Nastavna jedinica: Akustika, zvuk
Tip sata: sistematizacija Oblik rada: frontalni, individualni, eksperimentalna vježba Cilj sata kognitivni (znanje) afektivni (stavovi) psihomotorički (vještine). Učenice će steći i razviti interes za prirodno-naučnu kulturu, istraživačku i kooperativnu kulturu, uvidjet će odnose, upoznati vrijednost zvuka i uticaj na ljude. Sistematizacija znanja iz akustike treba da bude mjerilo djelotvornosti ranijeg odgojno- obrazovnog procesa u području akustike: Učenice će znati analizirati, opisati oglede, definisati varijable, napraviti ogled, uporediti rezultate i argumentirati, zauzeti stav o zvuku i muzici koju slušaju, te naučiti koristiti Phyphox u svakodnevnom životu znanje - sposobnost analiziranja činjenica, klasifikacija, definicija, teorija razumijevanje - sposobnost transfera podataka iz jednog oblika u drugi; interpretacija važnosti podatka primjena - sposobnost primjene znanja, iskustva i vještine u novoj situacijianaliza - sposobnost razdvajanja informacija na različite dijelove Uvodni dio časa: Zatvorite oči i slušajte, stvarno slušajte. Koje vrste zvukova čujete? Kako biste opisali zvukove; jesu li glasni, meki, umirujući, iritantni? Zvuk je ono što mi (ili životinje) čujemo kada zvučni valovi putuju kroz medij do naših ušiju (20Hz do 20 000 Hz). Zvukovi nastaju jer molekule vibriraju i proizvode valove koji su longitudinalni. Zvučni talas putuje od izvora do našeg uha, uzrokujući pomicanje tri male kosti u uhu, vibriranje bubnjića, a vibracije putuju kroz pužnicu i prenose se na slušni živac. Slušni živac šalje signal u mozak i zvuk se tumači. Nabrojte neprijatne zvukove! Učenici nabrajaju. Najčešće su to škripa krede, nokat po tabli, viljuška po tanjiru... Zašto nam smeta npr. škripanje krede? Jeste li se kad zapitali kako nastaje taj neugodan zvuk i zašto nam on baš toliko smeta (ili nas zabavlja)? Je li problem u tome da je to škripanje jako glasno? Ili je stvar u previsokim tonovima koji se javljaju? Dublji tonovi su nam obično ugodniji od visokih. Zvuči logično. No stvarnost, kao i obično, nije baš tako jednostavna: nije problem u visini tona! Kad zvuk dođe do našeg uha, zrak kroz uho se stisne prema unutra (ili povuče prema van, ali u konačnici je efekt isti). Zrak se prvo stisne, a onda se vraća natrag – otprilike kao opruga. Zvuk krede nam smeta zbog rezonancije koja se desi u kanalu uha! Koja je frekvencija zvukova koje naše uho pojačava? Ako je ušni kanal dug između dva i tri centimetra, to je udaljenost između dijela u kojem se zrak gotovo uopće ne pomiče (čvor) do tačke u kojoj se maksimalno pomaknuo (trbuh). Problematične valne duljine tonova su nam četiri puta duže: od osam do dvanaest centimetara. Evo racun 0,08m =340ms-¹/f, f=340/0,08=4250Hz Ili 340/0,12=2833Hz (malo ispod tri, do nešto iznad četiri hiljade herca) Naše uho jako pojačava zvuk skoro tačno u onom području u kojem nas škripanje jako smeta. Daljnja istraživanja pokazuju da slušanje zvukova s frekvencijama od dvije do pet hiljada herca (opet taj blizak raspon) jako djeluju na amigdalu, dio mozga koji je odgovoran za naše emocije. U tom frekventnom području nalazi se i plač beba i vrištanje ljudi u opasnosti. Moguće je da je naš neugodan osjećaj posljedica toga da su nam takvi zvukovi oduvijek označavali jako važne, ali i jako opasne stvari. Ako je to tačno, zanimljivo je pitanje da li se naš slušni kanal evolucijski prilagodio da najbolje čujemo te, nama bitne zvukove. Eksperiment Otvorite aplikaciju Arduino Science Journal Nađite senzor sa oznakom note Neka neko namjerno zaškripi noktom po tabli (nema vaših zvukova jeze!) Senzor ce izmjeriti frekvenciju. Zanimljiva legenda o "brown noti" – frekvenciji zvuka toliko niskoj da njezina rezonancija kroz ljudsko tijelo uzrokuje spontano, nekontrolirano pražnjenje crijeva – na sreću nije ništa više od legende. Čini se da je porijeklo ovog urnebesnog, iako uznemirujućeg mita lažni članak objavljen 1974., u kojem se opisuje divovski rog koji je čitavoj publici izazvao proljev uz izvođenje državne himne na njezinom