Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Moment pędu punktu materialnego oraz moment pędu bryły sztywnej

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe.
Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.

III. Mechaniki bryły sztywnej. Uczeń:
6) posługuje się pojęciem momentu pędu punktu materialnego i bryły; stosuje do obliczeń związek między momentem pędu i prędkością kątową.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. dostrzega analogię między pojęciem pędu i momentu pędu,

2. definiuje moment pędu punktu materialnego oraz bryły sztywnej,

3. stosuje te pojęcia do rozwiązywania zadań rachunkowych.

Strategie i metody nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna

Formy zajęć:

- praca indywidualna,
- pokaz.

Środki dydaktyczne:

komputer z dostępem do Internetu, projektor multimedialny, sznur z obciążeniem

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prezentuje prosty przykład ruchu postępowego – przedmiot zsuwający się po równi pochyłej (jeśli zaplecze na to pozwala – pojazd poruszający się po torze powietrznym) lub jadący po popchnięciu samochodzik, przypominając, że ciało o masie m poruszające się z prędkością $\vec{v}$ ma pęd $\vec{p}=m\vec{v}$. Nauczyciel rysuje tę sytuację na tablicy podkreślając, że w każdym momencie ruchu opis ten jest prawidłowy, tzn kierunki i wartości wektora pędu się nie zmieniają. Następnie nauczyciel bierze ciężarek na sznurku i zaczyna nim jednostajnie obracać. Po skończonej prezentacji nauczyciel rysuje tę sytuację na tablicy, zwracając uwagę, że tym razem wektor prędkości, a zatem również wektor pędu, nieustannie zmienia swój kierunek, nie zmieniając swojej wartości. Nauczyciel informuje, że do opisu układów będących w ruchu obrotowym należ stosować inne pojęcia niż do obiektów poruszających się ruchem postępowym – w tym wypadku zamiast pojęciem pędu będziemy się posługiwać pojęciem momentu pędu.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel włącza na projektorze film samouczek z niniejszego e‑materiału, aby zaznajomić uczniów z pojęciem momentu pędu i przypomnieć pojęcie iloczynu wektorowego. Następnie nauczyciel rysuje na tablicy kilka przykładowych par wektorów skierowanych pod różnymi kątami względem siebie i o różnych długościach, a następnie prosi ochotników o narysowanie wektora będącego iloczynem wektorowym tych par wektorów. Po upewnieniu się, że wszyscy uczniowie rozumieją, że nowy wektor jest prostopadły do płaszczyzny wektorów będących czynnikami iloczynu wektorowego, nauczyciel przechodzi do zadań związanych z momentem pędu: kolejni ochotnicy rozwiązują na tablicy zadanie 3, 4 i 5. Nauczyciel pomaga wyjaśnić ewentualne niejasności.

Faza podsumowująca:

Nauczyciel zwraca uwagę, że tak, jak istotną rolę pełnił w mechanice ruchu postępowego pęd, tak samo dla opisu ruchu obrotowego istotny będzie moment pędu. Jako zapowiedź powrotu do tematu zachowania momentu pędu nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie sobie w domu zasady zachowania pędu.

Praca domowa:

Rozwiązanie zadań z zestawu ćwiczeń, których nie rozwiązano w trakcie lekcji, czyli 1, 2, 6, 7, 8 w celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości o momencie pędu.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Samouczek może być również wykorzystany przez uczniów po lekcji w celu utrwalenia materiału.