Matzkó, Gyula

Hungarian

Matzkó Gyula

University of Szeged

Végűi a rügy- és Íevélgyüjteményhez anyagot gyűjtüink. Hazafelé jöv|et beszélgetés formájában összefoglaljuk a lá-tottakat, hallottakat. Házi feladat: 3 napon bélül írásbeli dolgodat készítendő kirándulásunkról. J e g e s S á n d o r a természetrajz szakvezető tanára 8. Természettan S ú l y , f a j s ú l y , s ű r ű s é g . Jelen soraim talán hasznára lesznek azon fizikus kartár-saimnak, akik a jövőben be akarják vezetni a tanulóknak az órán való kísérleteit. A fenti tétel körülbelül szeptember hó má-sodik felében kerül sorra, amennyiben tankönyveink' szokásos sorrendjét tartjuk be. Aki a tanulókkal végeztetett már súlyméréseket, tapasztal-hatta, hogy milyen ügyefogyottak, mennyi hibát követitek' el. A mérleget kezelni nem tudják, a súlyokat, a mérés technikáját nem ismerik. Nem csodálkozhatunk rajta. Tanulóink az első losztályban tanulják a súlymértékeket, súlymértékek átszámítá-sát, majd később a bruttó, tara és nettó súlyokra vonatkozó számításokat, a fajsúly alapján mértani testek súlyának kiszá-mítását. De legtöbbször mindez csak szó, mert jó, ha ezeken az órákon legalább a tanár végez egypár mérést a tanulók szeme előtt. Sok tanulót fogunk találni, akinek kezében még grammos súly nem volt, csak szemén át érzékélte, nem pedig tapintói, illetve izomérzetén keresztül; és épenúgy sok gyermeket talál-hatunk tanítványaink között, aki még soha nem méricskélt mér-legen. A cselekvés iskolájában természetesen mindez a tanulók öntevékeny munkáján megy keresztül a számtan:—mértan kere-tében is. i Az eddigi verbalizmust meg kell szüntetni; másodrangú szerepre kell szorítani a definíciókat és a nagy általánosságban, mozgó kísérleteket. Ilyenek pl.: a súly a Föld vonzóerejének következménye; a fajsúly, a sűrűségnek szavakban kimerülő fogalma; le sem mért több-kevesebb víznek vagy homoknak emelgetése a tömeg és súly közötti összefüggés megállapítására stb. Épen úgy tartalmatlan marad tanításunk akkor is, ha légből kapott példákon csak merő számításokat végzünk. Ha nem is mellőzzük ezeket teljesen, ¡de a fő, az alapvető a tényleges mé-rés és fajsúlymegállapítás. Hogy ezeknek a követelményeknek eleget tehessünk, gon-doskodnunk kell elsősorban tanulócsoportonkint egy-egy basz-nálható mérlegről. Éz fontosább', mint a szertárakban gyakran látható sok igen drága eszköz, amely legtöbbször csak egyetlen fizikai tény demonstrálására szolgál, a tanuló kezébe soha nem kerül. Céljainknak megfelelő mérleget, amelynek állványát sok tanulókísérletnél fel lehet használni, fiúiskolákban terveink alap-ján a IV. osztályos tanulókkal készíttethet a kézimunka tanára. Ahol megfelelő szerszámok nincsenek, vagy leányiskoláknál, (asztalossal készíttetjük. Fenyőfából 'darabonkint 3—4 pengőbe kerül. Tájékoztatás céljából állványaink rajzát és méreteit köz-löm. Az alaplap 400 x 200 x 20 mm, amelynek közepébe van ékel-ve a függőleges tartó oszlop, 500 x 27 x 20 mm méretekkel. Ebbe keresztbe ékelve egy vízszintes rúd 300 x 20 x 8 mm méretekkel. A függőleges ¡oszlopba sima, fejetlen drótszöget verünk a mér-legkar részére. A mérlegkar méretei '380 x 20 x 8 mm. Ennek középső pont-jábla, közel a felső széléhez, lukat fúrunk, amelynefk latmérője nagyobb' legyen a tartó szeg vastagságánál. A mérlegkar alsó középrészébe mutatóinak hurkapálcát erősítünjk. A függőleges ¡oszlop alsó részére papirosra rajzolt tájékoztató beosztást ra-gasztunk. A serpenyők felakasztására a mérlegrúd két végére •olcsó csavaros horgokat erősítünk. A mérlegserpenyőket készíthetjük keménypapírból, függesz-tőit zsinegből, vagy sárgaréz huzalból. Mielőtt a mérlegeket a tanulók kezébe adnánk, minden da-rabot ki kell próbálnunk és megfelelően korrigálnunk. Elsősor-ban a mérlegkaroknak kell vízszintesen állani serpenyők nélkül, jamit durva reszelő használatával érünk el; azután egyensúlyoz-tuk ki a serpenyőket. Tanácsos az egy készülékre kiegyensúlyo-zott serpenyőpárt azonos számmal megjelölni, hogy bármikor könnyen megkereshessük az összetartozó párokat. Ha készülékünkét az emelők törvényeinek megállapítására is fel (akarjuk használni, akkor a mérlegkar mindkét oldalán: egyenlő távolságokra hat darab csavaros horgot erősítünk. Ha a padok, amelyeken a tanulóknak majd dolgőzniok kell, lejtős, akkor az állvány elülső része alá a pad lejtésének meg-felelő deszkadarabot kell erősítenünk, hogy az állvány alapja vízszintes legyen. Második előkészítő munkánk mérősúlyok készítése. Meg-felelő vastag (1—1, 7—2, 5 mm) rézhuzalokból próbálgatással levágunk egy-egy darab 1 tized, 2 tized, 5 tized, 1, 2, 5, 10 és 20i g-os darabokat. A többi darabot egyszerű hosszúság-összehason-lítás alapján szabjuk ki. Ha ezt elég pontosan végezzük, cél-jainknak meg fognak felelni. Tanulócsoportonkint készítenünk kell a 0, 1—0, 5—1—5—10 g-os súlyokból egy-egy, a többiekből két-két darabot. Megkönnyítjük a magunk és a tanulók dolgát, 50 ha a súlyokat az ábra szerint számjegyek alakjára hajlítjuk. Harmadik előkészítő munka fajsúly-meghaiározásiokhoz al-kalmas testek készítése. Legalkalmasabb e célra 2 cm-es. élű| kockákat készíteni könnyen alakítható anyagokból. E célra hasz-nálhatunk viaszt, pecsétviaszt, agyagot, gipszet parafát, lígy gumit stb. Különböző fából, de még inkább fémből készíteni már jóval nagyobb munka, bár fűrész és reszelővel fából s ólom, ón, cinkből gipszformába öntéssel házilag is készíthetők ilyen koc-kák. Fémek reszelékéből és homokból is lehet készíteni úgy, hogy egy kevés viaszt, vagy parafint felolvasztunk, a reszelé-:ket, vagy homokot belekeverjük s azon melegen formába dö-möcköljük. Természetesen ezek nem fogják az illető fémek faj-súlyát adni, de nem is az a célunk, hogy ezek fajsúlyát a tanulók ¡állapítsák meg, hanem hogy a fajsúly fogalma tiszta és erős legyen náluk, s a vele járó mérést és számítást'maguk erejé-ből megismerjék. Elismerem, hogy ez az előkészítő munka sok, de egy-két év alatt megvalósítható. Probatum est! Az óra lefolyása a következő. A mérlegeket a tanulócsoportoknak kiosztatom.-Vegyetek elő egy kicsiny súlyú tárgyat (toll, oeruzadarab', rajzszeg, vagy egyéb). Tartsátok a pad fölé és engedjétek' el! Miért esik le? (Föld vonzóereje.) Jól jegyezzétek meg, hogy a mérleg mutatója hova mutat, amikor mozdulatlan a mérleg két ¡karja! Most az egyik serpenyőbe tegyétek az előbbi tárgyat! Mi történik? Mi okozza? (A Föld vonzóereje.) A másik serpe-nyőt nyomjátok le addig, míg a mutató az eredeti helyre mutat! Melyik erő nagyobb most, a vonzóerő, vagy a kezetek nyomása? Erre a pontra azért van szükség, mert ha enélkül méretünk a tanulókkal egy tárgyat, nem figyelik meg a mérés előtt a mu-tató helyzetét, hanem kiegyensúlyozáskor csak arra törekednek, bőgj' a mutató a 'beosztás közepére mutasson. Ki kell emelnünk, hogy minden mérés előtt meg kell figyelni a mutató helyzetét, \s a mérés akkor jó, ha a mutató ismét ugyanarra a /helyre mutat, Mivel helyettesíthetnénk a kezünk nyomását? (Súlyokkal.) Az egyes súlyokjat felmutatom, megmondom nagyságukat, ismertető jelüket. A táblára felvázolom a súlyokat és alájuk írom nagyságukat. Súlyokat kiosztani! Mérjétek meg azoknak a testeknek súlyát, amelyeket most kiadok! Apróbb tárgyakat adok ki mérésre, s hogy a tanulók mun-káját, eredményeit könnyebben ellenőrizhessem, ezek súlyát már előzőleg megállapítottam és egy szelet piapírra feljegyeztem, így kellő idő jut a mérleg és súlyok kezelésének ellenőrzésére. Méréseit minden tanuló feljegyzi füze bébe a következő adatoki szerint; 1. a tárgy, 2. a tárgy anyaga, 3. ,a tárgy súlya. 51 Ezekét a tárgyakat összeszedetem, s úgy rendezem, hogy ismételt kiadáskor messze kerüljenek attól a csoporttól, ame-lyiknek kezében eddig voltak. Vegyétek egyik kezetekbe a kapott tárgyat, másik kezetek-be súlyokat, amíg a kettőt egyenlő nehéznek érzitek! Jegyezzé-tek be a füzetbei: 1. a tárgy neve, 2. a tárgy anyaga, 3. a tárgy; súlyát becsülöm . . . . g-rá. Most a mérlegen mérjétek le sú-lyát, vájjon eltaláltátok-e? Eredményt beírni! Ettől kezdve minden kézbe kerülő tárgy súlyát megbecsül-jük mérés előtt! Egy következő lépésünk az egyforma súlyú, de nagyon köny-nyű tárgyak átlagmérése, amely a fajsúly meghatározás íjnak és megmérésének előkészítése is. ! Mérjétek meg 10 darab kicsiny szög súlyát együtt! Füzetbe beírni, s számítsátok ki, mennyi lehet egy szög súlya! Mérjetek meg 15 darab ugyanolyaii szöget, számítsátok ki egynek a súlyát! Mérjetek meg 20 darab ugyanolyan szöget, számítsátok ki egynek a súlyát! Számítsátok ki a három eredmény alapján egy szög átlag-súlyát! 10 csoport diktálja fel nekem eredményeit! Számítsuk ki az átlagot! (Az eredményleket összeadjuk és osztjuk tízzel.) Hogyan tudhatnánk meg más módon is egy szög súlyát át-lagban? (A mérleg egyik serpenyőjébe teszünk pl. 5 g-ot, s ad-dig rakunk a májsikb'a szegeket, amíg a mérlegnyelv eredet i helyére mutat. Az 5 grammsúlyt osztjuk á Szögek számával.) Csinálni! Mérjük le 20 szál gyufa súlyát és számítsuk ki egynek á súlyát! -Ezen a ponton jó volna tanulócsópiorbonkint minden anyag-ból legalább 3—3 db egy köbcentiméteres kocka a következő vezetéssel: Mérjétek meg a 3 kocka súlyát együttvéve! Számítsátok ki, mennyi leh'et egy kocka súlya! Ellenőrizni méréssel! Tanításomból ez egyelőre még hiányzik, mert a 12 csoport részére szükséges 36 db. köbcentiméteres kocka elkészítésére és a reális eredmény elérését biztosító korrektúrába (s ez a na-gyobb' munka!) még nem jutott sor. 1—2 év alatt egyéb' munka mellett ez is el fog készülni. A tanítás így megy tehát tovább. Minden csoport kap egy kockát különböző anyagból! (Ki-¡osztom, közben az anyagokat megnevezem, pl.: viasz, parafa, viasszal kevert vaspor, stb.) Becsüljétek meg a súlyát! Füzetbe jegyezni! Megmérni! Bejegyezni! Számítsátok ki, hogy a nálatok lévő anyagból egy köbcenti-52 méteres kocka milyen súlyú volna? Eredményeket mondjátok meg! '.. 1 ! i 1 1 A táblára felírom íaz egyes kockák anyagát és melléje egy köbcentiméterének a súlyát. : Ellenőrzésül cseréljétek ki kockáitokat! Mitől függ egy köbcentiméter anyag súlya? Az anyag fajtá-jától. Hogyan állapítanátok meg valamely .anyag fajsúlyát?" Meg-mérjük a súlyát, megmérjük, illetve kiszámítjuk a köbtartalmát, s ezekből kiszámítjuk, hány gramm esik egy köbcentiméterre. Mikor, hol találkoztatok már az anyagok fajsúlyával? Testekre vonatkozó számításoknál a mértanban. Hogyan állapították' meg la kilogramm súlyát? 1 liter 4°C hőmérsékletű teljesen tiszta víz (súlya (tanulták már az első osztályban). 1 köbcentiméter víz súlya tehát mennyi? 1 g. Mennyi tehát a víz fajsúlya? 1 g. Itt néhány gyakoribb és nevezetes anyag fajsúlyát felje-gyezzük, pl. száraz fenyőfa 0,4 — 0,5, parafa 0,25, márvány 2,84, laluminium 2,6, vas 7,1—7,9, fajták szerint, ólom 14,4, higany 13,55, arany 19,3, stb'. ' Mit jelent az, hogy pl. az alumínium fajsúlya 2,6 g? Egy köbcentiméter alumínium súlya 2,6 g. Tanácsos ezt a kérdést más-más anyagra nézve a gyengébb felfogású tanulóknak ismé-telten feladni. ' Mennyi a víz fajsúlya? 1 g. A cink fajsúlya 7 g. Melyik sű-rűbb anyag, a víz, vagy a c ;nk? (Mutatjuk.) A cink'. Ugyan-lakkora kockám van vízből és cinkből. Melyikben van nagyobb tömegű anyag? A cinkben. Melyikben vannak a molekulák sű-rűbben? A cinkben. Ha a cink fajsúlya hétszer nagyobb a vízé-nél, hányszor sűrűbb a cink, mint a víz? Hétszer. Mennyi a hi-gany fajsúlya? Hányszor sűrűbb a víznél? Mennyi az alumínium fajsúlya? Hányszor sűrűbb a víznél? Mit kell az alatt érterii (közben a táblán mutatok a fajsúlyára), hogy .a vas 7,1-szer nehezebb ugyanannyi víznél? 7,1-szer sűrűbb. Mit jelent az, hogy az arany sűrűsége a vízhez viszonyítva (ismét rámutatok a táb-lán a fajsúlyra), 19,3? Házi feladatul csak akkor adhatnánk fajsúly-meghatározást, ha bizonyosak lehetnénk afelől, hogy minden tanulónak' van ott-hon alkalmas mérlege, súlysorozata és mérésre alkalmas teste. Ezért fizikai szempontból legalkalmasabbak az olyan feladatok, (amelyekben megadjuk a test köbtartalmát, (esetleg méreteit, de ¡ekkor már átjátszuk a feladatot a mértan területére,) és sú-lyát, kiszámítandó a fajsúlya. Főkövetelmény az ilyen feladatok-nál, hogy ne találomra adjunk feladatot, pl. egy test köbtartalma 40 cm3, anyaga vas, súlya 1200 g. A feladatot meg kell szerkesz-tenünk előre, hogy annak megoldása az anyag fajsúlyával egyez-nék, pl. a vasból készült test köbtartalma 40 cm3, súlya 300 g. Mennyi a fajsúlyá? (7.5.) Azok a feladatok, amelyek iá test köbtartalmából és jaz 53 lanyag fajsúlyából a test súlyát számíttatják ki, inkább a mértan keretébe tartoznak s csak annyiban kell ezeket itt szerepeltetni, la mennyi ben a