A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

sebesség első hatványával való egyenes arányosságot, problémákat jelenthet az
örvények keletkezése is, illetve a közeg és a test kölcsönhatása következtében kialakuló
folyamatok. Lehet finomabb modelleket is készíteni, s a gyakorlatnak (pl. járművek
tervezése) erre nagy szüksége is van. Ezekben a modellekben variáljuk az F = ma bal
oldalán álló erőt, különböző modelleket kipróbálva rá. De ha megmérnénk ezt az erőt,
akkor valójában az ma mennyiséget mérnénk.
Ismét vessük fel a kérdést: milyen módon jelenjen meg mindez a tanításban? Miért
tanuljuk Newton II. törvényét, ha az valójában nem a szokásos értelemben vett törvény?
Miért tanulunk bármi ilyesmit, ha az impulzus-megmaradás és a mechanikai energiák
megmaradásának törvénye - hozzávetőlegesen - jó eszköz a leírásra? Az utóbb említett
törvények nem teszik lehetővé a mechanikai kölcsönhatások során bekövetkező
állapotok meghatározását, mint láttuk. A „nem szokásos törvény” Newton II. törvényre
tehát szükségünk van, csak meg kell ismerni azokat az erőtörvényeket, amelyek igazi
értelmét adják, s amelyek már valóban törvények. Ezért a tanítás során inkább arra az
összefüggésre kellene helyezni a hangsúlyt, hogy egy tömegpont, egy test mozgását a
környezetével kialakuló kölcsönhatása szabja meg, ez a tömegpont (test) és a
környezetének paramétereivel, állapotleíróival adható meg. Meg kell keresnünk mindig
azt a függvényt, amely mintegy „beszabályozza” a tömegpont (test) impulzusának
(lendületének) változási gyorsaságát, ahogy néha mondják: a lendülését, s ezzel fontos
ismeretekhez juthatunk. Ehhez azonban néhány esetben ki kell lépnünk a mechanika
keretein kívülre.
A tanítás során tehát fel kell tenni a kérdést először, hogy vajon miért, és milyen
módon változik a mozgásállapot-változást elszenvedő testek impulzusa (lendülete). Sok
gyakorlati példa kell erre is, olyanok, amiket a gyerekek a hétköznapi életből jól
ismernek. Meg kell próbálni, amennyire csak lehet a jelenségek mélyére ásni,
feltérképezni a mozgás megváltozásának okait. Típusokat lehet alkotni ezekből az
esetekből, aminek nem az esetek egymáshoz való hasonlósága lesz az alapja (egy
induktív gondolkodás keretében), hanem a típusok intuitív tudásként létezése, korábbi
konstrukciója. Mindezt játékos módszerekkel, lehetőleg csoportmunkában érdemes
megszervezni.
Érdemes a pedagógusnak magának bemutatnia, hogyan változik az impulzus
(lendület), s ez hogyan önthető matematikai formába abban az esetben, ha egy test
állandó gyorsulással mozog. Ilyen esetekben valamilyen külső test egy állandó hatást
gyakorol, pl. egy jármű motorjának működése miatt a földfelszín hat a járműre, vagy a
felszálláskor propelleres repülőre hat a levegő, illetve egy súrlódási folyamatban lassuló
testre hat a súrlódó felület. Érdemes feltenni a kérdést, hogy ezekben az esetekben mi
történik akkor, ha megnöveljük a tömeget, vagyis a buszra emberek szállnak fel, s így
próbál elindulni, a repülőt megpakolják rakománnyal, a súrlódó testre ráteszünk egy
másikat. A repülő esetében a hatás nem változik, a motor ugyanúgy működik, s mivel a
tömeg nagyobb lett, arra kell számítanunk, hogy a gyorsulás lesz kisebb. A repülő
lomhábban fog felszállni.
A busz és a súrlódó test esete azonban bonyolultabb. A busz esetén valójában a
gyorsításért felelős erő a motor erejével megegyező, a talaj által kifejtett erő és a
gördülési súrlódási erő különbsége. Mivel az utasok felszállása után ez utóbbi
megnövekszik, ezért az erő nem marad állandó, pedig a motor most is ugyanakkora erőt
267