Οι μαθητές πειραματίζονται.

Οι μαθητές πειραματίζονται.

Πέμπτη, 31 Δεκεμβρίου 2015

Αναρτήθηκε το ένατο τεύχος του ηλεκτρονικού περιοδικού Φυσικές Επιστήμες στην Εκπαίδευση.
http://physcool.web.auth.gr/
Στη σελίδα 99 βρίσκεται η πρόταση του ΕΚΦΕ Πιερίας σχετικά με την κατασκευή ελατηρίου –πηνίου.
http://physcool.web.auth.gr/i…/teyxos_9/Ioannou%2099-102.pdf

Πέμπτη, 17 Δεκεμβρίου 2015

Συντονισμός - Resonance

Το ΕΚΦΕ ΠΙΕΡΙΑΣ προτείνει ένα πείραμα για τη Φυσική της Γ΄ Λυκείου, γνωρίζοντας ότι υπάρχουν χρονικοί περιορισμοί στη συγκεκριμένη τάξη. Καλό θα είναι να διεξαχθεί πιλοτικά και σε άλλα ΕΚΦΕ με το ερώτημα, αν θα μπορούσε να ενταχθεί προαιρετικά στις εργαστηριακές ασκήσεις.
Το πείραμα είναι στο διαδίκτυο στη διεύθυνση. https://www.youtube.com/watch?v=z48k5ci3w4o

Τα θετικά του προτεινόμενου πειράματος:
α) Μπορεί να πραγματοποιηθεί μετωπικά, με επίδειξη ή απλά να προβληθεί.
β) Έχουμε τη δυνατότητα να το παρουσιάσουμε μόνο ποιοτικά μέσα σε 5 λεπτά ή αν θελήσουμε να εμβαθύνουμε, με γραφική παράσταση μέσα σε μια διδακτική ώρα.
γ) Με το πείραμα μπορούν οι μαθητές να κατανοήσουν τις έννοιες, όπως: ελεύθερη, εξαναγκασμένη ταλάντωση, ιδιοσυχνότητα, ιδιοπερίοδος, πλάτος εξαναγκασμένης ταλάντωσης (και τη γραφική της παράσταση), συχνότητα διεγέρτη και φυσικά να αφομοιώσουν την έννοια του συντονισμού.
δ) Το κόστος είναι πολύ μικρό. Για ένα εξοπλισμένο εργαστήριο θα χρειαστούν επιπλέον ένα ηλεκτρικό κατσαβίδι και δύο ελατήρια.
Κόστος κατσαβιδιού 10-12 € στο διαδίκτυο.
Κόστος ελατηρίων 2-3 € ή μηδέν.
Τα αρνητικά του προτεινόμενου πειράματος:
α) Θα πρέπει αρχικά οι διδάσκοντες να δαπανήσουν κάποιο χρόνο για το στήσιμο του πειράματος. Στην περίπτωση αυτή θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα ΕΚΦΕ.
β) Το βασικό μειονέκτημα είναι η εύρεση ελατηρίων.

Τα ελατήρια που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα υπήρχαν στα σχολεία από παλιά. Έχουν 110 σπείρες το κάθε ένα, η διάμετρος τους είναι 2cm και  διατομή του σύρματος είναι 0,75mm. Δουλέψαμε και με ελατήρια με μικρότερη διατομή σύρματος π.χ. 0,5mm και είχαμε καλύτερα αποτελέσματα.
Μπορούμε και εμείς (τα ΕΚΦΕ) να κατασκευάσουμε ελατήρια από συρματόσχοινο ή από ντίζα (π.χ. ποδηλάτου).Το video είναι αναρτημένο στη διεύθυνση:
Ελατήρια μπορούμε κατασκευάσουμε και στο μάθημα της τεχνολογίας ή στα ΕΠΑΛ.
Παράπλευρες ωφέλειες:
Με το ηλεκτρικό κατσαβίδι (έχει ευρύ φάσμα στροφών) μπορούμε φυσικά να βιδώνουμε και να ξεβιδώνουμε ή να το χρησιμοποιήσουμε και να κάνουμε  άλλα πειράματα, όπως τη δημιουργία κυμάτων, κατασκευή μαγνητικού αναδευτήρα  κ.α.
Τα ελατήρια που κατασκευάσαμε μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλα πειράματα, όπως στο φύλλο εργασίας 3  της Α΄ Γυμνασίου ή Νόμος Hook της Β΄ Γυμνασίου .
Το δεύτερο video αναφέρεται και στη κατασκευή πηνίου. Αν τροφοδοτήσουμε το πηνίο (ΠΡΟΣΟΧΗ: ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ) με μπαταρία αυτοκινήτου ή UPS, μπορούμε να μαγνητίσουμε  μαγνητικές βελόνες.
Βελτιώσεις
Οπωσδήποτε  μπορούμε να κάνουμε και κάτι παραπάνω. Π.χ. να πάρουμε καλύτερες ενδείξεις πλάτους. Αν έχετε παρατηρήσει, πάνω στο καλαμάκι για τη μέτρηση του πλάτους είχαμε βάλει μελάνη και πάνω στη ράβδο στερεώσαμε χάρτινη μετροταινία από το ΙΚΕΑ (σε άλλο video).  Ακόμα μια ποιο εξελιγμένη έκδοση θα μπορούσε να έχει και αυτογραφικό τύμπανο τύπου σεισμογράφου. 

Τι πρέπει να προσέξουμε.
Το σύστημα πρέπει να είναι καλά «ζυγισμένο», ευθυγραμμισμένο και κατακόρυφο. Η μάζα που ταλαντώνεται να είναι σφιχτά στερεωμένη στα ελατήρια και το κάτω ελατήριο σφιγμένο με ροδέλα στη βάση (σύνδεσμο). Η περίοδος αυξομειώνεται  μεταβάλλοντας τη μάζα. Επάνω στη μάζα προσαρμόζουμε ένα καλαμάκι. Το καλαμάκι κινείται ανάμεσα στις δύο κατακόρυφες ράβδους και εκτός από δείκτης  χρησιμεύει και  ως οδηγός, ώστε το   σύστημα να κάνει μόνο κατακόρυφη ταλάντωση.
Υλικά
·        ηλεκτρικό κατσαβίδι με αλκαλικές μπαταρίες. Στη θήκη του θα προστεθούν δύο λεπτά καλώδια με μπανάνα για να παίρνει ρεύμα από το τροφοδοτικό.
·        ένα κομμάτι κόντρα πλακέ 2 cm Χ 6 cm περίπου με πρόσθετο κομματάκι το οποίο θα πιέζει το κατσαβίδι για συνεχή λειτουργία  ή να κάνουμε κάτι άλλο ώστε το κατσαβίδι να λειτουργεί συνεχώς.
·        δύο καλαμάκια περίπου 6-10 cm το καθένα. Το ένα στην άκρη του κατσαβιδιού για να δίνει εντολή στη φωτοπύλη και το άλλο στη μάζα που ταλαντώνεται για να διαβάζουμε τις ενδείξεις στον χάρακα.
·        μια ροδέλα
·        ένα καρφί με κεφάλι, κομμένο και σφιγμένο στη μύτη του κατσαβιδιού με σφικτήρα σωλήνα ή χαρτοταινία.
·        δύο ελατήρια, να έχουν 100 σπείρες περίπου το κάθε ένα , η διάμετρος τους είναι 2cm η διατομή του σύρματος είναι από 0,30 έως 0,75mm .
·        νήμα μήκους περίπου 1 m
·        μια μάζα 15-50gr  η οποία  ανάμεσα στα ελατήρια.


Για περισσότερες πληροφορίες στο τηλ.2351045145 ή στην ηλεκτρονική διεύθυνση: ekfekar@sch.gr
Σχετικοί σύνδεσμοι:
https://www.youtube.com/watch?v=WEQrt_w7gN4

Τρίτη, 8 Σεπτεμβρίου 2015

23-09-2015 Το πείραμα του Ερατοσθένη





Tην Τετάρτη 23 Σεπτεμβρίου 2015 τα ΕΚΦΕ Σερρών, Κατερίνης, Εύβοιας και Σπάρτης, με την υποστήριξη της ΠΑΝΕΚΦΕ,  διοργάνωσαν δράση με τίτλο «Το Πείραμα του Ερατοσθένη» για τον υπολογισμό της ακτίνας της Γης. Το πείραμα αυτό έχει χαρακτηριστεί ως ένα από τα 10 πιο όμορφα πειράματα στην ιστορία της φυσικής.
Στη δράση δήλωσαν συμμετοχή 112 σχολεία από όλη την Ελλάδα και πήραν μέρος 180 περίπου καθηγητές και 2000 μαθητές.
  Για περισσότερες πληροφορίες:

http://ekfe.ser.sch.gr/site/index.php/2014-07-03-05-47-53/2014-07-03-05-49-48/99-astronomia-6

Δείτε εδώ τα σχολεία που έχουν δηλώσει συμμετοχή.

