اصطکاک - چه کششی!

چكیده

طی این طرح درس ساده بچه ها در کنار یاد گرفتن مفهوم اصطکاک و پیدا کردن عوامل موثر بر آن، یاد می گیرند که چگونه متغیرهای آزمایش را کنترل کنند.

اهداف

در پایان این آزمایش دانش آموزان قادر خواهند بود که :

• تشخیص دهند که وزن و جنس سطح بر اصطکاک اثرمی گذارد.
• تشخیص دهند که سطح مقطع جسم بر روی اصطکاک تاثیری ندارد.
• متغیر های اصطکاک را کنترل کنند.
• بفهمند ، اندازه گیری ِ بعضی از نیروها مانند اصطکاک بسیار مشکل است .

وسایل لازم

• چهار مکعب چوبی برای هر گروه (بهتراست مکعب ها در ابعاد 2 *3*6 باشند.این ابعاد باعث می شود که ما 3 سطح 6 و12و 18 سانتی متری هم داشته باشیم.)
• پیچ هایی که بتوان به وسیله آنها مکعب های چوبی را در کنار هم نگه داشت.
• یک نیروسنج فنری برای هرگروه (اگر نیروسنج در دسترس نبود می توانید از کش استفاده کنید و مقدار کشیده شدن را اندازه بگیرید.)
• پوشش های مختلف برای سطح (چوب، موکت، شیشه و ...)

روش تدریس

از دانش آموزان بپرسید که فکر می کنند چه نیرو هایی در تعیین مقدار نیروی اصطکاک نقش دارند .از دانش آموزان بخواهید که اجسام مختلف را با ترکیب های مختلف بر روی سطح شیب دار آزمایش کنند . در این مرحله به آنها نگویید که چه ترکیب هایی می توان درست کرد . بگذارید که آنها ترکیب های مختلفی مثل وجه های مختلف ، پوشش های مختلف ، سطح مقطع های مختلف ، وصل کردن چند چوب به دنبال هم ، روی هم گذاشتن چند چوب و حالت های مختلف را امتحان کنند. بعد از 15 دقیقه که به آنها وقت دادید که حالت های مختلف را تجربه کنند ، کلاس را دوباره دور هم جمع کنید و نظرات آنها را بپرسید . حالا به آنها یاد آوری کنید که باید متغیر های مختلف در اصطکاک را کنترل کنند . به آنها بگویید که نباید نیروسنج را با زاویه بکشند یا اینکه جهتهای مختلف مکعب های چوبی، زبری متفاوتی دارد و روی نتیجه آزمایش تاثیر می گذارد. به دانش آموزان بگویید که به گروه های خود باز گردند و بهترین نتایج را برای نمایش در کلاس آماده کنند .

ارزشیابی

ارزیابی کار هر گروه از کار آزمایشگاهی که انجام می دهد ، انجام می شود. بهتر است برای ایده های جدید امتیاز کلاسی بیشتر در نظر بگیرید. ایده های درست را در کلاس نمایش دهید .می توان سوال های زیر را از دانش آموزان بپرسید :

1. اگر با گذاشتن یک مکعب دیگر بر روی مکعب قبلی وزن را دو برابر کنیم ، چه تاثیری در نیروی اصطکاک خواهد داشت ؟
   جواب: نیروی اصطکاک دو برابر خواهد شد
2. اگر با ثابت نگه داشتن وزن ، سطح مقطع را دو برابر می کردیم، چه اتفاقی می افتاد ؟
   جواب: نیروی اصطکاک ثابت می ماند
3. اگر سطح مقطع را دو برابر کنیم و هم زمان نیز وزن را دو برابر کنیم ، چه خواهد شد ؟
   جواب:نیروی اصطکاک دو برابر خواهد شد ( دو برابر کردن وزن باعث دو برابر شدن نیرو می شود و دو برابر کردن سطح مقطع تاثیری ندارد.)
4. جنس سطح تماس در اندازه نیروی اصطکاک چه تاثیری می گذارد ؟
   جواب:جواب های مختلفی به این سوال وجود دارد. در واقع سطوح صیقلی تر، اصطکاک کمتری دارند ولی بعضی از مواقع شیشه که یکی از سطوح بسیار صیقلی است باعث به وجود آمدن نیروی اصطکاک زیادی می شود مخصوصا مواقعی که بسیار تمیز باشد .

نتایج :

نیروی اصطکاک تحت تاثیر وزن و جنس سطح تماس است . این نیرو با اندازه سطح مقطع رابطه ای ندارد.

مترجم:بهنام تهرانی