Matura z fizyki - Serwis maturalny WSiP

Kłopoty z drugą zasadą dynamiki?

12 października 2015

Mogłoby się wydawać, że uczniowie przystępujący do egzaminu maturalnego z fizyki potrafią bez trudu opisać ruch ciała, znając działające na nie siły. A jednak zaledwie 19% maturzystów rozwiązało zadanie nr 2 z arkusza maturalnego (maj 2015).

Nie byłoby w tym nic dziwnego, bo zadanie nie należało do łatwych, ale nauczyciele, z którymi miałam okazję rozmawiać, twierdzili, że uczniowie poprawnie rozwiązali pierwszą, trudniejszą część zadania, a nie poradzili sobie z drugą jego częścią. Czy to nie zaskakujące? Aby wskazać prawidłowe uzupełnienie pierwszej części zdania w tym zadaniu, należało ustalić zwrot dodatkowej siły działającej na wózek. Uczniowie, którzy świadomie wybrali poprawny wariant B (zwrot siły w lewo), albo wykazali się intuicją wspartą osobistym doświadczeniem przykrych skutków działania sił bezwładności (np. w środkach komunikacji!), albo przeprowadzili przedstawione poniżej rozumowanie.

obrazek
Zastanówmy się teraz, co mogło sprawić uczniom trudności w drugiej części zadania. Jeśli w temacie nie podano informacji o zwrocie prędkości, z którą wózek poruszał się ruchem jednostajnym, to należało przeanalizować dwa przypadki. Gdyby wózek poruszał się w lewo, to po zadziałaniu dodatkowej siły poruszałby się nadal w lewo ruchem jednostajnie przyspieszonym, a gdyby po­ruszał się w prawo, to kontynuowałby ruch w prawo, ale byłby to ruch jednostajnie opóźniony. Zatem wózek „mógł poruszać się w dowolną stronę (w prawo lub w lewo)”. Dlaczego wielu uczniów uznało, że „wózek musiał poruszać się w lewo”, czyli w tę samą stronę, w którą zwrócone były siła i przyspieszenie wózka? Przyczyną może być zbyt pobieżne omawianie na lekcjach drugiej zasady dynamiki. Jej treść uczniowie zazwyczaj „recytują” bez głębszego zastanowienia, ograniczając się do szczególnego przypadku, w którym w wyniku działania na ciało stałej, niezrównoważonej siły wypadkowej porusza się ono ruchem jednostajnie przyspieszonym. Typowe zadania, w których rozważa się ruch pod wpływem sił działających na początkowo spoczywające ciało utrwalają ten nawyk. A przecież druga zasada dynamiki to nieocenione źródło informacji o przyczynach wszystkich rodzajów ruchów! Proponuję zajrzeć na stronę 69 podręcznika Z fizyką w przyszłość (rozdział 2.2) i przedyskutować z uczniami omówione tam przypadki.
I jeszcze kilka słów o zadaniu 15.2 typu „wyjaśnij”. Tylko 16% maturzystów sprostało wymaganiom. Czy pozostałym zabrakło umiejętności wyjaśniania zjawisk, czy wiedzy na temat efektu fotoelektrycznego? Pisemne formułowanie wyjaśnienia zjawisk można polecać uczniom przy każdej okazji. Natomiast cenną pomocą w uzupełnieniu braków w wiadomościach mogą być łatwo dostępne materiały pomocnicze Whiteboard do podręcznika Świat fizyki (zakres podstawowy). Dają one nie tylko możliwość atrakcyjnego wprowadzania nowych treści i sprawdzania wiedzy „na bieżąco”, ale także umożliwiają wykonywanie symulowanych doświadczeń m.in. z zakresu fizyki jądrowej i atomowej, np. badanie efektu fotoelektrycznego. Warto skorzystać z tych materiałów, ułatwiając sobie i uczniom powtarzanie wiadomości przed maturą, od której dzieli nas (aż albo tylko) sześć miesięcy.

dr Maria Fiałkowska

Współautorka i redaktorka podręczników dla szkół ponadgimnazjalnych „Świat fizyki” i „Z fizyką w przyszłość”.

Harmonogram wydarzeń