otkrivanju 1850. godine! Mjerenje brzine zvuka pljeskanjem (aplikacijom PhyPhox) Aplikaciju PhyPhox je dosad preuzelo 1,5 miliona ljudi! Prvobitno je dizajnirana za vlastito predavanje za predmet "Eksperimentalna fizika I" za studente prve godine fizike na Sveučilištu RWTH Aachen. Kako je sve krenulo? Kada se profesor Christoph Stampfer spremao po prvi put održati predavanje iz Eksperimentalne fizike 1, shvatio je da bi mnoge pokuse iz područja klasične mehanike studenti mogli provoditi sami pomoću svojih pametnih telefona. Član njegovog osoblja, bistri um Sebastian Staacks, je razvio aplikaciju "Phyphox", u početku, samo za potrebe ovog predavanja. U jesen 2016., phyphox je objavljen i testiran za ovo predavanje. Reakcije studenata bile su iznimno pozitivne i uskoro su sami počeli sastavljati eksperimente (počeli su istraživati centrifugalna ubrzanja s okretnim stolicama, točkovima bicikla ili na vrtuljcima). No, iako su se potajno nadali, nisu očekivali neku posebnu reakciju izvan njihovog Sveučilišta. Ipak, napravili su web stranicu sa uputama i nekoliko demonstracijskih videa. Uskoro su gole brojke bile ogromne: 100000 instalacija unutar prve godine, milion nakon završetka treće godine. Dobili su priznanje od MNU-a (Njemačkog udruženja nastavnika prirodnih nauka), AGPP-a DPG-a (radne grupe za tečajeve fizikalnih laboratorija u sklopu Njemačkog društva za fiziku) i Stifterverband-a (organizacije za daljnje obrazovanje, nauku i istraživanje). Potreban materijal: - 2 pametna telefona ili tableta s aplikacijom phyphox i internet konekcijom - mjerna traka - kalkulator "Akustična štoperica" iz Phyphoxa pokreće i zaustavlja tajmer pametnog telefona kada se preko ugrađenog mikrofona prime zvukovi koji su glasniji od okoline. Ovaj koncept se može pokazati učenicima jednostavno pljeskajući i puštajući ih da isprobaju kako reaguje akustična štoperica. Ako štoperica krene bez pljeskanja, obično je dovoljno povećati ili smanjiti prag pokretanja (triggera) i to je jedina potrebna eksperimentalna konfiguracija. Kako teče eksperiment? Mjernom trakom izmjerimo razmak između dva pametna telefona (rezultati će biti tačniji što je razmak veći) obično se uzme 5m za uslove učionice. Učenik A generiše zvučni signal pljeskanjem dlanom o dlan i tako pokreće mjerač vremena na oba telefona. Ključna stvar je što će telefon B na drugom kraju započeti mjerenje s malim kašnjenjem koje je jednako vremenu ∆td koje je potrebno kako bi zvuk prošao udaljenost d između oba telefona. Zatim, dok oba telefona rade, drugi učenik (B) generiše drugi zvučni signal za zaustavljanje oba telefona. Sada, zbog udaljenosti telefona A, on dobija odgođeni okidač za zaustavljanje tajmera. To znači onaj telefon A koji je pokrenut ranije za ∆td, sada se također zaustavlja kasnije za ∆td. Stoga telefon A mjeri ukupno vrijeme ∆tA jednako je vremenu ∆tB (mjereno telefonom B) plus dva puta ∆td: ∆tA=∆tB+2∆td ∆td=(∆tA-∆tB)/2 Stoga možemo dobiti ∆td iz razlike oba mjerena vremenska intervala, što rezultira obrascem za brzinu zvuka: c=2d/∆td Generatorom frekvencija pustiti frekvenciju škripe nokta po tabli. Završni dio časa Metafizika i pseudonuka Dana 06.11. u III1 održan je ogledni čas fizike "Hello, Morse" (sistematizacija gradiva iz područja elektromagnetizma), na kojem je prisustvovala psihologinja škole, mr.sci Esma Mehić - Hadžić. Ciljevi časa bili su prikazati raznolikost kodova i formirati predstavu o ulozi kodiranja podataka; razvoj kognitivnog interesa i kreativne aktivnosti učenika; razvoj tačnosti i dosljednosti u izvršavanju zadataka, osposobljavanje za rad u timu. Učenici su na svoje pametne telefone instalirali aplikaciju sa Morseovom abecedom, te naučili napisati poruku za profesoricu. Pogledali su naučno-dokumentarni film o teškom životu Samuela Morsea, ali i njegovoj borbi da iz vlastite tragedije izvuče snagu kako bi pomogao čovječanstvu. Poseban akcenat je bio na znaku SOS i na snalažljivosti ljudi u teškim situacijama Amna Dervišagić, prof. |
gimnazija bosanska krupa Određivanje brzine svjetlosti ArchivesCategories |