Εισαγωγικό ένθετο. Μονάδες μήκους, χρόνου, μάζας και δύναμης. Μέση ταχύτητα.

ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ

ΒΑΣΙΚΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ

ΣΤΟΧΟΙ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ

1.1 ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ

-Προσδιορισμός θέσης σώματος-σημείου σε άξονα (αρχή, φορά και μοναδιαίο μήκος σε άξονα).

-Μετατοπίσεις σε άξονα.

-Ομαλή κίνηση και η ταχύτητα.

-Ομοιόμορφα μεταβαλλόμενη κίνηση και επιτάχυνση.

[Μαθ.: Γραφική παράσταση ευθείας και η κλίση της. Γενίκευση σε καμπύλες]

(7 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να προσδιορίζει τη θέση ενός σώματος και τη χρονική στιγμή ενός συμβάντος, και να αναφέρει σχετικά παραδείγματα από την καθημερινή ζωή.

-Από έναν πίνακα πειραματικών τιμών (x-t) ομαλής κίνησης να σχεδιάζει το διάγραμμα (x-t) και να υπολογίζει τη ταχύτητα.

-Να αποδίδει γραφικά τα μεγέθη θέση, ταχύτητα και επιτάχυνση στην ομοιόμορφα μεταβαλλόμενη κίνηση.

-Να εφαρμόζει τους “νόμους” της κίνησης σε φαινόμενα καθημερινής ζωής (πχ οδική κυκλοφορία).

-Να χρησιμοποιεί με ευχέρεια τις μονάδες.

-Πείραμα ομαλής κίνησης με χρήση χρονομετρητή.

-Επεξεργασία στροβοσκοπι-κών δεδομένων ομοιόμορφα επιταχυνόμενης κίνησης.

-Συνθετική εργασία με προσπέρασμα αυτοκινήτων και απόσταση ασφαλείας αντίδρασης οδηγού (2 sec).

1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

-Δύναμη και μέτρησή της.

-Πρόσθεση συγγραμικών δυνάμεων.

-Θεμελιώδης νόμος Νεύτωνα.

-Μάζα αδράνειας.

-Ελεύθερη πτώση.

[Τεχν.: Η χρησιμότητα της ζώνης ασφαλείας και του αερόσακου]

[Μαθ.: Εμβαδόν διαγράμματος γραφικής παράστασης]

(7 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να μετρά δυνάμεις.

-Να διατυπώνει με σύμβολα και με λόγια το νόμο του Νεύτωνα και να τον εφαρμόζει σε φυσικά φαινόμενα καθημερινής ζωής.

-Να προσδιορίζει την αδρανειακή μάζα ενός σώματος και να γνωρίζει ότι σταθερή ολική δύναμη προκαλεί ομοιόμορφα μεταβαλλό-μενη κίνηση.

-Να διακρίνει τις αρχικές συνθήκες μιας κίνησης, πώς αυτές επηρεάζουν την κίνηση ενός σώματος και να αναφέρει κινήσεις καθημερινής ζωής με την ίδια δύναμη αλλά με διαφορετικές αρχικές συνθήκες.

-Να εφαρμόζει το νόμο του Νεύτωνα στην ελεύθερη πτώση.

-Να χρησιμοποιεί με ευχέρεια τις μονάδες.

-Να σχεδιάζει και να εκτελεί απλά πειρά-ματα για τον προσδιορισμό κινηματικών φυσικών μεγεθών.

-Πείραμα πρόσθεσης δυνάμεων με συγγραμμικά δυναμόμετρα.

-Πείραμα με καροτσάκι επιταχυνόμενο με βαρίδια και αποτύπωση της κίνησής του σε χαρτοταινία. α) Στα-θερή δύναμη προκαλεί σταθερή επιτάχυνση. β) Μελέτη με σταθερή δύναμη.

-Πειράματα με τον αδρανειακό ζυγό.

1.3 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

-Αλληλεπίδραση σωμάτων (δράση-αντ’ιδραση), δυνάμεις επαφής και δυνάμεις από απόσταση.

-Πρόσθεση δυνάμεων στο επίπεδο και πολλαπλάσια δύναμης.

-Ο νόμος της τριβής.

-Οριζόντια βολή.

-Ορθογώνιο σύστημα αναφοράς και ανάλυση μετατόπισης, ταχύτητας και δύμαμης σε συντεταγμένες.

