Pregled problemov na vprašanje, kako najti hitrost v šolskih tečajih matematike in fizike

Koncept hitrosti je eden od ključnih značilnosti dinamičnih parametrov posameznega predmeta, pa tudi nekega sistema. Dejansko je hitrost najpomembnejša fizična količina, ki označuje gibanje, in s konceptom gibanja se človek nenehno sooča v svojem življenju. In ni pomembno, obstaja gibanje v mislih molekule ali večtonske tovornjake, pešce ali večmetrski vlak. To je razlog, zakaj je študija o hitrosti kot fizikalni količini, v šoli med matematiko in fiziko dal veliko časa, in razlog za takšno pozornost, da te možnosti ne le na dejstvo, da s je gibanje osebe srečujejo ves čas, ampak tudi na to, da ima pojem hitrosti raznoliko naravo.

Prve naloge, kako najti hitrost, ujemajo učenci na matematičnem tečaju osnovne šole (praviloma gre za 3. in 4. razred). Seveda so ti problemi osnovni in so namenjeni obravnavi idealnega modela mehanskega gibanja. Seznanitev z matematičnim opisom premika telesa se začne z najpomembnejšimi pojmi - potjo, hitrostjo in časom - in dobro znano formulo, da je pot rezultat hitrosti gibanja v času premika.

Na isti stopnji matematične šole se šteje koncept produktivnosti, ki študentom pove, kako najti hitrost proizvodnje. Ta pristop je zelo priporočljiv, saj so matematični opisi teh procesov podobni in posledično bodo študentje lažje razumeli pomen zelo kompleksnih definicij dela in produktivnosti na prvi pogled.

Po obvladovanju osnovnih zakonov mehanskega gibanja, na primer enega telesa, se učenci spoznajo s pojavom gibanja več teles istočasno. Seveda se v osnovni šoli ta proces preučuje na osnovnih primerih in idealnih modelih. Študentje rešujejo probleme in se naučijo, kako najti hitrost približevanja, če eno telo ujame drugo ali dve telesi premikajo drug proti drugemu.

Naloge, posvečene hitrosti, se še naprej srečujejo z učenci v srednjem delu šolskega tečaja matematike. V petem razredu se učenci seznanijo s konceptom povprečne hitrosti. Zelo pomembno je poudariti, da sta povprečna hitrost in aritmetična sredina različne vrednosti. Učenci pogosto zmedejo te koncepte in projicirajo formulo za izračun aritmetične sredine za naloge, namenjene gibanju. Pomembno je pojasniti, kako najti hitrost, če je gibanje izvedeno v različnih, drugačnih od drugih časovnih presledkih z različnimi hitrostmi.

Bolj zapleteno mehansko Gibanje se štejejo v šolskih fizike tečajev, ki se začnejo treba preučiti študentov v 7. razredu. Prvič, tu se štejejo tudi osnovne koncepte vprašanj, povezanih z gibanjem, kako najti začetno hitrost telesa, da se pospeši čas, ali kako se izračuna pot, ki jo telo potoval v določenem trenutku.

V 9. razredu se učenci seznanijo s konceptom premikanja in razlike med potjo. V isti fazi študije mehansko gibanje Študenti se seznanijo z rešitvami klasičnih problemov o tem, kako najti hitrost konvergence teles, ki se gibljejo pod kotom drug drugemu in še posebej pravokotno.

Potek mehanike se nadaljuje tudi v višji povezavi šolskega tečaja fizike, toda tukaj je poudarek na reševanju problemov, povezanih s gibanjem množice teles ali s kompleksnimi premiki enega telesa. Na primer, v 10. razredu je veliko časa posvečeno nalogam, namenjenim gibanju telesa pod kotom do obzorja.

Na koncu ugotavljamo, da se koncept hitrosti seveda ne zgodi samo v mehaniki, temveč zato, ker učenci učijo druge oddelki fizike (elektrostatika, magnetostatika, molekularna fizika) se tudi srečujejo s premikom delcev (vključno s polnjenimi delci), kjer se naučijo najti hitrost gibanja molekul in atomov.