Λίγα λόγια για την ιστορία του πειράματος

Ο Ερατοσθένης (3ος π.Χ. αιώνας) ήταν Διευθυντής της μεγάλης Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας, όπου σε έναν πάπυρο διάβασε ότι το μεσημέρι της 21ης Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο), στα νότια όρια της πόλης Συήνη (Ασσουάν), οι κατακόρυφοι στύλοι δεν ρίχνουν καθόλου σκιά και ο Ήλιος καθρεφτίζεται ακριβώς στον πυθμένα ενός πηγαδιού (δηλαδή, βρίσκεται στο Ζενίθ του τόπου). Ως επιστήμονας, λοιπόν, ο Ερατοσθένης διερωτήθηκε, εάν συμβαίνει το ίδιο ταυτόχρονα και σε μια άλλη πόλη πχ. στην Αλεξάνδρεια. Όμως στην Αλεξάνδρεια, κατά την ίδια μέρα και ώρα, οι κατακόρυφοι στύλοι έριχναν σκιά.
Αν η Γη ήταν επίπεδη, οι κατακόρυφοι στύλοι στις δυο πόλεις θα ήταν παράλληλοι και θα έπρεπε και οι δυο να ρίχνουν σκιά. Αφού, λοιπόν, αυτό δεν είναι αλήθεια, τι μπορεί να συμβαίνει; Την απάντηση έδωσε ο Ερατοσθένης υποστηρίζοντας ότι η επιφάνεια της Γης δεν είναι επίπεδη αλλά σφαιρική. Αυτό το συμπέρασμα είναι, προφανώς, θεμελιώδους σημασίας και επιπλέον επέτρεψε στον Ερατοσθένη να προσδιορίσει την ακτίνα και το μήκος της περιφέρειάς της Γης. Πραγματικά, από το μήκος της σκιάς υπολογίζεται αμέσως η διαφορά των γεωγραφικών πλατών των δύο πόλεων, ίση περίπου με 7 μοίρες. Επειδή η απόσταση των δύο πόλεων ήταν γνωστή από αφηγήσεις βηματιστών και ίση περίπου με 800 Km (φημολογείται ότι ο Ερατοσθένης μίσθωσε βηματιστές για τη μέτρησή της), η περιφέρεια της Γης υπολογίστηκε ίση με 40000 Km.
Αυτή είναι η σωστή απάντηση και ο Ερατοσθένης την έδωσε χρησιμοποιώντας ως μόνα εργαλεία ράβδους, μάτια, πόδια, μυαλό με απλότητα σκέψης και επινοητικότητα. Το λάθος στον υπολογισμό ήταν μόνο 2%, ένα πραγματικά αξιοσημείωτο επίτευγμα για περίπου πριν από 2,5 χιλιετίες. Άρα, ο Ερατοσθένης ήταν ο πρώτος άνθρωπος που μέτρησε τις διαστάσεις του πλανήτη Γη, γι' αυτό και θεωρείται δημιουργός της μαθηματικής γεωγραφίας.
Η 20η Μαρτίου (εαρινή Ισημερία) και η 23η Σεπτεμβρίου (φθινοπωρινή Ισημερία) μπορεί να χαρακτηριστούν ως η αρχή της Άνοιξης και του Φθινοπώρου αντίστοιχα. Στις συγκεκριμένες ημερομηνίες ο Ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της γης, με αποτέλεσμα η νύχτα και η μέρα να έχουν ίση διάρκεια σε οποιοδήποτε σημείο της γήινης επιφάνειας.
Τις μέρες αυτές είναι μια καλή ευκαιρία να επαναλάβουμε το πείραμα του Ερατοσθένη επειδή γνωρίζουμε τον τόπο που ο Ήλιος ρίχνει τις ακτίνες του κατακόρυφα.

Οδηγίες για την εκτέλεση του πειράματος


Αν θεωρήσουμε ότι ο κύκλος στο διπλανό σχήμα είναι η Γη τότε η έλλειψη στο κέντρο είναι ο ισημερινός. Στον ισημερινό αυτές τις μέρες ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ. Επομένως οι ακτίνες πέφτουν κατακόρυφα και ο Ήλιος καθρεφτίζεται στον πυθμένα ενός πηγαδιού. Η προέκταση μιας ακτίνας του είναι η ΙΚ και περνάει από το κέντρο της Γης Κ.
Έστω ότι εμείς είμαστε στη θέση Τ. Αν τοποθετήσουμε μια κατακόρυφη ράβδο ΤΑ=Υcm τότε αυτή το μεσημέρι (στις 13:19 μ.μ. για τις Σέρρες) έχει σκιά ΤΣ=Χcm.

