IKT műhely - 101 ötlet

 - Interaktív Oktatástechnika Portál - Információk egy fedél alatt www.iot.hu - interaktív tábla, feleltetőrendszerek, feleltető rendszerek, digitális tananyagok, digitális írástudás, online tananyagok, interaktív tananyag, e-tananyag, elektronikus tananyag, pedagógus képzés, IKT képzés
Fizika: Rezonancia (kényszerrezgés) tanítása
 
A rezonancia tanításakor fel kell, hogy hívjuk a tanulók figyelmét arra, hogy a gyakorlatban sok olyan példát találnak, ahol a rendszerekre periodikusan ismétlődő erők hatnak.

Egy ilyen példa: a kátyúba jutott autók kiszabadítása.

A kátyúba jutott autót előre-hátra lengetik, és esetenként a legalkalmasabb pillanatban, a vezető is rásegít egy kis gázzal. Ha a lökések frekvenciája megegyezik az autó saját frekvenciájával, a lengések amplitúdója egyre nagyobb és nagyobb lesz, rezonancia jön létre, és az autó könnyebben kiszabadítható a kátyúból. A rezgést létrehozó külső erő a „gerjesztő erő”, a rezgés létrehozását pedig gerjesztésnek nevezzük.

Az egyesült államokbeli Tacoma-hidat a völgyben periodikusan fújó szél gerjesztette, mégpedig olyan szerencsétlenül, hogy a szél frekvenciája éppen megegyezett a híd saját frekvenciájával. Ezért a kezdeti kis amplitúdójú mozgások fokozatosan növekedtek, míg végül a híd leszakadt. Hasonló okok miatt tilos a katonáknak „egy ütemre lépni”, amikor hídon haladnak át, nehogy az egyszerre gyakorolt, periodikus erők rezonanciába hozzák a hidat.
A Tacoma híd balesetét megjelenítő filmrészlet bejátszásával a tanulók számára megdöbbentő, és iskolai keretek között el nem végezhető formában láttatható a rezonancia jelensége.
A film letölthető, megtekinthető (mpeg formában):

Tacoma híd baleset (htm)

Tacoma híd baleset video clip (mpg)

A kényszerrezgést az alábbi interaktív szimuláció is szemlélteti, magyarul és angolul. A szimuláció megtekintése előtt a tanulókat három külön csoportba osszuk. A három csoport külön feladatot kap. Összegzésként, a szimuláció megtekintése után, mind a három csoportból egy szóvivő, társai számára is ismerteti az eredményt, és közösen megvitatják a látottakat, a
három diagramot:

  • a gerjesztés és a test kitérésének időfüggése
  • a test rezgési amplitúdója a gerjesztés körfrekvenciájának függvényében
  • a gerjesztés és a test mozgása közötti fáziskülönbség függése a gerjesztés körfrekvenciájától.

Kényszerrezgés (rezonancia)

A feladat a Microsoft Magyarország megbízásából készült '101 ötlet innovatív tanároknak" kiadványából való. Az eredeti anyag itt olvasható jos.hu

***

Kapcsolódó cikkek:

Keresés a portálon


Főszerkesztő +Tarnavölgyi Gábor

Hozzászólás

Név:
E-mail cím:
Weblap:
Tárgy:
Hozzászólás: