X hits on this document

660 views

0 shares

0 downloads

0 comments

129 / 191

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΑ: ΛΑΘΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΝΟΗΣΕΙΣ

Ανδρέας Βαλαδάκης

Βαρβάκειος Σχολή, avaladak@otenet.gr

Θεματική Ενότητα: Αναπαραστάσεις και Νοητικά Μοντέλα Μαθητών για τις Φυσικές Επιστήμες.

Λέξεις Κλειδιά: Ταλάντωση, Κύμα, Γλωσσικές Συγχύσεις, Θέση Ισορροπίας, Απομάκρυνση, Παραμόρφωση Ελατηρίου, Πλάτος Ταλάντωσης, Περίοδος Ταλάντωσης, Μάζα Ταλαντωτή, Εξαναγκασμένη Ταλάντωση, Συντονισμός, Ιδιοσυχνότητα, Σταθερά Απόσβεσης.

Περίληψη

Στην εργασία αυτή διερευνώνται λάθη και παρανοήσεις των μαθητών στην περιοχή των ταλαντώσεων και των κυμάτων, αναζητούνται οι κοινές αιτίες αυτών των λαθών και προτείνονται τρόποι αντιμετώπισής τους. Οι μαθητές έχουν την τάση να αντιλαμβάνονται το νόημα των εννοιών απλώς παραφράζοντας τους αντίστοιχους όρους: θεωρούν ότι όταν ένα σώμα που εκτελεί ταλάντωση φθάνει στη θέση ισορροπίας του ισορροπεί και ταυτίζουν λανθασμένα την επιμήκυνση του ελατηρίου με την απομάκρυνση του σώματος από τη θέση ισορροπίας. Επίσης γλωσσική σύγχυση δημιουργείται από το ότι συχνά η λέξη κύμα άλλοτε χρησιμοποιείται για όλο τον κυματικό συρμό και άλλοτε για μόνο ένα μέτωπο αυτού του συρμού. Λάθη και παρανοήσεις αφορούν επίσης το φυσικό περιεχόμενό των εννοιών όπως είναι η μη εξάρτηση της περιόδου της απλής αρμονικής ταλάντωσης από το πλάτος της ταλάντωσης και της περιόδου του εκκρεμούς από τη μάζα του ταλαντωτή. Επίσης ενώ στην ελεύθερη ταλάντωση η μεταβολή της δυναμικής ενέργειας είναι αντίθετη από τη μεταβολή της κινητικής, στην εξαναγκασμένη ταλάντωση εκτός από τη μεταβολή αυτών των ενεργειών υπεισέρχεται και το έργο της δύναμης του διεγέρτη και της αντίστασης του μέσου στο οποίο εκτελείται η κίνηση. Επίσης οι μαθητές δεν αντιλαμβάνονται με σαφήνεια ότι υπάρχουν «πολύ συντονισμοί» ανάλογα με το μέγεθος που μελετάμε. Τέλος οι μαθητές αντιμετωπίζουν δυσκολία στο να συνδέσουν τα μεγέθη που αφορούν την ταλάντωση κάθε μορίου του μέσου διάδοσης ενός κύματος με τα μεγέθη που αφορούν συνολικά τη διάδοση του κύματος.

Abstract

We delve into student misconceptions concerning oscillations and waves. Furthermore the reasons of these misconceptions are sought and some remedies are proposed. Students tend to literally understand the terms and not the true meaning of them: they believe that when an oscillator arrives at its equilibrium position does not move any more and that the displacement is equal to the deformation of the spring. Wave means for them either a whole wave train or a single wave front. Some misconceptions are connected with the physical content of the terms, such as the independence of the period from the amplitude and of the period of the pendulum from the mass. In addition to this although in free oscillation the change of potential energy is equal to the change of kinetic energy, in forced oscillation the work of the controlling force and of the dumping force must be taken into account. Students also do not understand clearly that there are ”many resonances” with respect to the kind of the quantity that we study. Finally students find it difficult to connect the quantities concerning the oscillation of every molecule with the quantities concerning the whole wave.

Document info
Document views660
Page views662
Page last viewedSun Dec 11 08:57:28 UTC 2016
Pages191
Paragraphs2956
Words63631

Comments