koncentráció elvét szolgálják. Kettős okból nem vettem fel az anyagba egy liter, vagy egy dl, vágy egy cl víz súlyának lemérését. Elsősorban tanártársam az- első osztályban bizonyára lemért a tanulók előtt egy liter vizet. Másodsorban mérlegünk nem alkalmas nagyobb súlyok lemérésére, harmadsorban köbcentiméteres kockába töltött víz leméretése a kockák elkészítésérek nehézséglén kívül irég csődre is' fog vezetni. A tanulók valami sajátságos kritikus hajlammal meg fogják állapítani, hogy egy köbcentiméter víz súlya nem pontosan egy gramm, s mi hiába fogjak a sok hiba-lehetőséget felsorolni, érezzük majd, hogy a tanulók ezt természetszerűleg nem értik meg, bizonytalanság és a tudomány lebecsülése terheli meg továbbra is lelküket. Ha ennek eloszlatásába belefogunk, la sok' ellenőrző mérés miatt nem egy, de 2—3 órát fogunk téte-lünkre fordítani, vagy elégedetlenül abbahagyjuk. Ennek az órának anyagába nem veszem fel szabálytalan testek fajsúlyának megállapítását sem. Az iskolában mérhető testek nagysága nem alkalmas arra, hogy vízbemerítéssel mér-cézett edény segítségével megállapítsuk egy test térfogatát. A meniskus bizonytalansága, a kicsiny testeknél lényeges hibát okozó csekély eltérés elkerülhetetlen. A méréseknek' ezt a rész-letét ajánlatos Archimedes törvényének tárgyalására hagyng mint amelyik a pontosabb mérést lehetővé teszi. Ha ezt az anyagrészletet ilyen módon feldolgoztattuk tanít-ványainkkal, akkor Arehimede§ törvényének feMolgoztatásánál új anyag már csak a térfogat-meghatározás lesz egy újabb, pon-tosabb eredményre vezető módszerrel, s az úszás és lemerülés elve. Szabad-e vájjon a mérleget használtatnunk a tanulókkal, mielőtt az emelők törvényét és a mérlegeket tárgyaltuk volna? Véleményem szerint igen. Míg a tanuló a harmadik osztályb'a kerül, sokszor hall súlymérésről, az életben is sokszor lát mér-leget és mérést. Hány kereskedő tudja az emelők törvényét? A ceruzát is használja a gyermek, mielőtt tudná, mi ¡a grafit és hogyan készül a ceruza. ' Még egyet, amit a kétsége,skedők figyelmébe ajánlok. Az első évben, amikor még a szükséges kellékek nem voltak meg, a fenti tiétel feldolgozására szánt óráról egypár átlag-ta-nulót kiküldtem játszani az udvarra, s a többivel a régi sablon szerint demonstrációs módon »letárgyaltam« az anyagot; a ta-nításról kiküldött pár tanulót aznap délutánra egy órai időtar-tamra berendeltem, s a fenti menetben végig-kisér 1 etezte ttcm őket. Az összehasonlítás a következő fizikaórán meggyőzött árról, hogy ez az út a helyes. A demonstrációs órán résztvettek között voltak, akik szivet gyönyörküdtetően »fújták a leckét«. 54 de rögtön zavarba jöttek, amint a mérleget eléjük tettem. Ama-zok pedig, bár felmondani nem tudták gyönyörűen a »leckét«, de amint eléjük kerültek az eszközök és anyagok, kifogástalanul csinálták és mondták a szükségeseket. És mi fontosabb a reáliák terén: a szó, vagy a tett? -Matzkó Gyula a természettan szakvezető tanáar. 55 

Súly, fajsúly, sűrűség

http://acta.bibl.u-szeged.hu/33208/1/cselekves_001_002_049-055.pdf

Súly, fajsúly, sűrűség

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

University of Szeged