Avto v ovinku

Pritisnite F11

Iz varnostnih razlogov je mogoče celozaslonski način vključiti samo s pritiskom na gumb F11 na tipkovnici.

Ko ste enkrat v celozaslonskem načinu, ga izključite spet s pritiskom na F11.

Avto v ovinku

Avtor: Timotej Maroševič

Težavnost: srednja

Predvideni čas: 10-20 min

Sodelujoče organizacije

Izvedbo projekta je omogočilo sofinanciranje Evropskega socialnega sklada Evropske unije in Ministrstva za šolstvo in šport. Pri tehnični izvedbi projekta so sodelovali: Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko in podjetje Hruška d.o.o.

Avto v ovinku

Z avtomobilom smo zapeljali v ovinek, ki ga prikazuje slika. S pomočjo slike in orodja izmerite polmer ovinka.

m

Pri določanju polmera ovinka je ključno, da se zavedamo, da je ovinek le del krožnice, katere polmer iščemo.

Pričakujemo, da bodo nekateri imeli težave s predstavo, kje točno se nahaja središče krožnice. Zato pri reševanju pomagamo s sliko, na kateri je dorisana krožnica s polmerom, ki ustreza polmeru ovinka. Kot pravilne se štejejo polmeri med m ter m.

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Rezultat meritve je napačen. Pomagajte si z narisano krožnico.

Avto v ovinku

Z avtomobilom smo zapeljali v ovinek, ki ga prikazuje slika. S pomočjo slike in orodja izmerite polmer ovinka.

m

Pri določanju polmera ovinka je ključno, da se zavedamo, da je ovinek le del krožnice, katere polmer iščemo.

Pričakujemo, da bodo nekateri imeli težave s predstavo, kje točno se nahaja središče krožnice. Zato pri reševanju pomagamo s sliko, na kateri je dorisana krožnica s polmerom, ki ustreza polmeru ovinka. Kot pravilne se štejejo polmeri med m ter m.

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Rezultat meritve je napačen. Pravilen rezultat je m m. Na napakah se učimo. Nadaljujte z nalogo.

Gibanje obeska v avtu

Obesek v mirovanju

Avto v ovinku

Slika prikazuje voznikov pogled na obesek, ki visi pod vzvratnim ogledalom, ko avto miruje. Napovejte, katera slika pravilno prikazuje obesek, ko je avto v ovinku.

(./datoteke/obesek1.png)

(./datoteke/obesek2.png)

(./datoteke/obesek3.png)

Odgovor ni pravilen. Še enkrat dobro poglejte, v kateri smeri potuje avto.

Gibanje obeska v avtu

Vaša napoved se ujema z realnostjo. Fotografija kaže obesek med vožnjo v ovinku, katerega tloris je bil prikazan na začetku naloge.

Nagnjen obesek v avtu v desnem ovinku

Želimo, da učenci povežejo svoje izkušnje s svojim znanjem fizike. Večina jih je že izkusila, da se med vožnjo v ovinku telesa nagibajo navzven. To je tudi razlog, da večina napačno sklepa, da med enakomernim kroženjem na telesa deluje sila, ki vleče navzven.

Gibanje obeska v avtu

Vaša napoved ni pravilna. Fotografija kaže obesek med vožnjo v ovinku, katerega tloris je bil prikazan na začetku naloge. Nič hudega, iz napak se učimo! Nadaljujte z nalogo.

Nagnjen obesek v avtu v desnem ovinku

Želimo, da učenci povežejo svoje izkušnje s svojim znanjem fizike. Večina jih je že izkusila, da se med vožnjo v ovinku telesa nagibajo navzven. To je tudi razlog, da večina napačno sklepa, da med enakomernim kroženjem na telesa deluje sila, ki vleče navzven.

Kot nagiba obeska

Fotografija kaže obesek med vožnjo v desnem ovinku. Iz slike določite kot, za katerega je obesek odmaknjen od navpičnice.

Nagnjen obesek v avtu v desnem ovinku

^o

Za pravilne se štejejo koti med ^o in ^o.

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Rezultat meritve je napačen. Poskusite ponovno in poltrak poravnajte z vrvico.

Rezultat meritve je napačen. Morda niste bili dovolj natančni. Pravilen rezultat je ^o ^o. Nadaljujte z nalogo.

