Voima ja liike (FY4)
Moduulissa tarkastellaan tasaista ja muuttuvaa liikettä. Moduulissa perehdytään voimaan olennaisena kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaavana suureena ja siihen, miten Newtonin II lakia käytetään mallinnettaessa voiman vaikutusta liiketilan muutokseen. Energiaa ja liikemäärää tarkastellaan mekaniikan keskeisinä käsitteinä ja säilyvinä suureina.
Yleiset tavoitteet
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
- osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä
- osaa tuottaa ja analysoida graafisia esityksiä mittausaineistosta
- ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa
- tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyviä turvallisuusnäkökohtia.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- tasainen ja tasaisesti kiihtyvä suoraviivainen liike
- kappaleiden vuorovaikutus ja voima sekä Newtonin lait
- voimien yhteisvaikutus, voimakuvio ja liikeyhtälö
- paino ja kitka
- liike-energia, potentiaalienergia ja mekaaninen energia
- mekaanisen energian säilyminen ja mekaniikan energiaperiaate
- liikemäärä, impulssi, liikemäärän säilyminen ja yksiulotteiset törmäykset
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: vesi- ja tuulivoima, liikenne sekä urheilu.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: putoamiskiihtyvyyden määrittäminen, kitkakertoimen määrittäminen ja kappaleeseen vaikuttavien voimien määrittäminen.
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet ovat
Vuorovaikutusosaaminen:
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä.
• Opiskelija osaa tuottaa ja analysoida graafisia esityksiä mittausaineistosta.
Kinematiikan ja dynamiikan keskeisten ilmiöiden tutkiminen on usein mahdollista vain ryhmätyönä. Saatuja tuloksia esittämällä voidaan vahvistaa opiskelijan esiintymistaitoa ja -varmuutta. Siten moduuliin liittyvä kokeellinen työskentely kehittää opiskelijan yhteistyö- ja vuorovaikutustaitoja sekä monilukutaitoa.
Myös liikkeen graafisten esitysten tuottaminen ja analysointi ovat luontevaa materiaalia ryhmätyöskentelylle. Esimerkiksi liikkeen rekonstruoiminen graafisen esityksen pohjalta ja rekonstruktion verifioiminen voi olla oiva aihe liikkeen opiskelemiseen ryhmissä.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyviä turvallisuusnäkökohtia.
Turvallisuusnäkökohtia voidaan tarkastella esimerkiksi liikenteessä yhteiskunnan ja yksilön näkökulmista. Liikenneturvallisuuden kannalta keskeistä on ymmärtää renkaiden ja tien välisen kitkan sekä ajonopeuden vaikutus
pysähtymismatkaan. Newtonin lakien avulla on mahdollista ymmärtää turvavöiden ja -tyynyn merkitys törmäystilanteissa.
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet ovat
Vuorovaikutusosaaminen:
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä.
• Opiskelija osaa tuottaa ja analysoida graafisia esityksiä mittausaineistosta.
Kinematiikan ja dynamiikan keskeisten ilmiöiden tutkiminen on usein mahdollista vain ryhmätyönä. Saatuja tuloksia esittämällä voidaan vahvistaa opiskelijan esiintymistaitoa ja -varmuutta. Siten moduuliin liittyvä kokeellinen työskentely kehittää opiskelijan yhteistyö- ja vuorovaikutustaitoja sekä monilukutaitoa.
Myös liikkeen graafisten esitysten tuottaminen ja analysointi ovat luontevaa materiaalia ryhmätyöskentelylle. Esimerkiksi liikkeen rekonstruoiminen graafisen esityksen pohjalta ja rekonstruktion verifioiminen voi olla oiva aihe liikkeen opiskelemiseen ryhmissä.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyviä turvallisuusnäkökohtia.
Turvallisuusnäkökohtia voidaan tarkastella esimerkiksi liikenteessä yhteiskunnan ja yksilön näkökulmista. Liikenneturvallisuuden kannalta keskeistä on ymmärtää renkaiden ja tien välisen kitkan sekä ajonopeuden vaikutus
pysähtymismatkaan. Newtonin lakien avulla on mahdollista ymmärtää turvavöiden ja -tyynyn merkitys törmäystilanteissa.