Кейс-урок "Математичний маятник"

Математичний маятник. Перетворення енергії під час вільних коливань.

Тип уроку

Кейс-урок із використанням цифрової симуляції, елементів дослідження та проблемного навчання.

Мета уроку

1. Сформувати уявлення про фізичну модель математичного маятника.
2. Дослідити перетворення потенціальної та кінетичної енергії під час коливань.
3. Навчити учнів використовувати цифрову симуляцію PhET для спостереження, аналізу та формулювання висновків.
4. Розвивати критичне мислення, вміння ставити запитання, робити висновки з експерименту.
5. Формувати навички командної роботи та рефлексії.

Очікувані результати навчання

Після уроку учень/учениця:

• пояснює, що таке математичний маятник та які чинники впливають на його період;
• описує перетворення потенціальної енергії у кінетичну під час коливань;
• використовує симуляцію PhET для спостереження та аналізу руху маятника;
• робить висновок про збереження механічної енергії у вільних коливаннях (без врахування опору повітря);
• висловлює судження щодо практичного значення маятника (у годинниках, вимірювальних приладах тощо).

Ключові питання уроку

1. Чому маятник, піднятий і відпущений, коливається туди-сюди?
2. Як змінюється енергія маятника під час руху?
3. Чому амплітуда коливань з часом зменшується?
4. Як можна використати маятник у техніці та побуті?

Проблемна ситуація (кейс)

Учитель демонструє коротке відео або описує ситуацію:

«У старовинному годиннику маятник коливається вже понад сто років.
Як це можливо, якщо енергія маятника, здавалось би, мала б зникати з часом?
Чому годинник не зупиняється?»

Проблема для дослідження: