کار و توان
اهداف
در پایان دانش آموزان با مفهوم کار و توان آشنا شده و می توانند آن ها را محاسبه کنند.
وسایل لازم
- ماشین حساب
- متر
- ترازو
- پلکان
- برگه فعالیت دویدن روی پله
طرح درس
اطلاعات زمینه:
- هنگامی که از نیرو برای حرکت در جهت نیرو استفاده می کنید کار انجام می دهید.
- کار از لحاظ ریاضی قابل محاسبه است.
- فرمول کار (فاصله × نیرو = کار) است.
- هنگام محاسبه کار، زمان را در نظر نمی گیریم.
- نیرو با واحد نیوتون اندازه گیری می شود و فاصله با واحد متر. واحد اندازه گیری کار برای متر × نیوتون = کار ، نیوتون متر است.
- هر نیوتون متر یک ژول نامیده می شود.
در ابتدا سوالاتی مانند آن چه در زیر آمده را در کلاس مطرح کنید:
آیا وقتی پله ها را با سرعت بالا می روید کار بیشتری انجام داده اید یا وقتی پله ها را آرام آرام بالا می روید؟
برای سریع بالا رفتن از پله ها توان بیشتری نیاز دارید یا برای آرام بالا رفتن؟
مفهوم کار و انرژی و توان را بیان کنید: کار صورت تبدیل یافته انرژی است.
یک روش دیگر برای توصیف کار این است که بگوییم کار هنگامی روی یک جسم انجام می شود که شما به آن جسم انرژی انتقال دهید. وقتی شما به جسمی انرژی وارد می کنید، آن وقت روی آن جسم کار انجام داده اید.
"انرژی" توانایی انجام کار است.
"توان" سرعت انجام کار است. یعنی مقدار کار بر واحد زمان.
فرمول توان به این قرار است:
زمان / کار= توان
زمان / (فاصله × نیرو) = توان
اکنون از دانش آموزان بخواهید جواب دو سوال اول را پیدا کنند و حدس های خود را روی کاغذ بنویسند. دانش آموزان را به گروه های 2 نفره تقسیم کنید و برگه ی فعالیت دویدن روی پله را بین آن ها توزیع نمایید بخواهید تا مرحله به مرحله برگه ها را پر کنند.
تحلیل داده ها:
بهتر است دانش آموزان بعد از پر کردن برگه ها یک نمودار میله ای رسم کنند و میزان کار انجام شده هنگام سریع بالا رفتن و به آرامی بالا رفتن از پله ها را با هم مقایسه کنند.
پرسش هایی برای دانش آموزان
1-چه موقع کار بیشتری انجام دادید؟ وقتی به سرعت از پله ها بالا می رفتید، و یا وقتی آرام بالا می رفتید؟
2-برای تغییر کردن میزان کار انجام شده چه چیزی باید تغییر کند؟
3-دو حالت بالا رفتن از پله ها را با هم مقایسه کنید و بگویید در کدام حالت توان بیشتری به کار گرفتید؟
4-برای تغییر کردن توان، چه چیزی باید تغییر کند؟
مترجم: فاطمه مؤمنی
