1

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣΕΝΑΡΙΟ

ΑΝΩΣΗΦΥΣΙΚΗ Β΄ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Χρήστος Γκοτζαρίδης 4Σχολικός σύμβουλος ΠΕ

:ΣΚΟΠΟΣ Παρουσίαση της έννοιας της Άνωσης μέσα από εφαρμογές και

.δραστηριότητες

:ΣΤΟΧΟΙ

ΓΝΩΣΕΙΣ :Στο τέλος του σεναρίου να μπορούν οι μαθητές

1. N α μπορούν να συζητούν και να αναλύουν φαινόμενα σχετικά με .την Άνωση

ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ1. Να μπορούν να προτείνουν και να κατασκευάζουν πειραματικές

.διατάξεις για την μελέτη του φαινομένου της Άνωσης2. .Να αναπτύξουν δεξιότητες χειρισμού συσκευών3. Να συνδέουν τις σχολικές γνώσεις με την βιωματική τους

.εμπειρία4. .Να αναπτύξουν κριτική σκέψη

ΣΤΑΣΕΙΣ1. .Ανάπτυξη ενδιαφέροντος για τη Φυσική2. .Ενίσχυση της ομαδικής εργασίας

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

2

Σύντομη περιγραφή του σεναρίου

Σύμφωνα με τις ισχύουσες οδηγίες για τη διδασκαλίας του θέματος , της άνωσης στη Β΄ Γυμνασίου η μελέτη δεν επεκτείνεται σε τύπους . , και σε μαθηματική επίλυση Σαν συνέπεια αυτού δεν μπορεί να γίνει

σαφής και η σημασία που έχει η χρήση της έννοιας της πυκνότητας .για τη μελέτη του φαινομένου

Το σενάριο ξεκινά με μία εικόνα που είναι οικεία στα παιδιά και . τους ζητείται να προσεγγίσουν βιωματικά την δύναμη της Άνωσης

" " Στη συνέχεια δίνεται μία εικόνα που αδυνατίζει την πεποίθησή " " τους ότι η δύναμη αυτή μπορεί να ανεβάζει τα σώματα στην

. επιφάνεια

-Στη συνέχεια γίνεται μία ιστορική αναφορά στον Αρχιμήδη και σιγά σιγά προσεγγίζεται η έννοια της Άνωσης μέσα από παραδείγματα

. καθημερινά

Η ανάγκη να μιλήσουμε και για την πυκνότητα προκειμένου να έχουμε μία ολοκληρωμένη εικόνα της Άνωσης φαίνεται μέσα από τα

, παραδείγματα που μελετούνται όμως η μελέτη περιορίζεται μόνο σε ( ποιοτικά χαρακτηριστικά της πυκνότητας των υγρών έχει πολύ

, ).αλάτι έχει αέρα κτλ

Το σενάριο δεν εκτείνεται σε πειραματική επαλήθευση της αρχής του , Αρχιμήδη μπορεί όμως πολύ εύκολα να προστεθεί μία εμβόλιμη

. σχετική εργαστηριακή δραστηριότητα Το ίδιο ισχύει και για τη περίπτωση που σε κάποιες τάξεις θα επιλεγεί και μαθηματική

.προσέγγιση του θέματος

Επιδιωκόμενος στόχος είναι να μπορούν οι μαθητές στο τέλος των μαθημάτων να μπορούν να συζητούν για θέματα άνωσης και

. πλεύσης

:Διάρκεια εφαρμογής Δύο διδακτικές ώρες

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

3

ΆνωσηΕισαγωγική δραστηριότητα

Σκεφτείτε για λίγο τη σκηνή που κάποιο καλοκαίρι παίζοντας στη θάλασσα ή σε κάποια πισίνα πηδήξατε από ένα ύψος μέσα στο νερό. Στην αρχή πήγατε ...στον πάτο, μπορεί και να πονέσατε λιγάκι, αλλά δεν μείνατε εκεί! Θυμηθείτε για λίγο τί νοιώσατε. Μπορούσατε να μείνετε, αν το θέλατε, εκεί κάτω στον πάτο; Μήπως νοιώθαμε "κάτι" να σας τραβάει προς τα πάνω; Για αυτό το "κάτι" θα μιλήσουμε εδώ.