Σημ. Βρείτε εδώ την ώρα που πρέπει να κάνετε τη μέτρηση σε κάθε τόπο
Υπολογίζουμε την εφαπτομένη της γωνίας ΣΑΤ από το λόγο Χ/Y και έτσι βρίσκουμε την γωνία που είναι φ μοίρες. Η γωνία φ είναι ίση με την επίκεντρη γωνία ΤΚΙ
. Το γεωγραφικό πλάτος της θέσης μας είναι φ μοίρες.
Παρατήρηση: Η γωνία φ είναι ίση με το γεωγραφικό πλάτος μόνο αν η μέτρηση γίνει τις μέρες της εαρινής ή φθινοπωρινής ισημερίας.
Από το google earth 
ή από εδώ βρίσκουμε την απόσταση ΤΙ=S. Είναι η απόσταση της θέσης μας από τον Ισημερινό. Με μια απλή αναλογία υπολογίζουμε την περίμετρο της Γης και μετά την ακτίνα της R.    

 Για περισσότερες πληροφορίες στον ιστότοπο του ΕΚΦΕ Σερρών.

http://ekfe.ser.sch.gr/site/index.php/98-astronomia-5

Παραδείγματα Παρατήρησης
Στις φωτογραφίες που ακολουθούν παρατίθενται διάφοροι τρόποι που εφαρμόστηκαν για την μέτρηση της σκιάς ράβδου από το 2010 μέχρι το 2014. Χρησιμοποιήθηκαν βιβλία με χοντρά εξώφυλλα, δοκάρια από εστία, τρίποδας στήριξης οθόνης, ορθοστάτες οργάνων εργαστηρίου, σκουπόξυλα, μέτρο, χαρτόκουτα, γωνιομετρικός δίσκος κ.α. 







Click to enlarge image 2012_DSC01069.JPG


Παρασκευή, 5 Ιουνίου 2015

Ελεύθερη πτώση Οριζόντια βολή - Free fall Horizontal shot



Το video αναφέρεται στις σύγχρονες κινήσεις (οριζόντια βολή-κατακόρυφη πτώση). Εδώ μπορούμε να δούμε ότι τα σώματα φτάνουν στο έδαφος την ίδια χρονική στιγμή και αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στη μελέτη των κινήσεων (βιβλίο σελ 91 Α΄ Λυκείου).
Στο πρώτο μέρος του βίντεο, η κίνηση είναι σε πραγματικό χρόνο και στο δεύτερο μέρος είναι σε αργή κίνηση.
Μπορούμε επίσης με το λογισμικό Video Tracker να μελετήσουμε τις κινήσεις των δυο σωμάτων.
Περισσότερες πληροφορίες στην διεύθυνση : https://www.youtube.com/watch?v=qua7c...
Η τιμή του g που βγάζουμε από το πείραμα είναι αρκετά αξιοπρεπής.

Παρατηρήσεις:
1. Σμικρύναμε το έλασμα στήριξης της σφαίρας (όσο είναι δυνατόν) που εκτελεί οριζόντια βολή στη συσκευή σύγχρονων κινήσεων ΜΣ220.0, γιατί καθυστερούσε.
2. Το πείραμα εκτελέστηκε στην αυλή του σχολείου μια ημέρα με αρκετό φως. Προτιμήσαμε διάχυτο φως, για να μην έχουμε σκιές.
3. Χρησιμοποιήσαμε φωτογραφική μηχανή Olympous sz10, 14Mp.
4. Αν και φαίνεται να πέφτουν συγχρόνως (έχουν ίδιο y), το tracker μας δίνει διαφορετικό g, πράγμα που ίσως να οφείλεται στο φακό, την προοπτική και τη γωνία λήψης.

Πέμπτη, 2 Απριλίου 2015



Φυσικές Επιστήμες στην Εκπαίδευση
Εκδόθηκε το 6ο τεύχος του περιοδικού Φυσικές Επιστήμες στην Εκπαίδευση.
Σε αυτό το τεύχος φιλοξενούνται 3 εργασίες Υπευθύνων
ΕΚΦΕ, μεταξύ  αυτών και  εργασία  του υπευθύνου  ΕΚΦΕ Πιερίας η «Διαστολή και η συστολή του νερού, στη σελίδα 69».
Περισσότερα στον ιστότοπο:

Παρασκευή, 27 Φεβρουαρίου 2015

Γνωριμία με το λογισμικό Video Tracker

Το λογισμικό αυτό είναι ένα πολύ χρήσιμο εκπαιδευτικό εργαλείο. Μας βοηθάει να αναλύσουμε και να μοντελοποιήσουμε τις κινήσεις των σωμάτων που έχουμε καταγράψει σε βίντεο.

Στο παρόν βίντεο καταγράφουμε τη ελεύθερη πτώση και υπολογίζουμε την επιτάχυνση της βαρύτητας.