Što nas skreće s pravog puta?

Pogled na uragan iz orbite

Ishodi učenja:

  • opisati Coriolisovu silu kao prividnu silu u kružno akceleriranom sustavu (A, B)
  • opisati djelovanje Coriolisove sile na primjerima u prirodi (A, B, C, D)
  • primijeniti matematički izraz za Coriolisovu silu (C)

 

*U zagradama su navedena slova koja označavaju aktivnosti ovog scenarija poučavanja, a njihovom se realizacijom doprinosi ostvarenju dotičnog ishoda.

 

 

Opis aktivnosti

 

A Tko će uhvatiti loptu na vrtuljku?

Što nam stvara probleme kad pokušavamo dodavati loptu sjedeći na rotirajućem vrtuljku? Kako biste proučili navedenu situaciju, zadajte skupini učenika da prethodno snime kratak videouradak. Neka nekoliko učenika sjedi na rotirajućem vrtuljku i baca jedan drugome loptu. Neka dodaju loptu učeniku koji sjedi što dalje od njih. Jedan od učenika snima gibanje lopte dok sjedi s njima na vrtuljku, a jedan neka stoji izvan vrtuljka i snima gibanje lopte. Ako je moguće, neka naprave nekoliko inačica sa suprotnim smjerom rotacije i nekoliko različitih brzina rotacije vrtuljka. Pri podjeli zaduženja neka međusobno uvažavaju sklonosti drugih članova skupine, ali i eventualne osjećaje nelagode koje ova aktivnost može stvoriti (npr. zbog vrtnje).

Ako ne postoji mogućnost pristupa rotirajućem vrtuljku, pokažite učenicima videozapis Coriolisov učinak (engl. Coriolis Effect), u trajanju od 2:57 min. ili videozapis Coriolisov učinak (engl. Coriolis Effect), u trajanju od 2:11 min. koji demonstrira Coriolisov učinak na rotirajućem vrtuljku tijekom dodavanja lopte.

Napomena: Videozapis je na engleskome jeziku, ali zorno demonstrira Coriolisov učinak na rotirajućem vrtuljku pri dodavanju lopte pa točan tekst videozapisa nije važan. Videozapis možete prikazati bez zvuka, a Vi protumačite problem uz videozapis kao vizualno pomagalo.

Prikažite snimke u razredu na početku sata kako biste otvorili problem:

Zašto lopta pri dodavanju često ne dođe željenoj osobi? Kakvo gibanje lopte opaža promatrač na vrtuljku? Kakvo gibanje opaža promatrač izvan vrtuljka? Promatračima na vrtuljku se čini da na loptu djeluje neka sila, ali nju oni izvan vrtuljka ne vide.

Poznato je da i Zemlja rotira. Hoće li tijela koja „bacimo“ s kraja na kraj Zemlje isto skretati sa željene putanje? Jeste li negdje nešto čuli o tome?

 Postupci potpore

Prije gledanja videozapisa napomenite učenicima na što trebaju obratiti pažnju kako bi se mogli usmjeriti na važno (npr. učenici s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti).

Pitanja za raspravu možete unaprijed pripremiti na pisanom predlošku i prije rasprave podijeliti učenicima kako bi mogli zabilježiti odgovore i zaključke do kojih dođete tijekom rasprave.

Učenicima sa specifičnim teškoćama poučavanja i/ili poremećajem pažnje i hiperaktivnosti umjesto pitanja otvorenog tipa možete pripremiti pitanja s ponuđenim odgovorima, među kojima će izabrati točan. Nakon provedbe pokusa učenicima s teškoćama (npr. učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti, učenicima sa specifičnim teškoćama poučavanja, učenicima s oštećenjem sluha) dajte kratki sažetak sa zaključkom izvedenog pokusa.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenicima s teškoćama oblikovati pitanja i/ili tekst.

Pri odabiru učenika koji će snimati videouradak na vrtuljku dobro je uzeti u obzir da nekim učenicima s teškoćama (npr. s teškoćama senzorne integracije) vrtnja na vrtuljku može predstavljati nelagodu.