Izračuni

Izračunajte hitrost avtomobila. Pri računaju za težni pospešek vzemite m/s.

m/s

Hitrost izračunamo tako, da zapišemo 2. Newtonov zakon za kroženje.

Potrebujem pomoč

Izračunajte hitrost avtomobila.

Polmer: m.

Kot: ^o.

Primerjava izračunov

Primerjajte izračunani rezultat in vrednost, ki jo prikazuje merilnik hitrosti na sliki. Ali se rezultata ujemata?

Nagnjen obesek v avtu v desnem ovinku

Da.

Ne.

Za pravilne štejemo rezultate med m/s ( km/h) in m/s ( km/h).
Obstaja verjetnost, da bo dijak kljub pravilnemu izračunu izbral možnost, da se rezultata ne ujemata. Pričakujemo, da se učenci zavedajo napak pri meritvi, kar pomeni, da se npr. km/h ujema s podatkom km/h na sliki.

Odlično! Končali ste z glavnim delom naloge. Ali želite odgovoriti še na nekaj vprašanj v zvezi s kroženjem?

DA

NE

Rezultat ni pravilen. Poizkusite znova.

Odgovor ni pravilen. Pojdimo po korakih.

Preverite, ali sta rezultata v istih enotah.

Vse ste naredili pravilno. Rezultata se ujemata. Vzrok manjšega odstopanja je v tem, da merilniki hitrosti v avtomobilih vedno kažejo več, kot je resnična hitrost. Ali želite odgovoriti še na nekaj vprašanj v zvezi s kroženjem?

DA

NE

Sile na obesek

Katera slika pravilno prikazuje vse zunanje sile, ki delujejo na obesek?

(./datoteke/sile1.png)

(./datoteke/sile2.png)

(./datoteke/sile3.png)

(./datoteke/sile4.png)

(./datoteke/sile5.png)

Pravilni odgovor je št. 3, saj na telo delujeta le teža in sila vrvice. Pričakujemo, da se bo večina odločila za odgovor št. 2, saj na tej sliki poleg teže in sile vrvice deluje še sila, ki vleče telo navzven.
Enakomerno kroženje je pospešeno gibanje, saj se nenehno spreminja smer hitrosti. Rezultanta sil je usmerjena proti središču kroženja.
Vse napisano seveda velja za opazovalca v mirujočem sistemu. V nalogi predpostavljamo, da učenci ne poznajo slike sil v krožečem/pospešenem sistemu, saj le-to ni v učnem načrtu. V krožečem sistemu seveda deluje še sistemska sila, potem pa bi bil pravilen odgovor št. 2.

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Odgovor je napačen. Enakomerno kroženje je pospešeno gibanje, saj se nenehno spreminja smer hitrosti. Premislite, kam kaže rezultanta vseh zunanjih sil pri enakomernem kroženju.

Vaš odgovor prikazuje rezultanto vseh zunanjih sil. Katera telesa delujejo na obesek?

Odgovor je napačen. Pravilen odgovor je prikazan na spodnji sliki. Svetujemo vam, da si v učbeniku preberete poglavje o silah pri enakomernem kroženju.

(./datoteke/sile3.png)

Rezultanta sil na obesek

Kateri izraz pravilno opisuje velikost rezultante vseh zunanjih sil na obesek?

Rezultanto dobimo kot vsoto sile teže in sile vrvice, ki z navpičnico oklepa kot . Iz slike sil lahko ugotovimo, da velja . Od tod sledi, da je .

Odlično! Lahko nadaljujemo.

(avto_graf.jpg)

Odgovor ni pravilen. Morda vam bo v pomoč slika, ki kaže sile na obesek med vožnjo v ovinku.

Sili na nagnjen obesek ter kot nagiba

Odgovor ni pravilen. Pravilen rezultat je . Svetujemo vam, da si v učbeniku preberete več o kotnih funkcijah.

(avto_graf.jpg)

Centripetalna sila

Kateri izraz pravilno opisuje velikost centripetalne sile pri enakomernem kroženju?

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Odgovor ni pravilen. Še enkrat premislite.

Odgovor je napačen. Pravilen odgovor je . Svetujemo vam, da si v učbeniku preberete poglavje o centripetalni sili.

Hitrost avtomobila

Izračunajte hitrost avtomobila. Pri računanju za težni pospešek vzemite m/s.

