פרקי הלימוד - הקשר לתכנית הלימודים והבהרות מתודיות

صفحة: יט

מטרות הלימוד התלמידים יבינו את המושגים הבסיסיים : אינטראקציה וכוחות , ואת הקשר ביניהם . התלמידים יבינו שבאינטראקציה בין שני גופים מפעיל כל אחד מן הגופים כוח על הגוף האחר . הכוחות שווים בגודלם ומנוגדים בכיוונם ( החוק השלישי של ניוטון . ( התלמידים יזהו במצבים שונים את הגופים המשתתפים באינטראקציות ואת הכוחות הפועלים על כל גוף . התלמידים יבינו כיצד סך כל הכוחות הפועלים על גוף משפיע על התנועה של הגוף . התלמידים יכירו את המושג לחץ , את התלות שלו בכוח ובשטח , ואת השימוש בו לתיאור תופעות . התלמידים יכירו דרכים להגברת כוח ( מנוף ומישור משופע - מדרון . ( התלמידים ישתמשו בחוק המנוף ליישומים בסיסיים . התלמידים יתארו תנועה של גוף כדרך שעובר הגוף ביחידת זמן . הבהרות מתודיות מחקרים רבים מצביעים על כך שתלמידים מגיעים ללמידת נושא מדעי עם תפיסות מוקדמות . תפיסות אלה גובשו במהלך ניסיונם בחיי היומיום , ולא תמיד הן תואמות את התפיסה ואת ההסבר המדעי לתופעות השונות . לכן במהלך הלמידה וההוראה של פרק זה מומלץ לשים לב לנקודות אלה : . 1 כאשר כוח פועל על גוף הוא גורם לשינוי מהירותו ו / או צורתו - תלמידים רבים נוטים לחשוב כי תנועה של גוף נגרמת כתוצאה מכוחות שהוא הפעיל על גופים אחרים . על פי החוק השני של ניוטון , שינוי במהירות של גוף ( בגודלה ו / או בכיוונה ) יכול להתרחש רק כאשר פועל עליו כוח . לדוגמה , תנועתה של המכונית אינה מתרחשת בגלל הכוח שהיא מפעילה על הכביש , אלא בגלל הכוח שהכביש מפעיל עליה . קושי נוסף הוא בזיהוי ההשפעה של הכוח על הגוף שעליו פועל הכוח - התלמידים לומדים לזהות את השפעתם של כוחות על גופים , אך לא תמיד השפעתו של הכוח על מהירות הגוף או על צורתו ניכרת לעין . כאשר פועלים על הגוף כוחות מאוזנים הוא לא ישנה את מהירותו , אף שפועלים עליו כוחות . למשל , כאשר כוח מופעל על גוף קשיח , כמו שולחן , השינוי בצורתו הוא מיקרוסקופי ואי אפשר להבחין בו . קושי זה משליך גם על הבנת החוק השלישי של ניוטון , כפי שמוסבר בהמשך . . 2 אינטראקציה בין גופים - אינטראקציה היא פעולה הדדית שבה שני גופים מפעילים זה על זה כוח . החוק השלישי של ניוטון קובע כי בכל אינטראקציה בין שני גופים , כל אחד מן הגופים מפעיל כוח שווה על הגוף האחר , בכיוון המנוגד לכוח שמפעיל עליו הגוף האחר . לעתים קשה לתלמידים להבין את החוק הזה כי הוא מנוגד לאינטואיציה : השפעתם של הכוחות על הגופים אינה תמיד נראית לעין , ולעתים אפשר לראות את תוצאות הפעלת הכוח רק על אחד מן הגופים . בפרק מוצגות דוגמאות המציפות קושי זה ומומלץ לדון בהן : לדוגמה , אבן הנופלת לקרקע מושכת את כדור הארץ באותו הכוח שכדור הארץ מושך אותה , אך בכיוון המנוגד לכיוון כוח הכבידה ; שני אנשים בעלי משקל שונה המושכים בחבל , מפעילים עליו כוחות שווים כל עוד החבל אינו זז . ההסבר להשפעה השונה של הכוח על כל אחד מן הגופים , נעוץ בסך כל הכוחות הפועלים על כל גוף בנפרד , ותלוי בגורמים כמו מסת הגוף . לדוגמה , כוח המשיכה שמפעילה האבן על כדור הארץ גורם לשינוי זניח במהירותו , עקב המסה העצומה שלו . בפרק מתוארות הדגמות והתנסויות שבהן מומחש החוק השלישי של ניוטון באמצעות מדידות כמותיות . . 3 חיכוך - התלמידים מכירים בפרק זה שני סוגים של כוח חיכוך : חיכוך קינטי , כמו זה הקיים בין כיסא המוזז על הרצפה , וחיכוך סטטי , כמו זה הקיים בהליכה או בתנועה של מכוניות . כיוונו של כוח החיכוך מנוגד תמיד לכיוון שבו המשטחים נעים או " מנסים לנוע . " שני סוגי כוחות החיכוך - גם הסטטי וגם הקינטי , עשויים " להפריע" לתנועה , כלומר לפעול נגד כיוון התנועה או לאפשר תנועה , כלומר לפעול בכיוון התנועה . תלמידים רבים חושבים כי כוח החיכוך תמיד מפריע לתנועה , לדוגמה חיכוך מפריע לתנועה של חלקי מכונות , מאט את מהירות הנסיעה באופניים ועוד . אך לעתים קרובות חיכוך הוא מה שמאפשר את התנועה . בפרק מוצגות דוגמאות לחשיבות קיומו של כוח החיכוך בחיי היומיום . למשל הליכה על המדרכה , נסיעה של מכונית בכביש . במקרים אלה החיכוך הוא חיכוך סטטי , המאפשר תנועה . לדוגמה , כאשר גלגלי המכונית מסתובבים , בכל פעם נוגע בקרקע חלק אחר של הגלגל , שאינו מחליק על הקרקע . כוח החיכוך הנוצר בין הגלגל לקרקע הוא כוח חיכוך סטטי , המאפשר את תנועת המכונית קדימה . המחשה

السابق  |  التالي