 

 

B Pilotiranje s Coriolisom

Moraju li piloti koji lete iz Kopenhagena u Kairo „imati na umu“ Coriolisovu silu? Što bi se dogodilo kad bi je zanemarili? Bi li zalutali prema Bagdadu ili prema Tunisu? Što bi se dogodilo sa zrakoplovom koji bi letio iz Santiago de Chilea u Limu u Peruu? Bi li skrenuo prema Tihome oceanu ili prema Brazilu?

Potaknite učenike da pokušaju zamisliti situaciju iz perspektive putnika koji čeka u Kairu ili Limi, a dobio je „moć“ da promatra cijeli let s tla te iz perspektive nekoga tko promatra let zrakoplova iz svemira, iz položaja iznad pola (zanemarujemo precesiju osi Zemlje).

Neka pretpostavke prikažu tako što će skicirati željenu putanju i putanju koju će pratiti zrakoplov. Pretpostavke možete provjeriti s pomoću jednostavnog pokusa koji će pomoći učenicima da sami konstruiraju model Coriolisove sile.

Pokus 1

Podijelite učenike u parove i svakom paru dajte košarkašku loptu (može poslužiti i napuhani balon) te markere u više boja. Na lopti neka označe ekvator i jednu crtu koja po meridijanu spaja pol s ekvatorom. Ta linija predstavlja željenu putanju.

Jedan učenik neka rotira loptu slijeva nadesno, a drugi neka promatra rotaciju iz perspektive sjevernog i južnog pola.

Okreće li se lopta u smjeru kazaljke na satu ili obrnuto kad gledamo sa sjevernog pola? A kad gledamo s južnog pola?

Dok prvi učenik nastavlja rotirati loptu, drugi neka markerom druge boje pokuša pratiti linije koje spajaju sjeverni/južni pol s ekvatorom. Što uočavate? Kako se to slaže s vašim pretpostavkama? Neka učenici opišu pokus i rasprave o svojim opažanjima.

Potaknite učenike da pokušaju ispraviti kurs zrakoplova u simulaciji.

Njihov je zadatak da kao piloti sigurno slete na nosač zrakoplova, bez obzira na to gdje je smješten. Neka odaberu jednu od tri točke te kliknu na nju kako bi zrakoplov poletio, pokušavajući s različitim točkama dok ne uspiju. Pri izboru točke trebaju uzeti u obzir Coriolisovu silu jer inače neće uspjeti sletjeti na nosač zrakoplova.

Simulacija odmah asocira na vojne nosače zrakoplova, ali razgovarajte s učenicima i o tome u kakvim bi se situacijama nosači zrakoplova mogli iskoristiti u miroljubive svrhe.

 Postupci potpore

Prije provođenja ovih aktivnosti provjerite s učenicima s teškoćama (npr. s učenicima sa specifičnim teškoćama poučavanja) razumijevanje ključnih pojmova. Uključite ih u aktivnost tako da aktivno sudjeluju – da i sami surađuju, zapisuju i obrađuju podatke. Tijekom izvođenja pokusa učenicima s teškoćama postavljajte dodatna pitanja kojima ćete provjeriti razumijevanje izvođenja pokusa.

Navedene pokuse u aktivnosti B učenici mogu fotografirati i snimiti te u prezentaciju svojih opažanja unijeti i fotografije i/ili snimke koje su sami izradili.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenike s teškoćama uključiti u praktičan rad te uporabu web-animacija.

 

 

C Istjerivači mitova

Brojne se pojave pripisuju Coriolisovu učinku. Jedan je od popularnih mitova taj da voda na sjevernoj Zemljinoj hemisferi otječe iz slivnika u jednome smjeru, a na južnoj u suprotnome.

Možda su i neki od vaših učenika čuli taj „podatak“.

Prikažite učenicima videozapis Ekvator u Nanyukiu (engl. Equator at Nanyuki), u trajanju od 4:05 min.

Napomena: Videozapis prikazuje čovjeka koji na ekvatoru znatiželjnicima pokazuje „pokus“. Na sjevernoj hemisferi pokazuje im kako se voda u posudi okreće u jednom smjeru, a nekoliko metara dalje, na južnoj hemisferi, obrnuto. Na samoj liniji ekvatora nema rotacije.

