Kółko fizyczne dla uczniów
I klasy Liceum Akademickiego w Toruniu

Kółko fizyczne odbywało się w semestrze zimowym roku akademickiego 2008/2009 w Zakładzie Dydaktyki Fizyki, Instytutu Fizyki UMK w Toruniu, w poniedziałki od godz. 16⁰⁰ do godz. 17³⁰.

Kółko prowadzili pracownicy ZDF - mgr Andrzej Karbowski i Prof. Grzegorz Karwasz.

6/10/2008 Doświadczenia z kinematyki z komputerem (I)

Jak komputer mierzy prędkość Basi, Rafała i starego pudła?

Uczniowie zapoznali się ze sposobem użycia ultradźwiękowego czujnika położenia (w trybie krótkozasięgowym i długozasięgowym), konsoli pomiarowej i programu DataStudio firmy PASCO. Sami mierzyli swoją prędkość podczas chodzenia z drewnianą płytą (lepiej odbija fale ultradźwiękowe, niż nieregularna powierzchnia ciała) i stwierdzili, że trudno jest uzyskać ruch jednostajny.

Konsola pomiarowa o i oprogramowanie firmy PASCO.

Pomiar położenia wózka poruszającego się ruchem jednostajnym wypoziomowanym torze.

13/10/2008 Doświadczenia z kinematyki z komputerem (II)

O Kubicy, przyspieszeniu, prędkości i drodze, czyli heurystyczne wprowadzenie pojęcia całki z funkcji liniowej

i o równi Galileusza.

Intuicyjne wprowadzenie zasad kinematyki i dynamiki na równi pochyłej.

Jak energia potencjalna zamienia się na energię kinetyczną i jak można się przy tym dobrze bawić.

Uczniowie zbadali ruchu jednostajnie przyspieszonego posługując się repliką równi Galileusza, a następnie wykonali pomiary wspomagane komputerowo z użyciem toru, wózka i czujnika położenia.

Portret Galileusza

Oryginalne notatki Galileusza z narysowaną równią i kulą poruszającą się w dół.

Replika równi Galileusza w Instytucie Fizyki UMK, przed salą 20.

20/10/2008 Jak fizycy badają cząstki elementarne? Nagroda Nobla 2008 za przewidzenie trzech generacji kwarków

Makroskopowe doświadczenia nad rozpraszaniem kulek (grupa wiązkowców vs grupa detektorów),

Wyjaśniono uczniom jak fizycy badają cząstki elementarne. Uczniowie dowiedzieli się jakich rozmiarów są atomy, jądra atomowe i cząstki elementarne oraz wykonali doświadczenia ilustrujące rozpraszanie cząstek przy pomocy metalowych kulek.

Omówiono zasadę działania komory pęcherzykowej Wilsona i co potrafi ona zarejestrować.

5/11/2008 Doświadczenia z kinematyki z komputerem (III)

Jak komputer mierzy położenie i oblicza prędkość, czyli heurystyczne wprowadzenie pojęcia różniczkowania z funkcji liniowej.

Wyjaśniono uczniom metodę różniczkowania wykresu położenia w funkcji czasu, gdy uzyskujemy zależność liniową. Uczniowie samodzielnie różniczkowali otrzymane wykresy i obliczali prędkość poruszającego się na poziomym torze wózka.

16/11/2008 Naturalne jednostki wielkości fizycznych i błędy pomiarowe

(krok, palec, span i zasięg w górę, 3 vs 5 g)

Pomiary antropometryczne – metrologia człowieka, rzuty bez komputera i "centymetra", z wykorzystaniem własnego pulsu.

Uczeń mierzy rozpiętość swoich ramion.

Uczennica mierzy swoją wysokość "na wyciągnięcie ręki".

Uczennica podskakuje do góry i zaznacza najwyższy punkt. Następnie uczniowie wyznaczają tę wysokość.

Uczniowie mierzą odległości na korytarzu przy pomocy swoich kroków.

Uczniowie przeprowadzili doświadczenie pt. "rzuty bez komputera", używając do tego celu różnych małyszowni. Mierzą zasięg rzutu i dowiadują się od czego on zależy.

8/12/2008 Pomiar częstotliwości dźwięków i transformata Fouriera

Każdy dźwięk składa się z charakterystycznych częstotliwości. Pomiar częstotliwości głoski "a" dla Basi, Artura, Michała i Karoliny. Przeprowadzenie obliczeń w arkuszu kalkulacyjnym Excel, w celu wyjaśnienia na czym polega transformata Fouriera.

5/01/2009 Dyfrakcja światła

Badanie falowych własności światła przy pomocy lasera i płyty CD oraz widm różnych źródeł światła przy pomocy siatek dyfrakcyjnych.

Badanie widma świetlówki przy pomocy płyty DVD.

Odbicie światła od płyty CD i poznanie prawa dyfrakcji.

Uczniowie badają widma świetlówek przy pomocy siatek dyfrakcyjnych w sali 563.

12/01/2009 Widzialny i niewidzialny Wszechświat

Ciemna energia i ciemna materia, ile jest gwiazd? Dlaczego niebo nie jest białe? Rozszerzający się Wszechświat.

19/01/2009 Pomiary częstotliwości dźwięku wspomagane komputerowo

1. Granie na Fletni Pana i pomiar częstotliwości dźwięku przy pomocy programu Oscilloscope 2.51.

Skala częstotliwości na ekranie do 556 Hz.

2. Drewniana fujarka z maksymalnie wyciągniętym tłokiem

Jaką mamy częstotliwość? Odpowiedź – 716 Hz.

Uczniowie mierzą długość rurki (długość słupa powietrza) = 11 cm.

Uczniowie ustawiają tłok tak, aby długość słupa powietrza wynosiła 5.5 cm i mierzą częstotliwość dźwięku – 1468 Hz.