על מה מדובר?
תנועה מעגלית היא תנועה של עצם במסלול מעגלי סביב נקודה או סביב ציר סיבוב. תנועה מעגלית נפוצה מאוד בטבע, וניתן לראותה בתנועת כוכבים, זרמי ים, רוחות ועוד. דוגמאות נוספות למערכות המתוארות על ידי תנועה מעגלית: ילדים בקרוסלה, גלגל ענק, סיבוב אנכי ברכבת הרים, וגם לוויין המקיף את כדור הארץ ,מסה מסתובבת הקשורה לחוט מתוח, מטען חשמלי בשדה מגנטי. גוף הנע בתנועה מעגלית אינו צריך להשלים מעגל שלם, גם תנועה בקשת מקיימת את מאפייני התנועה המעגלית.
תנועה מעגלית קצובה היא תנועה שבה גודל המהירות אינו משתנה אלא רק הכיוון שלה. מאחר שמהירות היא גודל וקטורי, תנועה זו איננה תנועה שוות מהירות. תנועה מעגלית מתאפשרת גם כאשר גודל המהירות אינו קבוע. דוגמה לתנועה מסוג זה היא תנועת מטוטלת אנכית בהשפעת כוח הכבידה.
בדוגמה זו אנו מציגים פעילות המערבת את גופם של התלמידים ומסייעת להבנה של מאפייני התנועה המעגלית.
איך?
בלמידה מעוגנת הגוף שבדוגמה שלפנינו, הגוף משמש להמחשת התופעה הפיזיקלית עצמה, ולא רק כמודל שלה.
תלמיד מתבקש לצעוד בקצב קבוע, במסלול ישר. בשלב מסוים המורה נותן לו קצה חוט להחזיק בו. המורה עומד במקום ומעודד את התלמיד להתמיד בהליכתו, גם מבחינת הקצב וגם מבחינת המסלול. התלמיד ממשיך בהליכתו, אך הוא מרגיש שהוא נאלץ לשנות את מסלולו למסלול מעגלי בגלל הכוח שהחוט מפעיל עליו. התחושה של שינוי המסלול מגיעה מהרגליים, מהשרירים ומהגידים של התלמיד עצמו. כך התלמיד חווה באמצעות גופו את הכוחות היוצרים תנועה מעגלית.
אנו ממליצים לבצע פעילות זו בהשתתפות כל התלמידים, לא רק בהדגמה. לסדר את השולחנות והכיסאות בהיקף הכיתה, לחלק את התלמידים לזוגות, לחלק חוט לכל זוג, וכך לאפשר לכל תלמיד לחוש את התחושות הגופניות הנובעות משינוי המסלול למסלול מעגלי.
הפעילות הזו מטפלת בתפיסה שגויה של התלמידים. הם סבורים תחילה שהכוח השקול/התאוצה של הגוף מקדמים את גופם אל מרכז המעגל. בפעילות זו הם חווים שהכוח/תאוצה משנים את כיוון התנועה שלהם, והם אינם מתקדמים למרכז המעגל.
להורדת הפרקטיקה כPDF
הכוללת את תוכן הדף בהרחבה
שיעור לדוגמא:
דוגמאות ליישום הפרקטיקה
מקורות
זוהר, ר', בגנו, א', אלון, ב' ואברהמסון, ד' (2017). יצירתיות וקוגניציה בלמידה מעוגנת גוף של מושגים בפיזיקה. תהודה, 35(2), 34-19.
Etkina, E., Warren, A., & Gentile, M. (2006). The role of models in physics instruction. The physics teacher, 44(1), 34-39.
Hestenes, D. (1987). Toward a modeling theory of physics instruction. American journal of physics, 55(5), 440-454.
Hunter, G. C., & Rachel, E. S. (2015). Enacting conceptual metaphor through blending: Learning activities embodying the substance metaphor for energy. International Journal of Science Education, 37(5-6), 839-866.
Scherr, R. E. (2008). Gesture analysis for physics education researchers. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 4(1), 010101
Singh, V. (2010). The electron runaround: Understanding electric circuit basics through a classroom activity. The Physics Teacher, 48(5), 309-311.
Skulmowski, A., & Rey, G. D. (2018). Embodied learning: Introducing a taxonomy based on bodily engagement and task integration. Cognitive Research: Principles And Implications, 3(1), 6.b
https://www.quora.com/What-are-some-misconceptions-about-voltage-and-current
