θεωρήσετε Εδυν = 0 στο κατώτατο σηµείο της τροχιάς. 11. Σε περίπτωση που η αντίσταση του αέρα δε θεωρείται αµελητέα, εξετάστε

ποιες από τις παρακάτω αρχές ισχύουν: α. διατήρηση ορµής β. διατήρηση µηχανικής ενέργειας γ. θεώρηµα κινητικής ενέργειας δ. διατήρηση της ενέργειας 12. Αν δεν υπάρχουν τριβές και αντιστάσεις σε ποιο ύψος θα ανέβει το σφαιρίδιο;

.... ....

132

13. Αν δεν υπάρχουν τριβές και αντιστάσεις να υπολογισθεί η ταχύτητα στο κατώτατο σηµείο.

...... ...... ...... ...... 14. Αν δεν υπάρχουν τριβές να υπολογισθεί η κεντροµόλος δύναµη στο

κατώτατο σηµείο. ...... ...... ...... ......

15. Αν υποθέσουµε ότι το σφαιρίδιο χάνει το 20% της αρχικής ενέργειας που

έχει σε κάθε πλήρη ταλάντωση να βρείτε α. Μέχρι ποιο ύψος θα φθάσει κατά την πρώτη ταλάντωση

...... ...... ......

β. Πόση είναι η θερµότητα που αναπτύσσεται κατά την πρώτη ταλάντωση ...... ...... ......

133

4.4.10 Κριτήρια αξιολόγησης

1ο ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο εξέτασης: Έργο, διατήρηση µηχανικής ενέργειας, διατήρηση

ορµής Χρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Βαθµολόγηση ερωτήσεων: Αναφέρεται σε κάθε ερώτηση. Β. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Σώµα Α µάζας m1 = 10 kg αφήνεται από το ανώτατο σηµείο κεκλιµένου επιπέδου ύψους h = 5 m να κινηθεί ολισθαίνοντας. Το σώµα συνεχίζει να ολισθαίνει στο οριζόντιο επίπεδο χωρίς φαινόµενα κρούσης. Σε απόσταση s = 3 m από τη βάση του κεκλιµένου επιπέδου βρίσκεται σώµα Β µάζας m2 = 30 kg προσδεδεµένο σε ελατήριο σταθεράς Κ = 4⋅103 Ν/m. Το σώµα Α µετά την κρούση ενσωµατώνεται στο σώµα Β. Αν οι τριβές θεωρηθούν αµελητέες να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις: (g = 10 m/s2).

Bs

A

1. Ποια είναι η ταχύτητα του σώµατος Α στο κατώτερο σηµείο του κεκλιµένου επιπέδου;

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (5 µονάδες)

134

2. Να περιγράψετε τις ενεργειακές µετατροπές που γίνονται: α. Κατά την κίνηση του σώµατος στο κεκλιµένο επίπεδο β. Κατά την κίνηση του σώµατος στο οριζόντιο επίπεδο έως την κρούση γ. Κατά την κίνηση του σώµατος στο οριζόντιο επίπεδο έως τη µέγιστη συ- σπείρωση του ελατηρίου

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (3 µονάδες) 3. Πόσο θα συσπειρωθεί το ελατήριο;

.. .. .. .. .. ..

(7 µονάδες) 4. Αν το κεκλιµένο επίπεδο είναι λείο ενώ στο οριζόντιο επίπεδο ο συντελεστής τριβής ολίσθησης είναι 0,3, να βρεθεί πόση θερµότητα θα αναπτυχθεί µέχρι το σώµα Α να αγγίξει το σώµα Β. .. .. .. ..

(5 µονάδες)

135

2ο ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο εξέτασης: Θεώρηµα κινητικής ενέργειας Χρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Βαθµολόγηση ερωτήσεων: Αναγράφεται σε κάθε ερώτηση B. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Να διατυπώσετε το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας. ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (3 µονάδες) 2. Να αποδείξετε το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας για σώµα που ξεκινά από την ηρεµία κινούµενο πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο υπό την επίδραση σταθερής οριζόντιας δύναµης.

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (7 µονάδες)

136

3. Σε οριζόντιο δρόµο ένας κύβος µάζας 5 kg αρχίζει να κινείται µε την επίδραση σταθερής οριζόντιας δύναµης 19 Ν. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης µεταξύ των δύο επιφανειών είναι 0,2. Να εφαρµόσετε το θεώρηµα της κινητικής ενέργειας για να υπολογίσετε την ταχύτητα του σώµατος σε απόσταση 10 m από το σηµείο που ξεκίνησε. (g = 10m/s2).

........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... (10 µονάδες)

137

3ο ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΩΡΙΑΙΑΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο εξέτασης: Έργο, ενέργεια, Θ.Κ.Ε., διατήρηση µηχανικής

ενέργειας Χρόνος: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση) Βαθµολόγηση ερωτήσεων: Αναφέρονται σε κάθε ερώτηση B. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Χαρακτηρίστε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις: α. Ένα σώµα έχει έργο. ( ) β. Μια δύναµη παράγει έργο. ( ) γ. Η αρχή διατήρησης της µηχανικής ενέργειας ισχύει όταν η δύναµη της τριβής ολίσθησης είναι διατηρητική. ( )

δ. Το έργο που παράγει µια διατηρητική δύναµη είναι πάντα ίσο µε µηδέν. ( )

(2 µονάδες) 2. Ένα κοµµάτι από πηλό πέφτει από κάποιο ύψος στο έδαφος και µετά την πρόσκρουση παραµένει κολληµένο σ αυτό. Η µηχανική ενέργεια του πηλού µετά την πρόσκρουση.

α. Χάθηκε β. Μετατράπηκε σε θερµότητα γ. Μετατράπηκε σε χηµική Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση βάζοντας σε κύκλο το κατάλληλο γράµµα.

(2 µονάδες)

138

3. Να αντιστοιχίσετε τα φυσικά µεγέθη της αριστερής στήλης µε τις µονάδες στη δεξιά στήλη τοποθετώντας το κατάλληλο γράµµα στο διάστικτο.

Φυσικά µεγέθη Μονάδες α. έργο .. J β. δύναµη .. W γ. ισχύς .. N ..kg⋅m/s

(2 µονάδες) 4. Ένα κοµµάτι πλαστελίνη αφήνεται να πέσει ελεύθερα από µικρό ύψος στην επιφάνεια της Γης. Να συµπληρώσετε στο διάστικτο την ενέργεια του σώµατος (κινητική, δυναµική ή θερµική) σε κάθε περίπτωση. α. ανώτατο σηµείο......................................... β. ενδιάµεσο σηµείο...................................... γ. λίγο πριν πέσει........................................... δ. µετά την κρούση........................................

(2 µονάδες) 5. Ένα σώµα µάζας m = 10 kg βρίσκεται ακίνητο πάνω σε οριζόντιο επίπεδο. Στο σώµα αρχίζει να ασκείται µια οριζόντια δύναµη F = 60 Ν, για χρονικό διάστηµα t = 20 s. Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης µεταξύ του σώµατος και του οριζοντίου επιπέδου είναι µ = 0,3, να υπολογίσετε: α. Την ταχύτητα του σώµατος στο τέλος του χρονικού διαστήµατος των 20 s.

...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... (6 µονάδες)

139

β. Τη µετατόπιση του σώµατος κατά το χρονικό αυτό διάστηµα. ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ......................................................................................................................

(3 µονάδες) γ. Τη θερµότητα που παράγεται κατά την κίνηση του σώµατος ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ......................................................................................................................

(3 µονάδες)

141

4.5 Κεφάλαιο 5: Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ∆ΙΑΤΗΡΕΙΤΑΙ ΚΑΙ ΥΠΟΒΑΘΜΙΖΕΤΑΙ Όπως έγινε και για τα προηγούµενα κεφάλαια, παραθέτουµε και εδώ τις

κυριότερες εναλλακτικές ιδέες των µαθητών για το Πέµπτο Κεφάλαιο του βιβλίου. Η καταγραφή αυτή είναι αποτέλεσµα ελληνικών και διεθνών ερευνών. Οι εναλλακτικές ιδέες των µαθητών αναφέρονται στις έννοιες της θερµότητας, της θερµοκρασίας και της θερµικής ισορροπίας.. Αναφέρονται επίσης και στις µεταβολές φάσεων στους θερµοδυναµικούς νόµους. Οι σχετικές ερωτήσεις έχουν στόχο να ανιχνεύσουν τις παρακάτω ιδέες των µαθητών: 1. Η θερµότητα αποθηκεύεται, µεταφέρεται, ρέει, χάνεται, περιέχεται ή είναι ιδιότητα ενός συστήµατος, είναι ουσία.

2. Σύγχυση µεταξύ εννοιών θερµότητας - θερµοκρασίας. 3. Η θερµοκρασία σχετίζεται µε το µέγεθος ενός αντικειµένου. 4. Κάποια υλικά (µέταλλα) είναι ψυχρότερα ή θερµότερα από κάποια άλλα. 5. Κατά τη διάρκεια του βρασµού η θερµοκρασία αυξάνεται. 6. Ο βρασµός του νερού αρχίζει µε την εµφάνιση φυσαλίδων. 7. Ο πάγος δεν αλλάζει θερµοκρασία. 8. Το έργο τριβής µετατρέπεται σε θερµότητα. 9. Με την τριβή παράγεται θερµότητα.

4.5.1 Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης 1. Να αναφέρετε ένα παράδειγµα από το οποίο να βγαίνει το συµπέρασµα ότι το αίσθηµα του ψυχρού (κρύου) είναι υποκειµενικό

2. Μια µητέρα αγγίζει το µέτωπο του παιδιού της για να καταλάβει αν έχει πυρετό. Είναι ο τρόπος αυτός ακριβής; Τι συµπέρασµα βγάζετε;

3. Κατά τη διάρκεια µιας ηµέρας η µεταβολή της θερµοκρασίας είναι 10 °C. Ποια είναι η µεταβολή της θερµοκρασίας σε βαθµούς της κλίµακας Κέλβιν; Να δικαιολογηθεί η απάντησή σας.

142

4. Ένα φουσκωµένο µπαλόνι µεταφέρεται από την Αφρική στο Βόρειο πόλο. Τι µεταβολή θα υποστεί; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

5. Όταν θερµαίνουµε νερό σε µεταλλικό δοχείο µε τη βοήθεια της φλόγας ενός κεριού, παρατηρείται ότι η θερµοκρασία του µεταλλικού δοχείου αυξάνεται πιο γρήγορα από τη θερµοκρασία του νερού. Πώς εξηγείται αυτό το φαινόµενο;

6. Γιατί στο καλοριφέρ χρησιµοποιούµε νερό αντί για άλλο υγρό; 7. Οι αµµουδιές το καλοκαίρι, είναι περισσότερο ζεστές από τη θάλασσα κατά τη διάρκεια της ηµέρας. Πώς εξηγείται το φαινόµενο αυτό;

8. Ποια είναι η σχέση µεταξύ της ειδικής θερµότητας και της θερµοχωρητικότητας;

9. ∆ύο δοχεία περιέχουν την ίδια ποσότητα αερίου. Το δοχείο Α έχει κινητό έµβολο, ενώ το Β ακίνητο. Αν προσφέρουµε στα δύο δοχεία την ίδια ποσότητα θερµότητας, σε ποιο από τα δύο θα αυξηθεί περισσότερο η θερµοκρασία; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

10. Ο Μάγιερ παρατήρησε ότι σε υψηλές θερµοκρασίες το φλεβικό αίµα είναι

περίπου το ίδιο κόκκινο µε το αρτηριακό. Ποιο ήταν το αρχικό του συµπέρασµα; Ποιο ήταν το γενικότερο συµπέρασµά του για τα είδη της ενέργειας στη φύση;

11. Να περιγράψετε το κρίσιµο πείραµα το οποίο οδήγησε στο τελικό

συµπέρασµα, για τη σχέση µηχανικής ενέργειας και θερµότητας.

143

12. Να περιγράψετε τις ενεργειακές µεταβολές που συµβαίνουν στα παρακάτω φαινόµενα:

Α. Κίνηση πετρελαιοκίνητου πλοίου Β. Πτώση ποσότητας νερού από καταρράκτη Γ. Λειτουργία ηλεκτρικών συσκευών (επιλέξτε όποιες θέλετε) ∆. Ανύψωση βιβλίου από µαθητή 13. Να περιγράψετε φαινόµενα στα οποία η ενέργεια, µε µορφή θερµότητας, να

µεταφέρεται από ένα σώµα σε άλλο. 14. Να περιγράψετε φαινόµενα στα οποία ένα σύστηµα µέσω έργου: α) αποκτά

ενέργεια, ή β) µια µορφή ενέργειάς του µετατρέπεται σε κάποια άλλη. 15. Πώς µεταβάλλεται η εσωτερική ενέργεια ενός αερίου όταν αυτό θερµαίνεται

ενώ ο όγκος του και η µάζα του διατηρούνται σταθερά; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

16. Ένα αέριο παράγει έργο χωρίς να απορροφά ενέργεια υπό µορφή

θερµότητας. Πώς θα µεταβληθεί η εσωτερική ενέργεια και πώς η θερµοκρασία του; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

17. Να αναφέρετε φυσικά φαινόµενα που να υποστηρίζουν τον ισχυρισµό ότι η

εντροπία του Σύµπαντος αυξάνεται. 18. Πώς µεταβάλλεται η εντροπία του ανθρώπινου σώµατος; Είναι η µεταβολή

αυτή σύµφωνη µε το δεύτερο θερµοδυναµικό νόµο; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

19. Φέρνουµε σ επαφή δύο σώµατα διαφορετικών θερµοκρασιών Τ1 και Τ2

(Τ1 > Τ2) Σε ποιο σώµα η ενέργεια υποβαθµίστηκε; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

144

4.5.2 Ερωτήσεις ανάπτυξης 1. Για τη βαθµολόγηση ενός θερµοµέτρου προσδιορίσαµε το σηµείο βρασµού του νερού σε τρία διαφορετικά σηµεία: α) στην επιφάνεια της θάλασσας, β) σε ύψος 1000 m από την επιφάνεια της Γης, και γ) στην επιφάνεια της Σελήνης. Σχολιάστε τα αποτελέσµατα που θα προκύψουν.

2. Πότε υπάρχει θερµική ισορροπία µεταξύ δύο σωµάτων; Να αναφέρετε παραδείγµατα σωµάτων σε θερµική ισορροπία και να τα σχολιάσετε.

3. Θερµαίνουµε µια ποσότητα νερού σε θερµοκρασία 60 °C και το αφήνουµε να κρυώσει. Κάθε λεπτό, µε ένα θερµόµετρο, µετρούµε τη θερµοκρασία του νερού. Τα αποτελέσµατα των µετρήσεων θερµοκρασίας - χρόνου καταγράφηκαν στον παρακάτω πίνακα. α) Να γίνει η γραφική παράσταση θερµοκρασίας - χρόνου σε βαθµολογηµένους άξονες. β) Ποια η σχέση µεταξύ θερµότητας που αποδίδει το νερό και µεταβολής της θερµοκρασίας;

t (min) 0 10 20 30 40 50 60 θ °C 60 48 39 33 29 27 25

4. Θερµαίνουµε µε την ίδια διαδικασία τρία σώµατα Α, Β, Γ ίδιου υλικού και σχεδιάζουµε τις αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις χρόνου - µεταβολής θερµοκρασίας. Ποια είναι η σχέση των µαζών των τριών σωµάτων; (δικαιολογήστε την απάντηση σας)

Γ

B

Α∆θ

t

145

5. Να περιγράψετε τη διαδικασία µε την οποία µετρούµε την ειδική θερµότητα ενός υλικού µε χρήση θερµιδοµέτρου.

6. Ποσότητα νερού θερµοκρασίας 20 °C ψύχεται µε σταθερό ρυθµό t∆Q∆

έως

τους -10 °C. Να γίνουν οι γραφικές παραστάσεις α) θερµότητας αποδιδόµενης από το νερό χρόνου και β) θερµοκρασίας νερού χρόνου.

7. Πάγος αρχικής θερµοκρασίας -5 °C θερµαίνεται σταθερά µέχρι να

µετατραπεί σε νερό και να αποκτήσει θερµοκρασία 10 °C. Να γίνουν οι γραφικές παραστάσεις: α) θερµότητας απορροφώµενης από τον πάγο (νερό) θερµοκρασίας και β) θερµοκρασίας χρόνου.