Kad ste uvjerili učenike da je to „istina“, jednostavnim uvrštavanjem veličina u matematički izraz za Coriolisovu silu provjerite s njima red veličine sile koja djeluje na vodu u takvoj posudi.

Napomena: Dobit ćete silu reda veličine desettisućinke njutna.

Može li tako mala sila uzrokovati gibanje štapića kakvo smo vidjeli u videozapisu? Može li tako mala sila biti odgovorna za rotaciju vode u slivniku? Što sve utječe na vodu u slivniku?

Raspravite s učenicima o tome.

Zatim rekonstruirajte s učenicima prijevaru koju ste vidjeli na videozapisu. Potaknite učenike da pokušaju u što većoj mjeri sami otkriti način na koji prevarant izvodi pokus te ga izvedite u razredu.

Pokus 2

Na sredini učionice označite ekvator, sjevernu i južnu hemisferu. Uzmite dvije posude. Jednu koja nije kružna, obujma 1 l, s rupom na dnu promjera oko 0,5 cm i drugu, u koju će voda otjecati. Prst ćete upotrijebiti kao čep za otvor.

Posuda koja nije kružnoga oblika omogućuje vam da lako uvedete željenu rotaciju u posudu.

Napunite posudu vodom i pustite da se voda umiri, a da bi ostali vidjeli kako je voda mirna, možete na površinu staviti šibicu.

Ako ste na „sjevernoj hemisferi“, stanite ispred posude tako da ste okrenuti prema jugu, okrenite se lijevo, hodajte do sjevernog kraja učionice, okrenite se ponovno lijevo i suočite se s publikom. Okrećući se, pobudili ste vodu u posudi da se okreće u željenome smjeru. Sada u vodu dodajte šibice i maknite prst s otvora. Pokažite „Coriolisovu silu na djelu“ publici.

Analogno, pazeći na smjer u kojem se okrećete, možete ponoviti pokus i na „južnoj hemisferi“.

Na kraju izvedite i pokus „na ekvatoru“, pažljivo, da ne zarotirate vodu u posudi svojim gibanjem. Potaknite učenike da pokušaju osmisliti poboljšanje obmane.

Raspravite s učenicima o važnosti kritičkog propitivanja i provjeravanja tvrdnji. Koji postupci čine znanost uspješnom? Možemo li neka načela znanstvenoga pristupa primijeniti u svakodnevnom životu kako bismo se zaštitili od prevaranata ili da ne bismo povjerovali u neku teoriju zavjere? U raspravi spomenite i kritičko vrednovanje informacija koje nalazimo na internetu.

Napomena: Uvođenjem GPS-a pokazano je da je linija ekvatora pomaknuta 40-ak metara sjeverno od linije koja je dotad predstavljala ekvator. Dakle, prevarant je oba dijela pokusa izvodio južno od ekvatora!

Predložite učenicima koji to žele da kao samostalni učenički projekt pokušaju provjeriti koje su od ostalih pojava koje se pripisuju Coriolisovoj sili zaista posljedica te sile (npr. da se na sjevernoj hemisferi desna strana željezničkih tračnica više troši, utjecaj Coriolisove sile na desnu obalu rijeka, moraju li snajperisti uzeti u obzir Coriolisovu silu itd.).

Neka rezultate prezentiraju s pomoću programa PowerPoint Online.

 Postupci potpore

Prije gledanja videozapisa usmjerite učenike (posebno one s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti) na što trebaju obratiti pažnju.

Pri izračunavanju zadataka uvrštavanjem vrijednosti u matematički izraz za Coriolisovu silu učenicima sa specifičnim teškoćama poučavanja (po potrebi) omogućite uporabu podsjetnika na kojem se nalaze potrebni matematički izrazi s objašnjenim kraticama. Odnose u matematičkom izrazu učeniku objasnite s manjim brojevima. Mjerne jedinice usustavite i stavite u odnos s pojmovima iz matematičkog izraza.

Zaključke koji opisuju zašto je u videozapisu riječ o prevari potrebno je učenicima dati u pisanome obliku kako bi ih lakše razumjeli i zapamtili. Učenike s teškoćama uključite u aktivnost samostalne izrade pokusa tako da aktivno sudjeluju. Tijekom izvođenja pokusa učenicima s teškoćama postavljajte dodatna pitanja kojima ćete provjeravati razumijevanje izvođenja pokusa.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenike s teškoćama uključiti u aktivnost gledanja videozapisa i praktičan rad.

