Archivní obsah
Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Odborný článek
Archivní obsah
Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Autorka v příspěvku uvádí, že si každé dítě na základě vlastní zkušenosti vytvoří tzv. intuitivní představy, které jsou velmi často v rozporu s vědeckými poznatky. Mnoho takových představ je spojeno s pohybem a silami. Článek je přehledem typických intuitivních představ o pohybu a síle. Obsahuje rovněž úlohy s typicky chybnými odpověďmi x správnými odpověďmi. Žáci by měli poznat rozpor mezi vlastní představou a tím, co považují za správné fyzikové. Teprve pak se mohou učitelé pustit do objasňování Newtonových zákonů.
Jedním z důležitých úkolů výuky fyziky v základní škole je pomoci žákům lépe se orientovat ve světě, který je obklopuje. Právě Newtonovy zákony mají klíčový význam pro pochopení jevů, s nimiž se každý člověk setkává již od dětství, a které souvisejí se vzájemným silovým působení těles a jeho účinky.
Žáci nezískávají v průběhu života poznatky jen od učitelů, rodičů či z učebnic, ale hlavně tím, že od narození pozorují své okolí, manipulují v něm s věcmi, předvídají, co se bude dít, a okolí jim určitým způsobem odpovídá. Na základě toho si člověk vytváří řadu poznatků, které se snaží zobecňovat a spojovat do celků podle toho, jak se mu jeví jejich vzájemná souvislost. Než žák přijde do školy, která mu zprostředkovává vědecké poznatky, má už vytvořenou značnou zásobu subjektivních, prvotních neboli intuitivních představ o světě. Výzkumy ukazují, že tyto představy jsou často v rozporu s vědeckými poznatky, jsou také velmi trvalé a pro mnohé žáky tvoří vážnou bariéru, přes níž se při učení těžko dostávají. Mnoho takových představ je spojeno právě s pohybem a silami.
V první části příspěvku uvedeme přehled typických intuitivních představ o pohybu a síle včetně úloh a otázek, kterými se můžete přesvědčit, kolik Vašich žáků má podobné mylné představy. U jednotlivých úloh je v závorce napsáno, ke kterým představám se vztahují.
1. Jaká výsledná síla působí na auto, které jede stálou rychlostí po vodorovné silnici? (A, B)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
Můžete se také zkusit zeptat, jaká výsledná síla působí na auto, které couvá stálou rychlostí po vodorovné cestě.
2. Jaká výsledná síla působí na parašutistu, který se snáší stálou rychlostí k zemi? (A, B)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
3. Jaká je výsledná síla působící na sedačku řetízkového kolotoče, který se rovnoměrně otáčí. Řešte z pohledu člověka stojícího vedle kolotoče. (A, B)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
4. Jaká výsledná síla působí na kuličku kývající se na provázku při průchodu nejnižším bodem?
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
5. Jaké síly působí na družici obíhající kolem Země? Působení ostatních těles neuvažujte. Řešte z pohledu pozorovatele mimo družici. (A, B)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
6. Jaká výsledná síla působí na auta na obrázku? Jedno jede stálou rychlostí 70 km/ h, druhé stálou rychlostí 110 km/ h. (A, B, D)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
7. Jaké síly působí na knihu ležící na stole? (E)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
8. Jaké síly působí na míček vyhozený svisle vzhůru? Působení vzduchu neuvažujte. (A, B, F)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
9. Jaké síly působí na míček hozený šikmo na stůl ve vyznačených bodech? Působení vzduchu neuvažujte. (A, B, F)
Typická chybná odpověď 1: | Na míček působí: Fg - gravitační síla Fr - "síla ruky" Fo - "síla odrazu" |
Typická chybná odpověď 2: | Na míček působí: Fg - gravitační síla Fp - "pohybová síla" |
Správná odpověď: | Na míček působí: Fg - gravitační síla |
10. Puk klouže po úderu hokejkou po zamrzlém rybníku. Jeho rychlost se postupně zmenšuje až do zastavení. Jaká výsledná síla působí na puk v jednotlivých polohách na obrázku? (B, C, D, E, F)
Obr.Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
11. Nakreslete, jak se bude pohybovat míček uvázaný na provázku, kterým jsme točili na stole poté, co se provázek přetrhne. (G)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
12. Nakreslete, jak se bude pohybovat kulička poté, co opustí konec trubice. (G)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
H. Silou mohou působit jen pohybující se tělesa nebo živé objekty. Výjimku tvoří motory, napjatá vlákna a pružiny, magnety a elektricky nabitá tělesa.
I. Působit silou znamená jistou aktivitu, námahu.
13. Působí nějaké síly, tlačí-li člověk rukou na stěnu? (H, I)
Typická odpověď žáků: Člověk je aktivní, působí na stěnu silou. Stěna však jen drží, je pevná, na člověka silou nepůsobí.
14. Jaké síly působí na knihu, když ji člověk drží v ruce, a jaké, když kniha leží na stole? (H, I)
Typická odpověď žáků: Drží-li člověk knihu v ruce, působí na ni silou, vynakládá úsilí, působí proti tíze knihy. Leží-li ale kniha na stole, stůl knihu svou pevností "jen podepírá", žádná síla nepůsobí.
J. Větší těleso působí na menší větší silou.
K. Jestliže se tělesa pohybují, musí být "akce větší než reakce".
L. Síly vzájemného působení jsou časově posunuté, nejprve působí akce, potom reakce.
M. Síly akce a reakce působí na totéž těleso, mohou se spolu sčítat a v případě stejné velikosti se ruší.
15. Nakreslete síly, kterými na sebe navzájem působí Země a družice. (J)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
16. Nakreslete síly, kterými na sebe náboje působí. (J)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
17. Nakreslete do obrázku síly, kterými na sebe působí člověk a vozík. (K)
Typická chybná odpověď: | Správná odpověď: |
N. Tření není "pravá síla", je to nějaký "odpor pohybu".
O. Když není pohyb, není ani tření.
P. Tření existuje jen mezi pevnými povrchy, je spojováno s drhnutím.
18. Působí v situaci na obrázku tření? (O)
Obr.19. Působí mezi člověkem a skluzavkou tření? Pokud ano, porovnejte jeho velikost.(O)
Člověk sedí na skluzavce. | Člověk rovnoměrně sjíždí po skluzavce. |
Typická chybná odpověď: V první situaci tření nepůsobí, ve druhé ano.
Správná odpověď: Velikost třecí síly je v obou případech stejná.
Než se pustíme do objasňování Newtonových zákonů, měli bychom zjistit, jaké představy o silách a pohybu již naši žáci mají. Je důležité, aby je sami zformulovali a uvědomili si je. Mnohdy totiž zůstanou tyto představy skryty, žáci se formálně naučí školní látku, kterou záhy zapomenou a vrátí se zpět ke svým intuitivním představám. Žáci potřebují poznat rozpor mezi jejich představou a tím, co považují za správné fyzikové. Pokud se nám, jako učitelům, podaří přesvědčit žáky o tom, že newtonovská mechanika funguje lépe než jejich intuitivní představy a dokážeme s její pomocí vysvětlit situace, kdy jejich představy selhávají, jsme na dobré cestě.
Tento materiál je publikován pod licencí Creative Commons – Uveďte původ – Neužívejte komerčně – Nezpracovávejte 3.0 ČR.