8. Μισό κιλό πάγου θερµοκρασίας -5 °C αφήνεται στον ατµοσφαιρικό αέρα ο οποίος έχει θερµοκρασία 20 °C. Πόση θερµότητα θα έχει απορροφήσει ο πάγος και το νερό µαζί, µέχρις ότου επέλθει θερµική ισορροπία;

9. Τοποθετούµε µεταλλικό σκεύος που περιέχει 400 g νερού θερµοκρασίας

15 °C σε µάτι ηλεκτρικής κουζίνας. α) Πόση θερµότητα θα µεταδοθεί σ αυτήν την ποσότητα νερού για να µετατραπεί όλη σε ατµό θερµοκρασίας 100

°C; β) Είναι ίση η παραπάνω θερµότητα µε την ενέργεια που καταναλώνει η ηλεκτρική κουζίνα; ∆ικαιολογήστε την απάντησή σας.

10. Είναι δυνατόν ένα σύστηµα να απορροφήσει ενέργεια υπό µορφή

θερµότητας χωρίς να αυξηθεί η θερµοκρασία του; Περιγράψτε σχετικά φαινόµενα που να υποστηρίζουν ή να απορρίπτουν τον παραπάνω ισχυρισµό.

11. Η αύξηση της θερµοκρασίας ενός συστήµατος µπορεί να γίνει µε τους εξής

τρόπους: α) µε απορρόφηση θερµότητας, β) µε προσφορά έργου. Να αναφέρετε σχετικά φαινόµενα.

146

12. Να περιγράψετε φαινόµενα στα οποία η εσωτερική ενέργεια ενός

συστήµατος αυξάνεται α) µε απορρόφηση θερµότητας, β) µε προσφορά έργου.

13. Στο πείραµα Joule µια µάζα 10 kg πέφτει από ύψος 2 m και τα πτερύγια

ανακατεύουν 0,5 kg νερού. Το νερό είναι αρχικά στους 15 °C. α) Πόσο θα αλλάξει η εσωτερική ενέργεια του νερού; β) Πόσο θα µεταβληθεί η θερµοκρασία του; 14. Με ένα διάγραµµα, να δείξετε πότε η θερµότητα και το έργο είναι θετικά ή

αρνητικά, σύµφωνα µε τον πρώτο θερµοδυναµικό νόµο. 15. Μια σφαίρα από µόλυβδο µάζας 0,02 kg κινείται µε ταχύτητα 200 m/s και

σφηνώνεται σε ξύλο. Το 70% της αρχικής ενέργειας της σφαίρας παραµένει σ αυτή, µετά την κρούση.

α) Ποια είναι η µηχανική ενέργεια της σφαίρας; β) Πόσο µεταβλήθηκε η εσωτερική ενέργεια της σφαίρας; γ) Πόσο αυξήθηκε η θερµοκρασία της σφαίρας; 16. Στο σχήµα φαίνεται η διαγραµµατική αναπαράσταση του πρώτου νόµου της

θερµοδυναµικής, για θέρµανση αερίου µε σταθερή πίεση. Τα βέλη στα Q, W δείχνουν ενέργεια που εισέρχεται στο σύστηµα ή παράγεται από το σύστηµα αντίστοιχα. Το ∆U µπορεί να προσδιορισθεί µε τα σύµβολα «↑» για την αύξηση, «↓» για την ελάττωση, όπου είναι δυνατόν. Ανάλογα, να κάνετε τα αντίστοιχα διαγράµµατα για τα παρακάτω φαινόµενα: α) Τήξη του πάγου β) Απότοµη συµπίεση αερίου σε σύριγγα γ) Αργή συµπίεση αερίου σε σύριγγα

17. Να περιγράψετε διαφορετικά είδη

Q W

ΑΕΡΙΟ

∆U↑

147

ενεργειών και αλληλεπιδράσεων σ ένα σύστηµα µορίων.

148

18. Το ιδανικό αέριο χαρακτηρίζεται από τις παρακάτω ιδιότητες: i) Αποτελείται από πολύ µεγάλο αριθµό κινούµενων σωµατιδίων που αλληλεπιδρούν µεταξύ τους και µε τα τοιχώµατα του δοχείου που τα περιέχει, µόνο κατά τη διάρκεια των κρούσεων.

ii) Ο συνολικός όγκος των σωµατιδίων του είναι µηδαµινός, σχετικά µε τον όγκο του δοχείου που τα περιέχει.

iii) Ο χρόνος αλληλεπίδρασης µεταξύ των σωµατιδίων του είναι µικρός. iv) Όλες οι κρούσεις που συµβαίνουν είναι ελαστικές.

Με βάση αυτά, να υποστηρίξετε τους παρακάτω ισχυρισµούς: α) Η εσωτερική ενέργεια του ιδανικού αερίου είναι κινητική. β) Ασκείται δύναµη στα τοιχώµατα του δοχείου.

19. Να συγκρίνετε τα παρακάτω συστήµατα, ως προς τις έννοιες της αταξίας και

της εντροπίας: α) παρέλαση οµάδας στρατιωτών - ποδοσφαιρικός αγώνας β) µαθητές στο διάλειµµα - µαθητές σε ώρα µαθήµατος γ) πάγος - νερό

20. Να περιγράψετε διαδικασίες στις οποίες η εντροπία του σώµατος: α) αυξάνεται, β) ελαττώνεται.

21. Πώς µεταβάλλεται η εντροπία του νερού, όταν αυτό µετατρέπεται σε πάγο µέσα στο ψυγείο ή στη φύση; Είναι η µεταβολή αυτή αντίθετη µε το δεύτερο θερµοδυναµικό νόµο;

22. Ο λόρδος Κέλβιν διατύπωσε το δεύτερο νόµο της θερµοδυναµικής.

α) Ποια είναι η διατύπωση του νόµου; β) Πώς κατέληξε στο συµπέρασµα αυτό; γ) Να περιγράψετε ένα φαινόµενο, στο οποίο η ενέργεια να υποβαθµίζεται.

23. Με ποιους διαφορετικούς τρόπους µπορεί να γίνει υποβάθµιση της ενέργειας; Για κάθε τρόπο που προτείνετε, να περιγράψετε και ένα αντίστοιχο φαινόµενο.

149

24. Σ ένα αυτοκίνητο, η χηµική ενέργεια της βενζίνης µετατρέπεται σε άλλες

µορφές ενέργειας. α) Να περιγράψετε τις µετατροπές ενεργειών που συµβαίνουν. β) Πώς µεταβάλλεται η οργάνωση του συστήµατος; γ) Πώς µεταβάλλεται η εντροπία του συστήµατος;

4.5.3 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής 1. Απόλυτο µηδέν είναι η: α. θερµοκρασία στην οποία βράζει το νερό β. θερµοκρασία στην οποία πήζει το νερό γ. µικρότερη θερµοκρασία στη φύση δ. θερµοκρασία κατά την οποία ο πάγος γίνεται νερό

2. Με ένα θερµοσκόπιο µπορούµε να: α. µετρήσουµε τη θερµοκρασία ενός σώµατος σε βαθµούς Κελσίου β. µετρήσουµε τη θερµοκρασία ενός σώµατος σε βαθµούς Κέλβιν γ. διαπιστώσουµε αν ένα σώµα είναι πιο ψυχρό από κάποιο άλλο δ. µετρήσουµε τη θερµότητα ενός σώµατος

3. Κάποια χειµωνιάτικη νύχτα µετρούµε τη θερµοκρασία ενός ασθενούς. Ανάµεσα σε ποια σώµατα υπάρχει θερµική ισορροπία µετά το τέλος της θερµοµέτρησης; α. ασθενής - ατµοσφαιρικός αέρας β. ασθενής - θερµόµετρο γ. ατµοσφαιρικός αέρας - θερµόµετρο δ. και τα τρία βρίσκονται σε θερµική ισορροπία

150

4. Η ειδική θερµότητα: α. χαρακτηρίζει ένα σώµα β. εξαρτάται από τη µάζα του σώµατος γ. χαρακτηρίζει το υλικό του σώµατος δ. εξαρτάται από τον όγκο του σώµατος.