 

 

D U olujnom vrtlogu

Što je uragan i kako nastaje? Prikažite učenicima fotografiju uragana na južnoj Zemljinoj hemisferi i fotografiju na sjevernoj hemisferi.

Kakav je njihov oblik? Po čemu se razlikuju? Što možemo zaključiti o gibanju zračnih masa kod uragana? Što je uzrok tomu gibanju?

Podsjetite učenike što su na nastavi geografije učili o ciklonama i anticiklonama. Razmotrite kako tlak zraka, godišnja doba i rotacija Zemlje utječu na nastanak tropske oluje.

Učenike podijelite u parove ili manje skupine koje će objasniti nastanak tropske oluje i njezino gibanje, a zaključke neka prezentiraju u programu PowerPoint Online.

Uputite učenike i na edukativnu igru, u kojoj prateći smjer vjetrova predviđaju gdje će uragan pogoditi kopno SAD-a. To čine klikom na polje uz obalu za koju misle da će biti na udaru.

Razgovarajte s učenicima o globalnim klimatskim promjenama. Što su čuli o tome, s kakvim bismo se posljedicama mogli suočiti? Što bi mogli poduzeti ako odluče pokušati zaustaviti globalno zatopljenje? Kako se štitimo od ekstremnih vremenskih uvjeta (olujni vjetar, poplave, tuča i slično)?

 Postupci potpore

Prije sudjelovanja u ovim aktivnostima važno je provjeriti razumijevanje ključnih pojmova, pogotovo kod učenika sa specifičnim teškoćama poučavanja. Navedenim učenicima, kao i učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti, zadajte okvir ili postavite pitanja na koja trebaju pronaći odgovor tijekom istraživanja o nastanku tropske oluje i njezina gibanja. Učenicima je, po potrebi, dobro pružiti podršku u određivanju važnih i manje važnih podataka te odabiru onih koje će prezentirati.

U igri u kojoj učenici predviđaju mjesto gdje će uragan pogoditi kopno SAD-a raspravite s učenicima o tome zašto su predložili određeno mjesto na karti, postavljajte im dodatna pitanja koja će im pomoći u lakšem zaključivanju o gradivu koje se uči te (po potrebi) pružite dodatne upute o igranju navedene igre.

 

 

 Za učenike koji žele znati više

Postoji li Coriolisov učinak na atmosfere drugih planeta Sunčeva sustava? Gdje ga sigurno nema? Gdje pretpostavljate da je najveći? Neka učenici obrazlože pretpostavke, a zatim na mrežnim stranicama istraže podatke o planetima Sunčeva sustava uz pomoć ključnih pojmova. Na temelju njih neka naprave procjenu postoji li Coriolisov učinka na atmosferu, i ako postoji, je li velik ili malen. Svoje zaključke neka prezentiraju u programu PowerPoint Online.

 

 

 Dodatna literatura, sadržaj i poveznice

Dodatna pojašnjenja pojmova možete potražiti na relevantnim mrežnim stranicama – Google znalac, Struna (Hrvatsko strukovno nazivlje), Hrvatska enciklopedija i sl.

Napomena: Valjanost svih mrežnih poveznica zadnji put utvrđena 20.1.2017.

 

 

Primijenili ste ovaj scenarij poučavanja u nastavi? Recite nam svoje mišljenje popunjavanjem upitnika na ovoj poveznici
Creative Commons licenca
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna. Prilikom korištenja ovog djela trebate označiti autorstvo djela na ovaj način: CARNET (2017) e-Škole scenarij poučavanja ˝(upisati naslov scenarija poučavanja)˝, https://scenariji-poucavanja.e-skole.hr/.

Informacije o scenariju

Predmet:
Razred: ,

Razina izvedbene složenosti: početna

Korelacije i interdisciplinarnost:

- Geografija
- Matematika
- Informatika
- Astronomija
- Uporaba informacijske i komunikacijske tehnologije
- Održivi razvoj


Savjete i upute za primjenu digitalnih alata u nastavi pronađite
na e-Laboratoriju. e-Laboratorij logo