I.2. Etapele realizării unui experiment
Activitatea practică se constituie ca unul din principalele instrumente ale cunoașterii umane şi apare firesc, ca în învăţarea fizicii, ştiinţă prin excelenţă experimentală, aceasta să furnizeze cele mai potrivite dovezi pentru fundamentarea teoriei. Învăţând fizica prin activitate experimentală va fi modul cel mai provocator şi interactiv, producându-ți o incitare permanentă și o atitudine pozitivă faţă de conţinutul lecţiilor și nu doar o asimilare pasivă de cunoştinţe.
Experimentul reprezintă o reproducere, cu ajutorul unor aparate speciale, a fenomenului fizic în timpul lecţiei, în condiţiile cele mai favorabile pentru studierea lui.
Experimentul servește simultan atât ca sursă de cunoștințe, cât şi ca metodă de învățare. A experimenta înseamnă a provoca intenționat anumite fenomene, în condiții determinate, pentru studierea lor şi a legilor care le guvernează.
Observarea și măsurarea sunt activități fundamentale în fizică. Pornind de la observarea unor fenomene din natură se realizează experimente în laborator, în cadrul cărora se fac măsurători cu scopul de a găsi legile fizice și formulele matematice care guvernează fenomenul studiat.
Pentru realizarea unui experiment trebuie să parcurgi următoarele etape:
1) Să îți stabilești scopul urmărit în experimentul propus (de exemplu măsurarea unor mărimi, studierea unui fenomen, studierea funcționării unui dispozitiv, demonstrarea unor legi etc.).
2) Să identifici noțiunile teoretice utile în realizarea experimentului.
3) Să îți procuri materialelor necesare.
4) Să respecți cu strictețe normele de protecție a muncii pentru prevenirea accidentărilor.
5) Să respecți modul de lucru.
6) Să efectuezi determinările experimentale și, dacă este cazul, să înregistrezi datele într-un tabel.
7) Să prelucrezi datele experimentale.
8) Să identifici sursele de eroare.
9) Să formulezi concluziile referitoare la obiectivul experimentului.
Materiale necesare:
3 magneți naturali de diferite dimensiuni, cântar sau balanță, cilindru gradat cu apă, riglă, hârtie milimetrică (foaie de matematică).
Descrierea experimentului:
- Cântărește, pe rând, fiecare magnet pentru a determina masa lui.
- Măsoară volumul fiecărui magnet cu cilindrul gradat.
- Completează datele în următorul tabel și prelucrează-le.
- Dă rezultatul măsurării:
- Reprezintă grafic masa corpului în funcție de volumul lui. Vei obține o linie dreaptă. Dacă îți alegi un punct arbitrar de pe dreaptă, vei afla masa corpului la un anumit volum al său. De exemplu pentru punctul roșu: avem m = 18,5 g și V = 4 cm3 .
Ce observi?
Pentru o anumită substanță, cu cât crește masa sa, cu atât crește și volumul său.
Concluzia experimentului:
Densitatea este o constantă pentru o anumită substanță, fiind egală cu raportul dintre masa și volumul corpului.
Materiale necesare:
Riglă, hârtie milimetrică (foaie de matematică).
Descrierea experimentului:
- Desenează pe hârtia milimetrică trei triunghiuri dreptunghice de diferite dimensiuni.
- Măsoară, pentru fiecare, lungimea ipotenuzei (latura opusă unghiului drept) și a celor două catete.
- Completează datele în următorul tabel și prelucrează-le.
Ce observi?
Cu cât crește ipotenuza la pătrat, cu atât crește și suma pătratelor catetelor.
Concluzia experimentului:
- Într-un triunghi dreptunghic, pătratul ipotenuzei este egal cu suma pătratelor celor două catete.
În cele trei triunghiuri dreptunghice de la experimentul nr. 2, trasează înălțimea corespunzătoare ipotenuzei și notează piciorul perpendicularei pe ipotenuză.
Măsoară, cu ajutorul riglei, aceste înălțimi și proiecțiile catetelor pe ipotenuză.
Completează determinările tale în tabelele următoare și prelucrează datele:
Compară rezultatele obținute în ultimele două coloane ale tabelului și trage concluzia experimentului tău. Egalitatea obținută de tine se numește Teorema înălțimii. Scrie enunțul acestei teoreme.
Compară rezultatele obținute în ultimele două coloane ale tabelului și trage concluzia experimentului tău. Egalitatea obținută de tine se numește Teorema catetei. Scrie enunțul acestei teoreme.