5. Ποιο από τα παρακάτω σώµατα, που έχουν την ίδια µάζα και βρίσκονται σε θερµοκρασία 0 °C θα απορροφήσει µεγαλύτερο ποσό θερµότητας, όταν τοποθετηθούν σε φούρνο ηλεκτρικής κουζίνας θερµοκρασίας 60 °C, στον ίδιο χρόνο; (Να χρησιµοποιηθεί ο πίνακας τιµών των ειδικών θερµοτήτων του βιβλίου). α. νερό β. πάγος θερµοκρασίας 0 °C γ. αλουµίνιο δ. σίδηρος

6. Η αύξηση της πίεσης προκαλεί: α. ανύψωση του σηµείου τήξης β. ελάττωση του σηµείου τήξης γ. ελάττωση του σηµείου βρασµού δ. ελάττωση του σηµείου πήξης υγροποίησης

7. Για να παγώσουµε ένα αναψυκτικό είναι καλύτερα να χρησιµοποιήσουµε ένα κοµµάτι πάγο 0 °C από ότι ίση µάζα νερού 0 °C. Ο λόγος είναι ότι: α. ο πάγος έχει µικρότερη θερµοκρασία β. ο πάγος απορροφά λανθάνουσα θερµότητα γ. το νερό έχει µεγαλύτερη ειδική θερµότητα από τον πάγο δ. ο πάγος έχει µεγαλύτερο όγκο από το νερό

151

8. Ποιο από τα παρακάτω δεν είναι συµπέρασµα του Μάγερ: α. Η καύση των τροφών στα ζώα παράγει θερµότητα β. Η θερµότητα στο ανθρώπινο σώµα σχετίζεται µε τη χηµική ενέργεια των

τροφών γ. Τα αρτηριακό αίµα είναι το ίδιο κόκκινο µε το φλεβικό σε υψηλές

θερµοκρασίες δ. Οι διάφορες µορφές ενέργειας είναι ισοδύναµες και

αλληλοµετατρεπόµενες 9. Τι από τα παρακάτω συµβαίνει κατά την τήξη ενός κύβου πάγου; α. ενέργεια µεταφέρεται από το περιβάλλον στον πάγο β. η εσωτερική ενέργεια του πάγου ελαττώνεται γ. η θερµότητα του πάγου αυξάνεται δ. η θερµοκρασία του πάγου ελαττώνεται

10. Σπρώχνουµε ένα βιβλίο πάνω στο τραπέζι και το αφήνουµε. Μετά από λίγο

αυτό σταµατάει. Αυτό σηµαίνει ότι: α. αυξήθηκε η εσωτερική ενέργεια του βιβλίου β. η θερµότητα του βιβλίου και του τραπεζιού αυξάνονται γ. η θερµοκρασία του βιβλίου ελαττώνεται δ. ελαττώθηκε η εσωτερική ενέργεια του τραπεζιού

11. Μια από τις οµοιότητες µεταξύ έργου και θερµότητας είναι ότι:

α. έχουν την ίδια µονάδα µέτρησης β. και τα δύο είναι µορφές ενέργειας γ. αποτελούν ιδιότητες των σωµάτων δ. εµφανίζονται µαζί σε όλα τα φυσικά φαινόµενα

152

12. Στα 1827 ο Μπράουν παρατήρησε µε µικροσκόπιο ότι οι κόκκοι γύρης µέσα σε µια σταγόνα νερού, εκτελούσαν άτακτη κίνηση.

Α. Η εξήγηση του φαινοµένου δόθηκε από τον: α. Μπράουν β. Μπόλτσµαν γ. Αϊνστάιν δ. Μάξγουελ Β. Η εξήγηση που δόθηκε ήταν ότι: α. οι κόκκοι της γύρης συγκρούονται µεταξύ τους β. οι κόκκοι της γύρης έχουν ζωή γ. η κίνηση των κόκκων είναι άτακτη, αδιάκοπη, τυχαία δ. το νερό αποτελείται από µικρά σωµατίδια τα οποία συγκρούονται µε

τους κόκκους της γύρης. 13. Αν θερµάνουµε κάποιο αέριο, χωρίς να µεταβληθεί ο όγκος του, τι από τα

παρακάτω συµβαίνει στα µόριά του; α. αυξάνεται η θερµότητα του κάθε µορίου β. τα µόρια κινούνται πιο γρήγορα γ. µεταβάλλεται η θερµότητα του αερίου δ. τίποτα από τα παραπάνω

14. Τι από τα παρακάτω συµβαίνει, όταν θερµαίνουµε νερό που βράζει; α. αυξάνεται η θερµοκρασία του β. το νερό παύει να απορροφά ενέργεια γ. αυξάνεται η κινητική ενέργεια των µορίων του δ. αυξάνεται η δυναµική ενέργεια των µορίων του

15. Φέρουµε σε θερµική επαφή ένα κρύο µ ένα ζεστό σώµα. Με ποιο

νόµο/αρχή καταρρίπτεται ο ισχυρισµός ότι: «ενέργεια υπό µορφή θερµότητας µεταφέρεται από το κρύο σώµα στο ζεστό»; α. τον πρώτο θερµοδυναµικό νόµο β. το δεύτερο θερµοδυναµικό νόµο γ. την αρχή διατήρησης της ενέργειας δ. την αρχή διατήρησης της µάζας

153

16. Σε κλειστό δωµάτιο ανοίγει η πόρτα του ηλεκτρικού ψυγείου και αφήνεται ανοικτή για µεγάλο χρονικό διάστηµα. Τι θα συµβεί στη θερµοκρασία του δωµατίου; α. θα ελαττωθεί β. θα παραµείνει σταθερή γ. θα αυξηθεί λόγω των αντιστάσεων του κυκλώµατος του ψυγείου δ. θα αυξοµειώνεται συνεχώς

4.5.4 Ερωτήσεις αντιστοίχησης

Να συσχετίσετε τα στοιχεία της αριστερής στήλης µε αυτά της δεξιάς. 1.

Kelvin Celsius α. απόλυτο µηδέν .. 0 °C β. 283 Κ ..-273 °C γ. 273 Κ .. 10 °C δ. 263 Κ .. -10 °C

..-263 °C 2. Η θερµοκρασία κάποια µέρα στο βόρειο πόλο είναι -35 °C. Χαρακτηρίστε µε Σ, Υ, Α τα παρακάτω υλικά αν βρίσκονται σε στερεή, υγρή, αέρια φάση, αντίστοιχα:

Οινόπνευµα ( ) Νερό ( ) Άζωτο ( ) Οξυγόνο ( )

3. Να χαρακτηρίσετε τα παρακάτω φαινόµενα µε Θ, Ε, ΘΕ, αν η µεταφορά ενέργειας γίνεται µε θερµότητα, µε έργο, µε θερµότητα και έργο, αντίστοιχα. Πτώση µιας πέτρας ( ) Θέρµανση ενός νοµίσµατος µε τη φλόγα ενός κεριού ( ) Απότοµη συµπίεση του αέρα µιας σύριγγας ( ) Αργή συµπίεση του αέρα µιας σύριγγας ( )

154

4. Η γενική αρχή διατήρησης της ενέργειας περιγράφεται από τη σχέση ∆Ε = Q + W

Να αντιστοιχηθούν τα παρακάτω: ∆Ε εσωτερική ενέργεια συστήµατος Q µεταβολή της θερµότητας του συστήµατος W ενέργεια µε µορφή θερµότητας µεταβολή της ολικής ενέργειας έργο προς ή από το σώµα

ισχύς 5. Στο παρακάτω διάγραµµα φαίνονται οι κατευθύνσεις που δείχνουν

µεταβολές των καταστάσεων της ύλης. Χαρακτηρίστε τα βέλη µε τις λέξεις: απορρόφηση, έκλυση, ανάλογα µε το αν η ενέργεια προσφέρεται ή αποδίδεται από το σύστηµα. ΣΤΕΡΕΟ ΥΓΡΟ ΑΕΡΙΟ

4.5.5 Ερωτήσεις συµπλήρωσης 1. Θερµοκρασία είναι το φυσικό µέγεθος που εκφράζει πόσο ή . είναι κάποιο σώµα

2. Για τη µέτρηση θερµοκρασιών χρησιµοποιούµε όργανα που λέγονται

............... και για τη µέτρηση ποσών θερµότητας χρησιµοποιούµε όργανα που λέγονται .

3. Με βάση το νόµο της θερµιδοµετρίας, η ποσότητα ενέργειας µε µορφή θερµότητας που µεταβιβάστηκε ή αποδόθηκε από κάποιο σώµα είναι ανάλογη µε .. και ανάλογη µε ........................