(./datoteke/odg.png)

m/s

Hitrost izračunamo tako, da zapišemo Newtonov zakon za kroženje.

Morate odgovoriti na vprašanje.

Primerjava izračunov

Primerjajte izračunani rezultat in vrednost, ki jo prikazuje merilnik hitrosti na sliki. Ali se rezultata ujemata?

(./datoteke/smrekca1.png)

Da.

Ne.

Za pravilne štejemo rezultate med m/s ( km/h) in m/s ( km/h).
Obstaja verjetnost, da bo dijak kljub pravilnemu izračunu izbral možnost, da se rezultata ne ujemata.
Pričakujemo, da se učenci zavedajo napak pri meritvi, kar pomeni, da se npr. km/h ujema s podatkom km/h na sliki.

Odlično! Končali ste z glavnim delom naloge. Ali želite odgovoriti še na nekaj vprašanj v zvezi s kroženjem?

DA

NE

Rezultat ni pravilen. Velikost rezultante je potrebno vstaviti v Newtonov zakon za kroženje in izraziti velikost hitrosti.

Končali ste z nalogo. Odgovor žal ni pravilen. Pravilen rezultat je m/s. Svetujemo vam, da si v učbeniku preberete več o Newtonovem zakonu pri kroženju in o kotnih funkcijah.

Preveri, ali sta rezultata v istih enotah.

Vse ste naredili pravilno. Rezultata se ujemata. Vzrok manjšega odstopanja je v tem, da merilniki hitrosti v avtomobilih vedno kažejo več, kot je resnična hitrost. Ali želite odgovoriti še na nekaj vprašanj v povezavi s kroženjem?

DA

NE

Vožnja s kolesom

Kolesar vozi po vodoravni premici. Izberite odgovore, za katere menite, da so pravilni.

Ker ni pospeševanja v navpični smeri, velja

,

,

,

kjer je pravokotna komponenta sile podlage, masa in gravitacijski pospešek.

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Odgovor je napačen. Pravilen odgovor je .

Odgovor ni pravilen. Poskusite znova.

Vožnja s kolesom

To pomeni, da v navpični smeri velja

,

,

,

kjer pomeni vsoto vseh zunanjih sil v navpični smeri.

(./datoteke/bike.png)

Odlično! Lahko nadaljujemo.

Odgovor je napačen. Pravilen odgovor je . Svetujemo vam, da si v učbeniku preberete več o 1. Newtonovem zakonu ter o navorih.

Odgovor ni pravilen. Poskusite znova.

Centripetalna sila

Kolesar vozi v ovinku. Katera sila omogoča vožnjo kolesa skozi ovinek?

Pravokotna komponenta sile podlage.

Sila teže.

Sila lepenja.

Čestitamo! Uspešno ste opravili nalogo.

Odgovor je napačen. Še enkrat premislite, kam je usmerjena rezultanta sil pri enakomernem kroženju.

Končali ste z nalogo. Vaš odgovor je žal napačen. Pravilen odgovor je sila lepenja.
Svetujemo vam, da si v učbeniku še enkrat preberete poglavje o centripetalni sili pri enakomernem kroženju.

Za radovedne

O prevajanju besede SPEED in VELOCITY

O Google Earth

Zaključi

O prevajanju besede SPEED in VELOCITY

Hitrost je vektorska količina – ima smer in velikost.
V angleškem jeziku ločimo besedi SPEED in VELOCITY. V slovenščino oboje prevajamo kot HITROST. Bolje bi bilo, če bi SPEED prevajali kot VELIKOST HITROSTI, VELOCITY pa kot HITROST (v pomenu vektorske količine).

O Google Earth

Google Earth je prosto dostopna aplikacija, s katero dostopate do podrobnih satelitskih slik Zemlje. S pomočjo te aplikacije smo dobili tudi satelitsko sliko ovinka, ki smo ga obravnavali v tej nalogi. Če v aplikaciji Google Earth napišete Lipce, Slovenija, vas bo aplikacija postavila v neposredno bližino ovinka, ki smo ga obravnavali.

Zapri

Pomoč
Komentarji
Velikost črk
Zapiski
Za učitelja
Natisni

Natisni trenutno prosojnico
Natisni celotno gradivo

0%