-Νόμος Νεύτωνα σε διανυ-σματική μορφή και σε αλγεβρική μορφή ανά συνιστώσα.

-Ομαλή κυκλική κίνηση και χαρακτηριστικά της μεγέθη.

[Μαθ.: Πράξεις και ιδιότητες διανυσμάτων]

[Ιστ.: Από τον Αριστοτέλη στο Νεύτωνα]

[Φαιν.: Μήκος φρεναρίσματος και απόσταση ασφαλείας]

(12 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να οριοθετεί και να κατονομάζει το σύστημα σε σχέση με το εκάστοτε περιβάλλον.

-Να σχεδιάζει τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα από το περιβάλλον.

-Να αντιστοιχεί σε κάθε δράση την αντίδραση η οποία έχει ίση τιμή,αντίθετη φορά και σε διαφορετικό σημείο εφαρμοζόμενη αντίδραση

-Να αναφέρει φαινόμενα καθημερινής ζωής, στα οποία η τριβή παίζει καθοριστικό ρόλο.

-Να υπολογίζει την τριβή.

-Να προσθέτει και να αναλύει σε ορθογώνιους άξονες διανυσματικά μεγέθη, πειραματιζόμενος με το φαινόμενο της οριζόντιας βολής.

-Να εφαρμόζει την τεχνική ανάλυσης μιας κίνησης σε ορθογώνιους άξονες (αρχή ανεξαρτησίας κινήσεων), για να προσδιορίζει τις εξισώσεις κίνησης και την εξίσωση της τροχιάς.

-Να διακρίνει το διανυσματικό χαρακτήρα της ταχύτητας και της επιτάχυνσης στην ομαλή κυκλική κίνηση και να γνωρίζει τη σχέση τους.

-Να συνδυάζει την κυκλική κίνηση και την τριβή για να κατανοεί και να σέβεται κανόνες οδικής κυκλοφορίας.

-Να σχεδιάζει και να εκτελεί συγκεκριμένα πειράματα για τον προσδιορισμό κινηματικών φυσικών μεγεθών.

-Πείραμα πρόσθεσης συν-τρεχουσών δύναμης με δυναμόμετρα.

-Πείραμα εφαρμογής σταθερής δύναμης σε διαφορετικές διευθύνσεις για απόδειξη του διανυσματικού χαρακτήρα του νόμου του Νεύτωνα.

-Πείραμα οριζόντιας βολής.

-Πειραματική επαλήθευση του νόμου της κεντρομόλου δύναμης με την ομώνυμη συσκευή.

-Πείραμα επίδειξης με τη συσκευή σύγχρονων κινήσεων τύπου Β.

-Συνθετικές εργασίες (πχ “Η σημασία της τριβής στην καθημερινή ζωή”).

1.4 ΒΑΡΥΤΗΤΑ

-Νόμος της παγκόσμιας έλξης και πεδίο βαρύτητας.

-Το πεδίο βαρύτητας κοντά στη γη (προσέγγιση).

-Η κίνηση τεχνητών δορυφόρων και σελήνης.

[Τεχν.: Η εξερεύνηση του διαστήματος]

[Φαιν.: Η παλιρροϊκή κίνηση των νερών του Ευρίπου]

[Ιστ.: Ιστορική εξέλιξη των ιδεών για τη βαρύτητα]

(3 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να διατυπώνει με σύμβολα και με λόγια το νόμο της παγκόσμιας έλξης και την προσεγγιστική του μορφή κοντά στη γη.

-Χρησιμοποιώντας αυτό το νόμο, να περιγράφει τις (προσεγγιστικά κυκλικές) κινήσεις τεχνητών δορυφόρων, σελήνης και πλανητών.

-Να γνωρίζει γιατί τα αντικείμενα δεν “φεύγουν” από τη γη και γιατί η σελήνη δεν πέφτει στη γη.

-Συνθετικές εργασίες (πχ “Γεωστατικοί δορυφόροι και η χρησιμότητά τους”).

ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ

ΒΑΣΙΚΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ

ΣΤΟΧΟΙ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ

2.1 ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΟΡΜΗΣ

-Εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις σε ένα σύστημα.

-Διατήρηση ορμής σε κλειστά συστήματα δύο σωμάτων σε μία διάσταση.

(5 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να διακρίνει τις εσωτερικές από τις εξωτερικές δυνάμεις σε ένα σύστημα σωμάτων.

-Να γνωρίζει την ορμή ως μια διατηρήσιμη ποσότητα σε κλειστά συστήματα.