4. Η θερµότητα που απορροφά ένα σώµα όταν αλλάζει φάση ονοµάζεται

........

155

5. Η αύξηση της πίεσης έχει ως αποτέλεσµα του σηµείου βρασµού. 6. Η ειδική θερµότητα εκφράζει την ικανότητα του υλικού να .. ή να

θερµότητα. 7. Η θερµοχωρητικότητα ενός σώµατος εξαρτάται από: α) και β)..

8. Οι ενεργειακές ανταλλαγές µεταξύ ενός συστήµατος και του περιβάλλοντος γίνονται µε .............. και .............. .

9. Η ολική ενέργεια ενός συστήµατος αποτελείται από την .............. και από την .............. .

10. Η τριβή µεταξύ δύο σωµάτων προκαλεί .............. της θερµοκρασίας και

αύξηση της .............. ενέργειας των σωµάτων. 11. Όταν αυξάνεται η θερµοκρασία κάποιου στερεού σώµατος η κινητική

ενέργεια των µορίων του .............. 12. Βράζουµε νερό στους 100 °C. Στη θερµοκρασία αυτή η προσφερόµενη

ενέργεια µετατρέπεται σε .............. των µορίων του νερού. 13. Κατά τη λειτουργία µιας θερµικής µηχανής δε µπορούµε να µετατρέψουµε

100% .............. σε .............. 14. Υποβάθµιση της ενέργειας γίνεται, είτε µε τη µετατροπή της σε ..............,

είτε µε .............. θερµοκρασίας του συστήµατος. 15. Ένα βλήµα προσκρούει σε ένα τσιµεντένιο τοίχο. Τότε η εντροπία του

...................

156

4.5.6 Ερωτήσεις διπλής επιλογής - Σωστού / Λάθους 1. Για να διαπιστώσουµε αν κάποιο παιδί έχει πυρετό χρησιµοποιούµε θερµόµετρο. Τι δείχνει η ένδειξη του θερµοµέτρου; Τη θερµοκρασία του παιδιού ( ) Τη θερµοκρασία του θερµοµέτρου ( ) Τη θερµότητα του παιδιού ( ) Τη θερµότητα του θερµοµέτρου ( )

2. Κάποιος οδηγός φουσκώνει τα λάστιχα του αυτοκινήτου του το χειµώνα και τα αφήνει µέχρι το καλοκαίρι. Αν τα λάστιχα δεν έχουν χάσει αέρα εν τω µεταξύ: α. Ο όγκος της σαµπρέλας αυξάνεται ( ) β. Η πίεση του αέρα της σαµπρέλας ελαττώνεται ( ) γ. Η µάζα του αέρα της σαµπρέλας µεταβάλλεται ( )

3. Ποια από τα παρακάτω ισχύουν: α. Η θερµοχωρητικότητα ενός σώµατος εξαρτάται

µόνο από το υλικό ( ) β. Η ειδική θερµότητα εξαρτάται από τη µάζα του σώµατος ( ) γ. Η ποσότητα θερµότητας που απορροφά ένα σώµα είναι ανάλογη µε τη µάζα του ( )

δ. Η εξίσωση της θερµιδοµετρίας εφαρµόζεται µόνο όταν το σώµα θερµαίνεται και όχι όταν ψύχεται ( )

4. Τα πειράµατα του Joule είχαν σκοπό να βρουν σχέση µεταξύ: Ηλεκτρικής ενέργειας Θερµότητας ( ) Μηχανικής ενέργειας Θερµότητας ( ) Χηµικής ενέργειας Θερµότητας ( )

157

5. Είναι σωστό να λέγεται ότι: α. Ένα σώµα έχει έργο ( ) β. Ένα σώµα απορροφά θερµότητα ( ) γ. Ένα σώµα έχει θερµότητα ( ) δ. Ένα σώµα έχει θερµική ενέργεια ( )

6. Αφήνουµε από κάποιο ύψος ένα κοµµάτι πηλό να πέσει στο έδαφος, όπου προσκολλάται. Τι απ όλα είναι σωστό ή λάθος: α. Η µηχανική ενέργεια µετατράπηκε σε θερµότητα ( ) β. Η µηχανική ενέργεια µετατράπηκε σε θερµική ενέργεια ( ) γ. Αυξήθηκε η θερµική ενέργεια της Γης ( ) δ. Αυξήθηκε η θερµότητα της Γης ( ) ε. Αυξήθηκε η θερµότητα του σώµατος ( ) στ. Αυξήθηκε η εσωτερική ενέργεια της Γης και του πηλού ( )

7. Είναι σωστό να λέµε ότι: α. Τα µόρια αποτελούνται από άτοµα ( ) β. Τα άτοµα περιέχουν µόρια ( ) γ. Μπορούµε να διαιρέσουµε το άτοµο σε µικρότερα σωµατίδια ( )

8. Θερµαίνουµε ένα κοµµάτια µαλακό σίδηρο µέχρι το σηµείο τήξης του

(1530 °C), οπότε: α. Η θερµοκρασία θα σταµατήσει να ανεβαίνει στους 1530 °C ( ) β. Στη θερµοκρασία των 1530 °C, η προσφερόµενη ενέργεια

µετατρέπεται µόνο σε κινητική των µορίων ( ) γ. Στη θερµοκρασία των 1530 °C η προσφερόµενη ενέργεια γίνεται µόνο δυναµική ενέργεια ( )

δ. Στη θερµοκρασία των 1530 °C το µέταλλο σταµατά να απορροφά ενέργεια ( )

158

9. Σύµφωνα µε το δεύτερο νόµο της θερµοδυναµικής: α. Ενέργεια υπό µορφή θερµότητας δεν πάει αυθόρµητα από ένα ψυχρό σ ένα θερµό σώµα ( )

β. Σε µια διεργασία η ολική ενέργεια διατηρείται ( ) γ. Όταν µια θερµική µηχανή χρησιµοποιεί θερµότητα 100J, αποδίδει µηχανικό έργο 100J ( )

δ. Η εντροπία του σύµπαντος αυξάνει ( ) ε. Τα φυσικά συστήµατα έχουν την τάση να φτάσουν σε κατάσταση µεγαλύτερης τάξης ( )

στ. Αν µηδενίσουµε τις τριβές σε µια θερµική µηχανή όλη η θερµότητα µετατρέπεται σε έργο ( )

4.5.7 Ερωτήσεις συνδυασµού 1. Για να ψύξουµε αποτελεσµατικότερα το χέρι µας, είναι προτιµότερο να το βυθίσουµε σε: α. νερό 0 °C β. παγάκια 0 °C Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

2. Αφήνουµε µια µπάλα να πέσει από ύψος 2 m. Η µπάλα αναπηδά µερικές φορές και µετά από κάποιο χρόνο σταµατά. Χαρακτηρίστε ως σωστές ή λάθος τις παρακάτω προτάσεις, βάζοντας σε κύκλο το γράµµα (Σ) ή (Λ): Η ενέργεια της µπάλας χάνεται γιατί η µπάλα τελικά σταµατάει Σ Λ Η ενέργεια του συστήµατος µπάλα-Γη υποβαθµίζεται Σ Λ Η εντροπία του συστήµατος αυξάνεται Σ Λ ∆εν ισχύει η αρχή διατήρησης της ενέργειας Σ Λ Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

159

3. Ποια από τις δύο είναι η γενικότερη σχέση που ισχύει για τη διατήρηση της ενέργειας; α. ∆Ε = Q + W β. ∆Ε = Q = W Αναφέρετε ένα φαινόµενο στο οποίο να ισχύει µόνο η γενικότερη.

160

4.5.8 Ερωτήσεις ανίχνευσης εναλλακτικών ιδεών 1. Τι είναι θερµότητα; 2. Θερµόµετρο βρίσκεται σε φιάλη κενή από αέρα, χωρίς να εφάπτεται θερµικά

µε τα τοιχώµατά της. Θερµαίνουµε τη φιάλη µε φλόγα από κερί. Θα αλλάξει η ένδειξη του θερµοµέτρου; Ναι ! Όχι !

