Δυνάμεις με επαφή - Δυνάμεις από απόσταση Πείραμα

Στην ενότητα "Δυνάμεις με επαφή – Δυνάμεις από απόσταση" οι μαθητές της Ε΄ τάξης πειραματίζονται για να κατατάξουν τις δυνάμεις στις δύο αυτές κατηγορίες. Η ταξινόμηση στηρίζεται στο εξής: οι δυνάμεις με επαφή εμφανίζονται όταν δύο σώματα ακουμπούν, ενώ οι δυνάμεις από απόσταση μπορεί να εμφανίζονται τόσο όταν τα σώματα ακουμπούν, όσο και όταν δεν ακουμπούν.

Το βίντεό μας μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως έναυσμα ενδιαφέροντος όσο και ως εικονικός πειραματισμός. Πιο συγκεκριμένα, στην αρχή εμφανίζουμε ένα βαγόνι ακίνητο. Για να ξεκινήσει να κινηθεί πρέπει να ασκηθεί δύναμη. Αυτή ήταν η δύναμη από το χέρι μας, που την ασκήσαμε ακουμπώντας το, δηλαδή με επαφή.

Στη συνέχεια πλησιάζουμε στο βαγόνι την ατμομηχανή. Σημειώνουμε στους μαθητές ότι διαθέτουν μαγνήτες στα άκρα τους και παρατηρούμε ότι η μηχανή προκαλεί την κίνηση του βαγονιού ακόμα και ας μην το ακουμπάει. Αντιστρέφουμε την φορά της μηχανής (άρα και τους πόλους του μαγνήτη της) και βλέπουμε ότι τώρα το βαγόνι απομακρύνεται καθώς πλησιάζουμε τη μηχανή, ακόμα και ας μην το ακουμπά. Και στις δύο περιπτώσεις προκαλούμε την κίνηση του βαγονιού (άρα του ασκείται δύναμη) ακόμα και ας μην το ακουμπάμε. Πρόκειται δηλαδή για δυνάμεις από απόσταση. Ζητάμε όμως από τους μαθητές να παρατηρήσουν ότι στην πρώτη περίπτωση που το βαγόνι και η μηχανή έλκονταν, κάποια στιγμή ακούμπησαν. Άρα οι μαγνητικές δυνάμεις υπάρχουν ακόμα και όταν τα σώματα ακουμπούν.

Στη συνέχεια τσουλάμε το βαγόνι με την μηχανή ώστε να "πάρουν τη στροφή". Ζητάμε από τους μαθητές αρχικά να αιτιολογήσουν την ύπαρξη δύναμης και στη συνέχεια να την κατατάξουν σε μία από τις προηγούμενες κατηγορίες. Δύναμη υπάρχει γιατί αλλάζει η κατεύθυνση της κίνησης, ακόμα και ας μην επιταχύνεται ή επιβραδύνεται (ή ορθότερα και ας μην αλλάζει το μέτρο της ταχύτητας). Η δύναμη αυτή οφείλεται στις ράγες στις οποίες ακουμπά το βαγόνι με τη μηχανή, άρα είναι δύναμη με επαφή.

Στο τέλος, ανεβάζουμε το βαγόνι με την μηχανή σε έναν λόφο και τα αφήνουμε να τσουλήσουν. Πάλι ζητούμε από τους μαθητές να αιτιολογήσουν την ύπαρξη δύναμης και να την κατατάξουν στις κατηγορίες. Δύναμη υπάρχει καθώς το βαγόνι με την μηχανή από ακίνητα αρχίζουν να κινούνται και μάλιστα με ταχύτητα που αυξάνει. Η δύναμη που δημιουργεί αυτό το αποτέλεσμα είναι το βάρος που είναι δύναμη από απόσταση.

Τα βιβλία μας "Κατακτώ την κορυφή - Φυσικά" από τις Εκδόσεις Πατάκη.

αλλά και "Παίζοντας μαθαίνω Φυσικά" για τους μικρότερους φίλους μας