Αυτό το "κάτι" που προσπαθεί να μας ανεβάσει στην επιφάνεια, αφού μας κινεί προφανώς είναι μία .............. .........., και έχει κατεύθυνση προς.......................

Μας κινεί προς τα άνω και γι αυτό την ονομάζουμε ΑΝΩΣΗ!!

Ερώτηση: Αυτός ο δύτης γιατί δεν ανεβαίνει προς τα πάνω; Δεν δέχεται Άνωση;

Συζητείστε με την ομάδα σας και προσπαθήστε να δώσετε μία επιστημονική ερμηνεία.

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

Εύρηκα! Εύρηκα!

4

Αν δεν τα καταφέρατε δεν πειράζει. Αυτά τα θέματα θα μελετήσουμε στη συνέχεια και θα βρούμε μαζί την

απάντηση.

Μαθαίνουμε για την Άνωση

Η άνωση είναι μια χαρακτηριστική δύναμη που εμφανίζεται σε όλα τα σώματα που βυθίζονται σε υγρά. Η άνωση δρα ακριβώς αντίθετα με τη δύναμη της βαρύτητας, δηλαδή με το βάρος του σώματος. Το γεγονός αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τα σώματα που βυθίζονται σε υγρό να φαίνονται ελαφρύτερα.

Την έννοια της Άνωσης και τα χαρακτηριστικά της μελέτησε ο Αρχιμήδης (έζησε γύρω στο 287 π.Χ. - 212 π.Χ.). Ο μύθος λέει ότι η μελέτη του άρχισε καθώς παρατήρησε ότι το νερό ξεχείλιζε από τη μπανιέρα καθώς βύθιζε το σώμα του μέσα σ αυτήν. Από αυτή τη παρατήρηση και άλλα πειράματα, βρήκε ότι όταν ένα αντικείμενο βυθίζεται σε υγρό, τότε δέχεται μία δύναμη που είναι ίση με το βάρος του υγρού που εκτοπίζει το σώμα καθώς βυθίζεται. Η δύναμη αυτή είναι αντίθετη από το βάρος του σώματος.

Εργασία για το σπίτι: Αναζητήστε το σχετικό μύθο και μερικές επιπλέον πληροφορίες για το έργο του Αρχιμήδη.

Δραστηριότητα:

Θα χρειαστούμε ένα ποτήρι νερό που είναι γεμάτο μέχρι πάνω. Αφήνουμε μέσα στο ποτήρι ένα πλαστικό μπαλάκι και βλέπουμε ότι το νερό ξεχειλίζει από το ποτήρι. Αν συγκεντρώσουμε αυτή τη ποσότητα του νερού και τη ζυγίσουμε, θα τη βρούμε να έχει βάρος όσο το βάρος που έχει το μπαλάκι.

Αν μιλήσουμε για τον όγκο του νερού που ξεχείλισε, θα πρέπει να πούμε ότι είναι ίσος με τον όγκο που έχει το κομμάτι από το μπαλάκι που βυθίστηκε στο νερό. Το βάρος του νερού όμως είναι ίσο με όλο το βάρος που έχει το μπαλάκι και ας μην έχει βυθιστεί όλο μέσα στο νερό.

Για να ερμηνεύσουμε και να καταλάβουμε αυτή τη παρατήρηση θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε και την έννοια της πυκνότητας των σωμάτων.

Μελέτη και υπολογισμοί:

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

Να προτείνετε μία εργαστηριακή διάταξη ώστε να μπορέσετε να κάνετε τις μετρήσεις που αναφέρονται στην δραστηριότητα.

5

Εδώ θα χρειαστεί να ανοίξετε το πρόχειρο και να μελετήσετε μαζί με τον καθηγητή σας κάποιες σχέσεις.

Μερικά παραδείγματα άνωσης:

Ένας άνθρωπος που βρίσκεται μέσα σε υγρό έχει τη δυνατότητα να αυξομειώνει την άνωση που ασκείται πάνω του. Αν αναπνεύσει βαθειά και γεμίσει τα πνευμόνια του με αέρα τότε αυξάνεται η άνωση που ασκείται πάνω του.Μήπως μπορείτε να βρείτε το λόγο;

Αντίθετα αν εκπνεύσει τότε μειώνεται η άνωση. Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει την άνωση που δέχεται το ανθρώπινο σώμα είναι η ποσότητα λίπους που περιέχει. Το λίπος έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό, ενώ ταυτόχρονα αυξάνει και τον όγκο του ανθρώπινου σώματος. Αντίθετα η πυκνότητα των οστών είναι μεγαλύτερη από του νερού.

