Pregled problema na pitanju kako pronaći brzinu u školskim kolegijima matematike i fizike

Koncept brzine jedan je od ključeva u karakteristikama dinamičkih parametara jednog objekta, kao i nekog sustava. Zapravo, brzina je najvažnija fizička veličina koja karakterizira pokret, a konceptom kretanja osoba se neprestano susreće u svom životu. I nije važno, mislimo na kretanje molekula ili kamiona s više tona, pješaka ili vlakova s više metrima. Zato je proučavanje brzine kao fizičke veličine u školskom tečaju matematike i fizike potrebno puno vremena, a ta se pažnja pridaje ovom parametru ne samo zbog činjenice da se osoba stalno suočava s pokretom, već i zato što koncept brzine ima različit karakter.

Prve zadatke o tome kako pronaći brzinu zadovoljavaju učenici matematike osnovne škole (u pravilu, to su ocjene 3 i 4). Naravno, ti su problemi elementarni i posvećeni su razmatranju idealnog modela mehaničkog gibanja. Upoznavanje s matematičkim opisom pomaka tijela započinje najvažnijim pojmovima - put, brzina i vrijeme - i dobro poznata formula da je put produkt brzine kretanja u trenutku pomicanja.

U istom stadiju u tečaju matematike smatra se koncept produktivnosti, govoreći studentima kako pronaći brzinu proizvodnje. Taj je pristup vrlo poželjno jer su matematički opisi tih procesa slični i stoga će studentima lakše razumjeti značenje na prvi pogled vrlo složenim definicijama rada i produktivnosti.

Nakon svladavanja osnovnih zakona mehaničkog gibanja, uz primjere jednog tijela, učenici se istovremeno upoznaju s fenomenom kretanja nekoliko tijela. Naravno, u osnovnoj školi taj se proces smatra elementarnim primjerima i idealnim modelima. Učenici rješavaju probleme i nauče kako pronaći brzinu približavanja ako se jedno tijelo hvata s drugom ili dva tijela kako se kretaju jedni prema drugima.

Zadaci posvećen brzini i dalje se susreću s učenicima u srednjem dijelu školskog matematike. U petom razredu studenti se upoznaju s konceptom prosječne brzine. Vrlo je važno istaknuti da su prosječna brzina i aritmetička sredina različite vrijednosti. Često učenici zbunjuju te koncepte, projicirajući formulu za izračunavanje aritmetičke sredine za zadatke posvećene kretanju. Važno je objasniti kako pronaći brzinu ako se kretanje odvija različitim, međusobno različitim intervalima različitih brzina.

Složenije fenomene mehaničkog kretanja razmatraju se u školskom tečaju fizike, a učenici polažu u 7. razredu. Prvo, ovdje se razmatraju i osnovni pojmovi gibanja vezani za pitanja, kako pronaći početnu brzinu gibanja tijela prije trenutka ubrzanja ili kako izračunati put koji tijelo putuje do određene vremenske točke.

U 9. obliku učenici se upoznaju s konceptom pomaka i njegovom razlikom od staze. U istoj fazi proučavanja mehaničkog kretanja studenti se upoznaju s rješenjima klasičnih problema o tome kako pronaći brzinu konvergencije tijela koje se kreću pod kutom jedna prema drugoj, a osobito okomito.

Tijek mehanike nastavlja se iu starijoj liniji školskog kolegija fizike, no ovdje je naglasak na rješavanju problema vezanih za gibanje mnoštva tijela ili složenim pomacima jednog tijela. Na primjer, u 10. razredu, puno vremena posvećeno je zadacima posvećenim kretanju tijela pod kutom prema horizontu.

Zaključno, napominjemo da se koncept brzine naravno ne pojavljuje samo u mehanici, pa stoga studenti studija drugih grana fizike (elektrostatika, magnetostatika, molekularna fizika) također se suočavaju s gibanjem čestica (uključujući napunjene), gdje nauče pronaći brzinu Raspršivanje molekula i atoma.