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας ............................................................. 3. Πώς θερµαίνεται το δωµάτιο από ένα σώµα του καλοριφέρ; 4. Στο σχήµα φαίνονται δύο κοµµάτια πάγου διαφορετικού µεγέθους, τα οποία βρίσκονται στο ίδιο περιβάλλον. Ποιο από τα δύο έχει µεγαλύτερη θερµοκρασία:

α) το Α β) το Β γ) κανένα Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

5. Πώς εξηγείτε τη διαφορά αίσθησης κατά την επαφή µας µ ένα µέταλλο και

µ ένα κοµµάτι ξύλο; 6. Ένα γυάλινο ποτήρι που περιέχει νερό, παραµένει για µεγάλο διάστηµα σ ένα αποµονωµένο δωµάτιο. Ποιο από τα δύο έχει µεγαλύτερη θερµοκρασία:

α) το νερό β) το ποτήρι γ) κανένα Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

Β Α

161

7. Θερµαίνουµε νερό σε κάποιο «µάτι» της κουζίνας. Με βάση τις µετρήσεις χρόνου και θερµοκρασίας παίρνουµε τα παρακάτω πραγµατικά δεδοµένα: t(min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q(°C) 17 30 45 56 69 82 100 100 100 100 100

α) Γιατί η θερµοκρασία παραµένει σταθερή στους 100 °C; β) Τι θα συµβεί αν γυρίσουµε την ένδειξη της κουζίνας από µεγαλύτερη τιµή σε µικρότερη;

8. Ποια η διαφορά µεταξύ θερµότητας και θερµοκρασίας; 9. Τι είναι η θερµοκρασία ενός σώµατος; 10. Σε δύο ψυγεία που λειτουργούν σε θερµοκρασίες -10 °C και -15 °C,

αντίστοιχα, φτιάχνουµε παγάκια. Μετά από αρκετή ώρα τα παγάκια: (να χαρακτηριστούν µε Σ οι σωστές και µε Λ οι λανθασµένες προτάσεις)

α) θα έχουν την ίδια θερµοκρασία -10 °C ( ) β) θα έχουν διαφορετική θερµοκρασία -10 °C και -15 °C ( ) 11. Βάζουµε ένα κοµµάτι ψευδάργυρο σε ηλεκτρικό φούρνο και το

θερµαίνουµε. Η θερµοκρασία του αλλάζει και παίρνει τις τιµές 30°, 100°, 200°, 300°, 420°,

α) Γιατί η θερµοκρασία έπαψε να αυξάνεται; β) Τι προβλέπετε ότι θα γίνει; 12. Ποιες από τις παρακάτω εκφράσεις είναι σωστές και ποιες λανθασµένες;

(να χαρακτηριστούν µε Σ οι σωστές και µε Λ οι λανθασµένες προτάσεις) α) ένα σώµα έχει έργο ( ) β) ένα σύστηµα έχει θερµότητα ( ) γ) ένα σύστηµα έχει θερµοκρασία ( ) δ) ένα σύστηµα έχει ενέργεια ( ) ε) η θερµότητα ενός σώµατος είναι 10 J ( )

162

13. Ένα µεταλλικό κουτάλι, µια καρέκλα και ένα πλαστικό πιάτο βρίσκονται για αρκετό χρονικό διάστηµα στο ίδιο αποµονωµένο από το περιβάλλον δωµάτιο. Ποιο από αυτά έχει τη µεγαλύτερη και ποιο τη µικρότερη θερµοκρασία;

14. Παίρνουµε ένα κοµµάτι πάγου 0 °C στο χέρι µας. Μετά από κάποιο χρονικό

διάστηµα ανοίγουµε το χέρι µας και ο πάγος δεν έχει ακόµη λιώσει. Πόση είναι η θερµοκρασία του;

α) µεγαλύτερη από 0 °C γ) ίση µε 0 °C β) µικρότερη από 0 °C Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

15. Βράζουµε νερό σε δύο δοχεία, το ένα ανοικτό (απλή χύτρα) και το άλλο

κλειστό (χύτρα ταχύτητας). Σε ποιο από τα δύο είναι µεγαλύτερη η θερµοκρασία κατά τη διάρκεια του βρασµού;

α) στο ανοικτό γ) σε κανένα β) στο κλειστό Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

16. Αναµιγνύουµε το νερό δύο όµοιων ποτηριών τα οποία περιέχουν ίσες

ποσότητες νερού. Οι θερµοκρασίες τους είναι 10 °C και 70 °C, αντίστοιχα. Το νερό που θα προκύψει θα έχει θερµοκρασία:

α) 80 °C β) 40 °C γ) 60 °C δ) 70 °C ε) 10 °C Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

17. Τυλίγουµε δύο παγάκια, το ένα µε µάλλινο ύφασµα και το άλλο µε αλουµινόχαρτο. Ποιο από τα δύο θα λιώσει γρηγορότερα;

α) Αυτό µε το αλουµινόχαρτο β) Αυτό µε το µάλλινο γ) και τα δύο ταυτόχρονα Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας .............................................................

163

18. Σπρώχνουµε ένα βιβλίο πάνω σε οριζόντιο τραπέζι και το αφήνουµε. Το βιβλίο κινείται και σχεδόν αµέσως, λόγω τριβών, σταµατά. Να χαρακτηρίσετε µε Σ τις σωστές και µε Λ τις λανθασµένες προτάσεις:

α) Το έργο τριβής µετατράπηκε σε θερµότητα ( ) β) Το έργο τριβής µετατράπηκε σε θερµική ενέργεια ( ) γ) Η θερµική ενέργεια του βιβλίου αυξήθηκε

( ) δ) Η θερµική ενέργεια του βιβλίου ελαττώθηκε ( ) ε) Αυξήθηκε η θερµότητα του βιβλίου και του τραπεζιού ( ) στ) Αυξήθηκε η θερµοκρασία του βιβλίου και του τραπεζιού ( ) 19. Στο πείραµα Joule (µε τα στρεφόµενα πτερύγια) ποιες από τις παρακάτω

προτάσεις είναι σωστές και ποιες όχι; α) Το έργο τριβής µετατρέπεται σε θερµότητα ( ) β) Το έργο τριβής µετατρέπεται σε θερµική ενέργεια των πτερυγίων ( ) γ) Το έργο τριβής µετατρέπεται σε θερµική ενέργεια του νερού ( ) δ) Η θερµότητα του νερού αυξάνεται ( ) ε) Η θερµότητα των πτερυγίων αυξάνεται ( ) στ) Η θερµοκρασία του νερού και των πτερυγίων αυξάνεται ( ) ζ) Αυξάνεται η θερµική ενέργεια του νερού και των πτερυγίων ( )

164

4.5.9 Κριτήρια αξιολόγησης

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 1 Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ Αντικείµενο: Πρώτος Νόµος Θερµοδυναµικής, Ενέργεια και Μικρόκοσµος, ∆εύτερος Νόµος Θερµοδυναµικής Χρόνος εξέτασης: 45 λεπτά (κατά προσέγγιση)

Πίνακας χαρακτηριστικών, ανάλογα µε το Στόχο

Στόχοι

Περιεχόµενο Ανάκληση Κατανόηση Εφαρµογή ΣΥΝΟΛΟ

Πρώτος Νόµος Θερµοδυναµικής

1αβ 4αβγδ 6

Ενέργεια και Μικρόκοσµος

3 2 2

∆εύτερος Νόµος Θερµοδυναµικής

5 1

ΣΥΝΟΛΟ

3 1 5 9

Πίνακας χαρακτηριστικών, ανάλογα µε τη Μορφή

Είδη ερωτήσεων

Περιεχόµενο Συµπλή-ρωσης

Πολλαπλής επιλογής

∆ιπλής επιλογής

Ανοικτού τύπου

ΣΥΝΟΛΟ

Πρώτος Νόµος Θερµοδυναµικής

1αβ 2 4αβγδ 7

Ενέργεια και Μικρόκοσµος

3 1

∆εύτερος Νόµος Θερµοδυναµικής

5 1

ΣΥΝΟΛΟ

2 2 5 9

165

Β. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Να συµπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις: α) Οι ενεργειακές ανταλλαγές µεταξύ ενός συστήµατος και του περιβάλλοντός του γίνονται µε .................... και µε .................... .

β) Η ολική ενέργεια ενός σώµατος σύµφωνα µε τη γενίκευση του πρώτου θερµοδυναµικού νόµου αποτελείται από .................... και .................... .