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

Όσο πιο βαθιά μπαίνει κάποιος στο νερό, τόσο "ελαφρύτερος" αισθάνεται. Ένα ανθρώπινο σώμα που βυθίστηκε μέχρι το επίπεδο της μέσης θα ζυγίζει μόνο το 40% -50% του βάρους του στην ξηρά. Μέχρι στο στήθος η άνωση αντιστοιχεί σε 75% του βάρους του. Αν κάποιος βυθιστεί μέσα στο νερό μέχρι το λαιμό του, τότε η σπονδυλική στήλη του σηκώνει μόνο το 10% του σωματικού του βάρους. (Jamison & Ogden, 1994)

6

Οι παράγοντες οστά, μυϊκή μάζα και σωματικός λίπος είναι αυτοί που κάνουν κάποιους ανθρώπους να μπορούν να επιπλέουν στο νερό ευκολότερα από άλλους.

Η Άνωση δεν εξαρτάται μόνο από τη ποιότητα του ανθρώπινου σώματος, όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Στη φωτογραφία βλέπουμε έναν άνθρωπο που με πολύ μεγάλη άνεση επιπλέει το νερό και διαβάζει την εφημερίδα του. Μπορείτε να υποθέσετε πώς γίνεται αυτό; Συνεχίζοντας τον ίδιο συλλογισμό συγκρίνετε τη περίπτωση που κάποιος κολυμπά σε μία λίμνη ή σε μία πισίνα με γλυκό νερό, με τη περίπτωση ο ίδιος άνθρωπος να κολυμπά στη θάλασσα. Σε ποια περίπτωση του είναι πιο εύκολο να κολυμπήσει;

Όταν θέλουμε να πούμε ότι κάτι είναι μόνο ένα μικρό κομμάτι ενός πολύ μεγαλύτερου θέματος λέμε ότι αυτό αποτελεί «τη κορυφή του παγόβουνου».Πράγματι η μάζα του παγόβουνου βρίσκεται κατά (σχεδόν) 9/10 κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Γιατί συμβαίνει αυτό;

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

Κολύμπι στη Νεκρά Θάλασσα.Η Νεκρά θάλασσα περιέχει

τεραστία ποσότητα αλατιού και έτσι

έχει πολύ μεγάλη πυκνότητα.Αυτή επηρεάζει και το μέγεθος

της ασκούμενης Άνωσης.

Σχεδόν όλη η μάζα του παγόβουνουβρίσκεται κάτω από το νερό.

7

Η απάντηση κρύβεται στις πυκνότητες πάγου και νερού.

Άσκηση:Αν είναι γνωστό ότι η πυκνότητα του πάγου είναι 0,9 g/cm3 και του νερού (περίπου) 1g/cm3, να κάνετε υπολογισμούς και να αποδείξετε την πιο πάνω πληροφορία.

Πείραμα:Με τη βοήθεια ενός άδειου μπουκαλιού από αναψυκτικό να δημιουργήσετε συνθήκες ώστε τα 9/10 του κουτιού να είναι μέσα στο νερό.Περιγράψτε τον τρόπο που σκεφτήκατε για να το πετύχετε.

Τα σωσίβια βοηθούν στο να μπορεί κάποιος να σταθεί στην επιφάνεια του νερού. Δώστε μια εξήγηση σ αυτό, αφού πρώτα λάβετε υπόψη σας αυτά που αναφέρονται στα πρώτα παραδείγματα της παραγράφου.

Τώρα μήπως μπορείτε να απαντήσετε στο αρχικό ερώτημα;

Χρήστος Γκοτζαρίδης. 4 Σχ σύμβουλος ΠΕ

Το σωσίβιο βοηθά αυτούς που δεν ξέρουν να κολυμπούν να επιπλέουν στη θάλασσα.