-Να συνδυάζει το επιστημονικό ενδιαφέρον για την ορμή με τη διατήρησή της, και να τη διακρίνει από άλλες ποσότητες (πχ άθροισμα ταχυτήτων) που δε διατηρούνται.

-Πείραμα με καροτσάκια σε μία διάσταση (έκρηξη).

-Πείραμα επίδειξης με μπαλόνι.

2.2 ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

-Στην ελεύθερη πτώση υπάρχει μια ποσότητα που διατηρείται (Μηχανική ενέργεια ως άθροισμα δύο όρων).

-Έργο βάρους και μεταβολή κινητικής ενέργειας.

-Δυναμική ενέργεια σώματος-γης.

-Έργο δύναμης και ισχύς.

-Μονάδες έργου και ισχύος.

-Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας στην οριζόντια βολή.

-Η τριβή δε διατηρεί τη μηχανική ενέργεια.

(10 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να αναγνωρίζει τη μηχανική ενέργεια ως μια διατηρήσιμη ποσότητα και να διακρίνει το κινητικό από το δυναμικό όρο.

-Να συνδυάζει το επιστημονικό ενδιαφέρον για τη μηχανική ενέργεια με τη διατήρησή της, και να τη διακρίνει από άλλες ποσότητες που δε διατηρούνται.

-Να περιγράφει ποιοτικά και ποσοτικά τη σχέση έργου και κινητικής ενέργειας.

-Να συγκρίνει τις συνθήκες για τη διατήρηση της ορμής και τη διατήρηση της ενέργειας.

-Να χρησιμοποιεί τις μονάδες έργου, ισχύος.

-Να χρησιμοποιεί τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας ως εναλλακτικό (εύκολο) τρόπον λύσης ορισμένων μηχανικών προβλημάτων, με έμφαση σε φυσικά φαινόμενα καθημερινής ζωής.

-Να αποδεικνύει πειραματικά και φορμαλιστικά ότι η μηχανική ενέργεια δε διατηρείται όταν υπάρχει τριβή.

-Πειράματα με κατακόρυφα ελατήρια.

-Πείραμα επίδειξης με αμαξίδιο διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.

Εισαγωγικό ένθετο. Θερμόμετρο, τρόποι θέρμανσης και γραμμική θερμική διαστολή. Τήξη, πήξη, βρασμός και υγροποίηση (συμπύκνωση). Πίεση. Μονάδες θερμοκρασίας και πίεσης.

2.3 ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ ΤΗΣ

-Σχέση μοριακής κίνησης με πίεση και θερμοκρασία στα (ιδανικά) αέρια.

-Εσωτερική ενέργεια στα (ιδανικά) αέρια

-Θερμότητα και διατήρηση ολικής ενέργειας.

-Κατάσταση θερμικής ισορροπίας.

-Μετατροπές ενέργειας και ποιοτική γνωριμία με τις μηχανές.

-Υποβάθμιση ενέργειας.

[Φαιν.: Εσωτερική ενέργεια και καιρός]

[Ιστ.: Το αεικίνητο]

[Τεχν.: Ποιοτική περιγραφή της λειτουργίας της μηχανής του αυτοκινήτου]

(6 ώρες)

Ο μαθητής να μπορεί:

-Να συνδέει ποιοτικά τη μοριακή κίνηση με την πίεση και τη θερμοκρασία.

-Να διακρίνει την εσωτερική ενέργεια από τη θερμότητα και να διατυπώνει το νόμο διατήρησης της ολικής ενέργειας.

-Να διακρίνει ότι, κατά τις ενεργειακές μετατροπές, ένα μέρος της ενέργειας αποβάλλεται πάντοτε στο περιβάλλον ως θερμότητα.

-Να διακρίνει ότι έργο και θερμότητα αποτελούν δύο τρόπους ανταλλαγής ενέργειας.

-Να προσδιορίζει ποιοτικά τι σημαίνει ισχύς και τι απόδοση σε συνήθεις μηχανές (αυτοκινήτου κτλ).

-Να αναφέρει φαινόμενα υποβάθμισης της ενέργειας.

-Μηχανικό πείραμα Joule.

-Μηχανικό ανάλογο με μπαλάκι πινγκ-πονγκ.

-Πείραμα θερμικής ισορροπίας δύο υγρών σε επαφή μέσω μεταλλικών ελασμάτων.