Μονάδες 2 2. Αφήνουµε από κάποιο ύψος ένα κοµµάτι από πηλό να πέσει στο έδαφος. (Να χαρακτηρίσετε µε Σ ή Λ τις σωστές ή τις λανθασµένες προτάσεις αντίστοιχα):

α) Η µηχανική ενέργεια µετατράπηκε σε θερµική ενέργεια ( ) β) Αυξήθηκε η θερµότητα του σώµατος ( ) γ) Αυξήθηκε η θερµότητα της Γης ( ) δ) ∆εν ισχύει η αρχή διατήρησης της ενέργειας ( )

Μονάδες 2 3. Τι από τα παρακάτω συµβαίνει, όταν θερµαίνουµε νερό που βρίσκεται σε κατάσταση βρασµού; (Να βάλετε σε κύκλο το γράµµα της σωστής απάντησης).

α) η θερµοκρασία του νερού αυξάνεται β) το νερό σταµατά να απορροφά ενέργεια γ) η κινητική ενέργεια των µορίων του νερού αυξάνεται δ) η δυναµική ενέργεια των µορίων του νερού αυξάνεται

Μονάδες 2

166

4. Μια σφαίρα από µόλυβδο µάζας 0,02 kg κινείται µε ταχύτητα 200 m/s και σφηνώνεται σε ξύλο. Το 70 % της αρχικής ενέργειας της σφαίρας παραµένει στη σφαίρα µετά την ενσωµάτωσή της (Cµολύβδου = 130 J/kg.K).

α) Πόση είναι η αρχική κινητική ενέργεια της σφαίρας ................................... β) Πόση είναι η µεταβολή της εσωτερικής ενέργειας της σφαίρας;................. γ) Πόσο αυξήθηκε η θερµοκρασία της σφαίρας; .............................................. δ) Πόσο µεταβλήθηκε η εσωτερική ενέργεια του ξύλου;.................................

Μονάδες 8

5. Θερµική µηχανή καταναλώνει άνθρακα µε ρυθµό 2 kg/h. Σε µία ώρα ανυψώνει τρεις τόνους νερού σε ύψος 12 m. Η θερµαντική ικανότητα του άνθρακα είναι 7500 kcal/kg. ∆ίνεται g = 10 m/s2. α) Πόσο µηχανικό έργο παράγει η µηχανή; β) Πόση είναι η ισχύς που αποδίδει η µηχανή; γ) Πόση ενέργεια καταναλώνει η µηχανή;

Μονάδες 6

167

4.6 Eργασίες για το σπίτι Σκοπός των εργασιών για το σπίτι είναι η εµπέδωση και αξιολόγηση της

ύλης που διδάχθηκε. Oι εργασίες αυτές θα πρέπει να είναι περιορισµένης έκτασης, να ανταποκρίνονται στις δυνατότητες των µαθητών της συγκεκριµένης ηλικίας και να µπορούν να γίνονται από τους ίδιους. ∆εν πρέπει να προϋποθέτουν βοηθήµατα που τα έχουν ορισµένοι µαθητές ενώ άλλοι δεν τα έχουν, όπως για παράδειγµα ειδικά βιβλία ή πολυµέσα κ.τ.λ., τα οποία εξαρτώνται στο κοινωνικοοικονοµικό επίπεδο της οικογένειας του µαθητή. Eίδη εργασιών που θα µπορούσαν να ανατεθούν στους µαθητές είναι: α) η επινόηση και εκτέλεση απλών και ασφαλών πειραµάτων.Για παράδειγµα µέτρηση της περιόδου και της συχνότητας ενός πικάπ ή ενός εκκρεµούς,

β) διάφορες δραστηριότητες που αναφέρονται στο σχολικό βιβλίο, γ) προβλήµατα από το σχολικό βιβλίο, στα οποία µπορούν να προστεθούν ερωτήσεις διαφορετικών τύπων, και

δ) η εκπόνηση ερωτήσεων από τους ίδιους τους µαθητές µε βάση κάποιο κείµενο που τους δίδεται.

Όλες οι παραπάνω εργασίες θα µπορούσαν να αποτελέσουν στοιχεία για το

φάκελο του µαθητή, εφόσον αυτός χρησιµοποιείται για την αξιολόγηση των µαθητών.

168

4.7 Συνθετικές - δηµιουργικές εργασίες Oι συνθετικές - δηµιουργικές εργασίες αποσκοπούν στη(ν): • Σύνδεση γνώσεων στα µαθήµατα των Φυσικών Eπιστηµών µε την Τεχνολογία, το περιβάλλον, την Οικονοµία, την Ιστορία, τη Φιλοσοφία κ.ά.

• Aνάπτυξη της επιστηµονικής σκέψης (δηµιουργία υποθέσεων, ανάλυση δεδοµένων, αναπαράσταση δεδοµένων, εξαγωγή έγκυρων συµπερασµάτων, δηµιουργία γενικεύσεων, κ.α.)

• Eπίτευξη σύνθετων γνωστικών, συναισθηµατικών και άλλων στόχων. Eνδεικτικά θέµατα για συνθετικές εργασίες: Θεµατική ενότητα: Κίνηση - δύναµη 1. Σχέση κίνησης και δύναµης που ασκείται σε κάποιο σώµα . • Iστορική αναδροµή π.χ. από τον Aριστοτέλη µέχρι το Nεύτωνα. • Aντιλήψεις των µαθητών (ίδιας, επόµενης, προηγούµενης τάξης) για το παραπάνω θέµα. Στο τελευταίο θέµα απαιτείται εµπειρική έρευνα, δηµιουργία κατάλληλων

ερωτήσεων, ερωτηµατολόγια, συλλογή δεδοµένων, ανάλυση, κ.τ.λ. 2. Aναπαράσταση του πειράµατος του Γαλιλαίου µε το κεκλιµένο επίπεδο για την εύρεση σχέσης διαστήµατος - χρόνου.

3. Oι έννοιες της ταχύτητας και της επιτάχυνσης στην καθηµερινή ζωή.π.χ. • αυτοκίνητα - µοτοσυκλέτες • αναζήτηση σχέσεων (κυβισµού - επιτάχυνσης, τιµής πώλησης - τελικής ταχύτητας, κ.ά.)

• χρονικές εξελικτικές τάσεις σε τελική ταχύτητα, επιτάχυνση, κ.ά. • σχέση µεταξύ τελικής ταχύτητας - ατυχηµάτων κ.ά.

169

Θεµατική ενότητα: Ενέργεια Περιεχόµενα: I. Ήπιες ή/και ανανεώσιµες πηγές ενέργειας.

• Ποιες είναι (κατά κατηγορία). • Εξοικονόµηση ενέργειας σε επίπεδο: α) εθνικό β) νοικοκυριού. Ποια είναι η σηµασία της.

• Παραδείγµατα - εφαρµογές: i) Στη Βιοµηχανία: Αιολικά πάρκα, Ηλιακή ενέργεια - κατοπτροσυλλέκτες, Φωτοβολταϊκά στοιχεία, Γεωθερµικά υγρά (θερµοκήπια - κτηνοτροφικές µονάδες), Φυσικό Αέριο, Τεχνολογία, Κανόνες - προδιαγραφές ασφάλειας στη χρήση.

ii) Σε µικρές καταναλώσεις [Ηλιακοί θερµοσίφωνες - οικιακή χρήση, σκάφη αναψυχής - ανεµογεννήτριες, σύγχρονες οικιακές συσκευές για χρήση φυσικού αερίου].

iii) Αρχιτεκτονική - Πολεοδοµία (προσανατολισµός κτιρίων, παράθυρα, σκεπή, µονώσεις, δρόµοι, άνεµοι).

• Ιστορική αναδροµή (παραδοσιακή αρχιτεκτονική, ανεµόµυλοι) • Ενεργειακή πολιτική - εξοικονόµηση ενέργειας σε επίπεδο εθνικό και νοικοκυριού - Αγωγή του καταναλωτή

• Περιβαλλοντικές επιπτώσεις (θετικές): µόλυνση, αισθητική. • Ανακύκλωση υλικών: (θετική ή όχι) τα αποτελέσµατα ως προς την κατεύθυνση της εξοικονόµησης ενέργειας; ∆ιερεύνηση σχετικά µε: την κατανάλωση ενέργειας, την κατανάλωση πρώτων υλών, τη µόλυνση του περιβάλλοντος.

