Wiązka zadań
Telefon pod kloszem
Zadanie
Na Festiwalu Nauki Magda zobaczyła następujące doświadczenie: telefon ustawiony na wibrację został położony na szklanej podstawce i przykryty szklanym kloszem. Dźwięk telefonu wywołany wibracją po przykryciu był słabszy, ale nadal bardzo dobrze słyszalny. Następnie z wnętrza klosza zostało odpompowane powietrze. Podczas odpompowywania dźwięk telefonu stawał się stopniowo coraz cichszy, ale ciągle było go słychać. Doświadczenie wyglądało jak na rysunku poniżej.
rys.1 rys. 2
Gdy doświadczenie wykonano po raz drugi (patrz rys. 2) podkładając pod telefon grubą warstwę bardzo miękkiej pianki – dźwięk wibracji stał się praktycznie niesłyszalny, mimo iż widać było drgania telefonu.
Przyczyną zmiany był fakt, iż pianka zmniejsza
`square` A. częstotliwość dźwięku wywołanego wibracją.
`square` B. okres drgań wibrującego telefonu.
`square` C. drgania podstawki wywołane drganiami telefonu.
`square` D. ciśnienie powietrza pod kloszem pompy.
Poprawna odpowiedź
C.
Wymaganie ogólne
4 Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy przeczytanych tekstów (w tym popularno-naukowych).
Wymaganie szczegółowe
6.5. Ruch drgający i fale. Uczeń opisuje mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych
6.6. Ruch drgający i fale. Uczeń wymienia od jakich wielkości fizycznych zależy wysokość i głośność dźwięku
8.2. Wymagania przekrojowe. Uczeń wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia
Komentarz
Zadanie dotyczy zjawiska powstawania i rozchodzenia się dźwięku. Źródłem fal dźwiękowych jest ciało wykonujące ruch drgający. Wibrujące ciało pobudza do drgań cząsteczki ośrodka wokół siebie, wytwarzając tym samym się falę akustyczną, rozchodzącą się sferycznie w przestrzeni. Fala ta może przemieszczać się jedynie w ośrodkach materialnych tj. gazach, cieczach i ciałach stałych, natomiast nie rozchodzi się w przestrzeni pozbawionej materii (czyli w próżni).
Dźwięk telefonu umieszczonego pod szklanym kloszem jest słyszalny na zewnątrz, gdyż wytworzona przez niego fala dźwiękowa przechodzi na zewnątrz klosza przez powietrze znajdujące się wewnątrz i szklaną obudowę. Dźwięk jest słabszy niż byłby, gdyby telefon nie był przykryty kloszem, gdyż obniża się amplituda drgań przy przejściu przez warstwę szklaną (klosz lub podstawkę). Również podczas odpompowywania powietrza spod klosza dźwięk staje się coraz cichszy; rozrzedzone powietrze pobudzone do drgań przenosi energię w minimalnym stopniu, i praktycznie fala dźwiękowa rozchodzi się jedynie przez szklaną podstawkę, na której umieszczono wibrujący telefon. Kiedy oddzielimy telefon od podstawki grubą pianką, to spowodujemy wytłumienie drgań i przez szklaną podstawkę nie będzie przechodzić już fala dźwiękowa (skoro nie ma drgań to nie wytwarza się fala). Pianka zmniejsza drgania podstawki i dźwięk nie jest słyszalny na zewnątrz klosza. Prawidłowa odpowiedź C.
Zadanie wykorzystano w badaniu, w którym uczestniczyli absolwenci gimnazjum – 47% z nich rozwiązało zadanie prawidłowo. Stosunkowo wielu badanych (33%) dochodziło do błędnego wniosku, że pianka zmniejsza częstotliwość dźwięku wywołanego wibracją. Najwyraźniej uczniowie mylą pojęcia amplitudy z częstotliwością drgań. Nie rozumieją korelacji między amplitudą a głośnością dźwięku. Pozostałe dwie błędne odpowiedzi zostały wybrane przez około 10% badanych. Zadanie wyraźnie różnicowało uczniów.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
