A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

fejt ki. (Egyébként még ez a megfontolás sem állja meg a helyét a részletesebb
modellben, mert a robbanómotorok különböző fordulatszámok esetén más „nyomatékot
adnak le”, vagyis nem állandó az általuk kifejtett erő).
A súrlódás pedig azért bonyolultabb, mert ott sem állandó az erő, a felülethez
nyomó erő megnövekszik az újabb test ráhelyezésével, s ez mintegy „kompenzálja”,
hogy a tömeg is megnövekedett. Vagyis a gyorsulás most is ugyanannyi lesz, hiszen az
most is -g, mint az előbb volt (a negatív előjel a sebesség és a gyorsulás irányának
ellentétes voltát kívánja kifejezni, hiszen lassul a test). Vagyis magyarázattal mutassuk
meg a gyerekeknek, hogy azt a szemléletmódot, amit a mechanikai kölcsönhatások
értelmezésére kialakítottunk, hogyan lehet alkalmazni, hogyan lehet következetesen,
nyelvileg is pontosan használni.
Ezek után érdemes csoportmunkában hasonlóan elemezni a homogén gravitációs
mező hatását, a rugó hatását, a közegellenállást. Nem arra gondolunk, hogy minden
esetben részletes kvantitatív leírásokat kell adniuk a csoportoknak, bár az ügyesebbek, a
gyorsabban haladók ezt is megtehetik tanári segítséggel. Fontosabb viszont a kvalitatív
leírás, a fogalmak pontos, vagy inkább egyre pontosabb használata. A helyzetet kicsit
megkönnyíti, hogy itt nincs szükség fogalmi váltásra.
A rugó hatásánál álljunk meg egy kicsit. A rugó harmonikus rezgőmozgásra
kényszeríti az általa mozgatott testet. Az ezt leíró matematikai formulák a legtöbb
esetben még a középfokon sem taníthatók, vagy ha tanítjuk is ezeket, sok tanuló nem
igazán érti meg. Pedig a rugó fontos eszköz, hiszen az erőmérést egy a fentinél
következetesebb bevezetés után valóban a rugóval kell megoldanunk. Annak a
beláttatása, vagy akár felfedezése, hogy a rugó által kifejtett erő a rugó megnyúlásával
arányos, nem is nehéz feladat. Hiszen ekkor már ismerjük a nehézségi erő nagyságát
bármilyen meghatározható tömegű testre, elég csak felakasztani különböző tömegű
testeket a rugóra, s megnézni a megnyúlásokat. A precíz eljáráshoz azonban egyrészt
szükségünk van arra, hogy az erőket vektorosan össze lehet adni, ami lényegében az
erők függetlenségének elve, vagyis Newton IV. törvénye. Ráadásul a rugó
megnyúlásából csak a test által a rugóra kifejtett erőre következtethetünk, fel kell
tételeznünk, hogy a rugó is ugyanekkora erőt fejt ki a testre. Ez pedig a Newton III.
törvényében foglalt ismerettel, a hatás-ellenhatás törvényével kapcsolatos ismeret. A
rugó vizsgálata tehát e törvények megismerésére is alkalmat ad.
A rugóerő megnyúlással való arányosságát tehát e ponton már kísérletekkel,
viszonylag egyszerűen alá tudjuk támasztani. Induktív felfedezésről, vagy valami
másról van-e szó egy ilyen esetben? Egész ezt megelőző tanítási tevékenységünk azt a
célt szolgálta, hogy kiépítsük azt a fogalmi struktúrát, amely a testek mozgásállapotának
megváltozása esetében a folyamatok leírását lehetővé teszi. Egy kész konceptuális
rendszer áll tehát rendelkezésre akkor, amikor a rugók „gyorsító természetével”
kezdünk foglalkozni. Készen áll a fejünkben egy sor lehetséges függvény, amely
leírhatja, hogy milyen módon függ az erő a megnyúlástól, valójában a mérések feladata
csak az, hogy segítsenek adaptív modellt találni a rugó által okozott impulzusváltozás
(lendületváltozás) leírására. Ha úgy tetszik, számtalan modell lehetséges abban a
konceptuális rendszerben, amelyet eddig felépítettünk, s most ezeket teszteljük, s
kiválasztjuk közülük azt, amely a lehető legadaptívabb a saját értékelésünk szerint.
Hogy itt valóban döntésről van szó, azt a fizikusok nagyon jól tudják, mert a „valóságos
268