ΙΙ. Μετατροπές της ενέργειας • ∆ιατήρηση της ενέργειας • Ελαχιστοποίηση απωλειών • Παραδείγµατα εφαρµογών-Επινόηση και εκτέλεση πειραµάτων (χηµική σε ηλεκτρική και αντίστροφα-ηλεκτρόλυση, ηλεκτρική σε θερµική, ηλεκτρική σε φωτεινή, µηχανική σε ηλεκτρική (δυναµό), θερµική σε µηχανική).

170

Οι συνθετικές - δηµιουργικές εργασίες που θα προταθούν µπορούν να αναπτυχθούν/ολοκληρωθούν στη διάρκεια του 2ου και του 3ου τριµήνου. Τα προϊόντα των εργασιών µπορούν ανάλογα µε το επιλεγόµενο θέµα να είναι: 1. Μικρές, υποδειγµατικές ή πρωτότυπες κατασκευές ή και πειραµατικές διατάξεις.

2. Συνθετική παρουσίαση της εργασίας (ατοµικών ή και µικρών οµαδικών επιµέρους εργασιών στην ίδια θεµατική).

3. Παρουσίαση των φάσεων ανάπτυξης, του συγκεντρωθέντος υλικού καθώς και του τελικού προϊόντος σε «φάκελο».

4. Παραγωγή έντυπου υλικού (αφίσα, φυλλάδιο) και υλικού για αξιοποίηση και προβολή των projects µέσω ηλεκτρονικών δικτύων πληροφόρησης (∆ιαµόρφωση σελίδας σε διαδίκτυο).

Πηγές πληροφόρησης: Για τη συγκέντρωση της απαραίτητης βιβλιογραφίας και του υλικού µπορούν να αξιοποιηθούν: 1. Άρθρα και ρεπορτάζ που δηµοσιεύονται στον τύπο (εφηµερίδες, περιοδικά) όπως: γεγονότα, στατιστικά στοιχεία, εφαρµογές.

2. Βιβλιογραφία, από ενηµερωµένες βιβλιοθήκες όπως: Ε.Μ.Π., ΚΑΠΕ (Κέντρο Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας), ∆ΕΠΑ (∆ηµόσια Επιχείρηση Αερίου), Πανεπιστήµιο Πατρών, ΤΕΙ.

3. Αξιοποίηση Τµηµάτων Εκπαίδευσης ∆ηµοσίων και Ιδιωτικών Επιχειρήσεων, όπως ∆ΕΗ, ΕΛΑΪΣ, ΕΛ∆Α, Τράπεζες.

4. Ταινιοθήκη - Αρχείο της Εκπαιδευτικής Τηλεόρασης - ΥΠΕΠΘ. 5. Επισκέψεις µελέτης σε κατάλληλους / αντίστοιχους χώρους. Θεµατική ενότητα: Θερµοδυναµική • Μεταφορά αερίων µαζών. Μελετήστε την κίνηση αερίων µαζών που οφείλεται στη διαφορά θερµοκρασίας του ατµοσφαιρικού αέρα, π.χ. βιοµηχανικές / αστικές περιοχές και ύπαιθρος. Γιατί στις παράκτιες περιοχές το κλίµα είναι ηπιότερο; (θαλάσσια, απόγειος αύρα).

171

• Ανοίγοντας την πόρτα του ψυγείου ο ψυχρός αέρας «βγαίνει» στα πόδια µας. Γιατί;

• Ένα καναρίνι καθισµένο «φουσκώνει» τα φτερά του τις κρύες ηµέρες/νύχτες του χρόνου. Εµείς, αντίστοιχα, φοράµε µπουφάν µε επένδυση (υαλοβάµβακα, πούπουλο). Εξήγηση των σχετικών φαινοµένων.

• Από τι υλικά είναι κατασκευασµένες: α) οι επιφάνειες επαφής µε την εστία της ηλεκτρικής κουζίνας και β) οι λαβές των µαγειρικών σκευών στο σπίτι σου; Γιατί επιλέγονται αυτά τα υλικά;

• Γιατί νιώθουµε ένα κρύο πέτρινο ή τσιµεντένιο δάπεδο στα γυµνά µας πόδια το χειµώνα, ενώ όταν είναι καλυµµένο µε χαλί το νιώθουµε ευχάριστα ζεστό, στην ίδια θερµοκρασία περιβάλλοντος;

• Ποιες µετατροπές της ενέργειας µπορούν να καταγραφούν, καθώς σιδερώνεις ένα υγρό/νωπό ρούχο;

• Καταγραφή της ενέργειας που καταναλώνει ένα νοικοκυριό και των παραγόντων που επηρεάζουν αυτή την κατανάλωση. − Είδος κατοικίας: (διαµέρισµα, µονοκατοικία, αγροικία) − Αριθµός ενοίκων, χρόνος διαµονής, ηλικία, ανάγκες − Κλίµα περιοχής. Είδος οικιακών συσκευών (επίπεδο διαβίωσης) − Θέρµανση, µονώσεις, απώλειες (οροφής, δαπέδων, τοίχων, παραθύρων) − Χρήση, κατάχρηση, κατά τη λειτουργία οικιακών συσκευών. Εξοικονόµηση ενέργειας.

− Κατηγοριοποίηση του είδους κατανάλωσης, προσέγγιση σε ποσοστά επί του συνόλου.

• Επίσκεψη µελέτης σε γειτονικό εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ή άλλης βιοµηχανικής µονάδας.

• Ηλιακός θερµοσίφωνας, αρχή λειτουργίας του, πειραµατική κατασκευή. • Το ψυγείο, η ψύξη και το φρέον. Αρχή λειτουργίας, περιβαλλοντικές επιπτώσεις (χηµική βιοµηχανία, εµπόριο, διαφήµιση).

• Μονωτικά υλικά (για ένδυση, κατοικία, µεταφορικά µέσα). • Θερµός. Πώς διατηρείται κρύο το νερό στην παραλία µια ζεστή ηµέρα του καλοκαιριού;

172

Oι εργασίες αυτές πρέπει να έχουν διάρκεια δύο τουλάχιστον µηνών και να

προκύπτουν ως προτάσεις από τους ίδιους τους µαθητές, µε την καθοδήγηση και τη συνδροµή του καθηγητή τους. Ο ρόλος του καθηγητή σ αυτή την περίπτωση είναι να εµπνεύσει τους µαθητές και να σταθεί στο πλάϊ τους. Αποτελεί επίσης πηγή πληροφόρησης και συντονισµού των πρωτοβουλιών των µαθητών. Aρχικά, οι δυσκολίες φαίνονται µεγάλες. Ωστόσο ο βαθµός αποδοχής από µέρους των µαθητών και ο ενθουσιασµός τους βοηθά να ξεπεραστούν τα όποια εµπόδια.

H εργασία περιλαµβάνει τρία στάδια: α. Tο στάδιο του σχεδιασµού όπου προδιαγράφεται συνολικά η εργασία, το θέµα της και ο τρόπος(οι) ανάπτυξης ή εκτέλεση του.

β. Tο στάδιο της πραγµατοποίησης. γ. Tο στάδιο της παρουσίασης.

Tα τρία αυτά στάδια είναι ουσιαστικά και ο ρόλος του καθηγητή δεν είναι εδώ η από καθέδρας διδασκαλία, αλλά η συµπαράσταση, ο συντονισµός των µαθητών, ατοµικά και οµαδικά, και η προσφορά κατευθύνσεων και ιδεών. Mε τον ενθουσιασµό και τη µεθόδευση οι µαθητές µπορούν να πραγµατοποιήσουν σπουδαίες εργασίες. O καθηγητής ή η καθηγήτρια µπορούν να επιστρατεύσουν τις γνωριµίες τους και να προτρέψουν τους µαθητές σε επισκέψεις και συνεργασίες (Ερευνητικά Κέντρα, Πανεπιστήµια, Εργαστήρια, Βιβλιοθήκες, κ.τ.λ.).

Aνάπτυξη επικοινωνίας, συνεργασία, δηµόσιες σχέσεις, σεµινάρια, διάλογος, καλλιέργεια της πρωτοβουλίας και της υπευθυνότητας είναι µερικά µόνο από τα οφέλη που προκύπτουν για τους µαθητές από τη συµµετοχή τους σε τέτοιου είδους δραστηριότητες.