Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 12. 03. 2017 13:12

edison
Příspěvky: 815
Reputace:   23 
 

Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

Neustále narážím na to, že děti nechápou souvislosti ve věcech okolo energie. (naposledy tady ve fyzice, ale narážím na to i při elektronickém, nebo fyzikálním kroužku).

Proč se jednou učí, že je to energie E, jindy práce W, pak zas teplo Q a možná ještě další 3 názvy?

Proč to prostě není všude energie E a hotovo?

Offline

 

#2 12. 03. 2017 16:54 — Editoval misaH (12. 03. 2017 16:56)

misaH
Příspěvky: 9626
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

↑ edison:

:-)

No asi preto, že to nie je to isté...

Offline

 

#3 12. 03. 2017 19:05

edison
Příspěvky: 815
Reputace:   23 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

Takže když vodě dodám teplo Q, hmotnost nevzroste podle E = m*C^2 ?

Offline

 

#4 12. 03. 2017 23:07

Eratosthenes
Příspěvky: 1912
Reputace:   121 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

↑ edison:

to ano, ale to jednak nezměříš (spíš tam vrazíš teploměr) a hlavně - dětem na základce to asi nevysvětlíš...


Nejraději chodím bos, když mé boty uvíznou v řiti nějakého hňupa.

Offline

 

#5 13. 03. 2017 02:21

edison
Příspěvky: 815
Reputace:   23 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

No ale pořád nechápu, proč to těm dětem na základce komplikují tím, že té energii dávají různá jména a písmenka.

Proč když táhnu vodorovně, je to W=F*s a když táhnu nahoru, je E=m*g*h, přičemž m*g vede na stejné F a s=h?
Proč není obojí E?

Co když táhnu vodorovně, pak je kladka a pod ní visí závaží?
Bude to E, nebo W?

A když pak ustřihnu provázek, závaží spadne na ideálně tuhou, tepelně nevodivou podložku, ohřeje se zase stejnou energií, ale proč se tentokrát jmenuje Q?

Offline

 

#6 13. 03. 2017 07:44

zdenek1
Moderátor
Místo: Poděbrady
Příspěvky: 11592
Reputace:   864 
Web
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

↑ edison:
Důvodů bude více.
1) Je to tradice. S tím nic neuděláš. My se tady v naší kotlině učíme česky, což je velmi nepraktické. Kdybychom začali učit odmalička všechny naše děti anglicky (nebo třeba i německy) a na češtinu zapomněli, bylo by to mnohem praktičtější a do budoucna by měli dětičky jednodušší život. Ale tradice je tradice.

2) Tím, že to dětem zkomplikuješ, rozvíjíš jejich kognitivní dovednosti, schopnosti abstrakce, schopnost vytáhnout z textu to podstatné (tj. např. že na tom písmenku až tak nezáleží, že důležitý je vztah, který se za tou rovnicí skrývá)

3)

Proč když táhnu vodorovně, je to W=F*s a když táhnu nahoru, je E=m*g*h, přičemž m*g vede na stejné F a s=h?
Proč není obojí E?

Nemáš tak úplně pravdu. Když táhneš nahoru, je to pořád $W=Gh$. Teprve, když je to nahoře, jedná se o $E=mgh$.

Ta první rovnice popisuje PROCES, zatímco ta druhá STAV. A to jsou právě ty detaily, které by měly žáci pochopit.


Pořádek je pro blbce, inteligent zvládá chaos!

Offline

 

#7 13. 03. 2017 11:30

misaH
Příspěvky: 9626
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

Offline

 

#8 13. 03. 2017 15:23

edison
Příspěvky: 815
Reputace:   23 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

No o užitečnosti mě to teda moc nepřesvědčilo:-)

Naopak si myslím, že se tím podporují děti biflovacího typu na úkor přemýšlejících. Taky chápu, že je to další položka, která se v písemce snadno kontroluje.

Offline

 

#9 13. 03. 2017 17:59

Eratosthenes
Příspěvky: 1912
Reputace:   121 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

↑ edison:

Proč se trojúhelník značí jednou ABC, podruhé KLM a potřetí MXZ? A úhly jednou alfa, beta, gama, podruhé kappa, lambda, mí... Taky si myslíš, že to podporuje biflování? Já si myslím pravý opak...


Nejraději chodím bos, když mé boty uvíznou v řiti nějakého hňupa.

Offline

 

#10 13. 03. 2017 18:20

misaH
Příspěvky: 9626
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

↑ edison:

Vravíš, že si učiteľ?

Offline

 

#11 14. 03. 2017 00:32

edison
Příspěvky: 815
Reputace:   23 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

Klasickej učitel ne, vedu kroužek elektroniky a fyziku+chemii. Jinak mě živí zakázkový vývoj elektroniky, přičemž čas od času vyvíjím i vědecké přístroje, takže si musím každou chvíli nastudovat věci z úplně jiných oborů.

A pořád se setkávám s tím, že většina dětí přichází přesvědčena o tom, že matematika a počítání slouží jen k trápení dětí... Jenže dělat rozumnou elektroniku bez počítání nejde.

Další kapitola jsou školní definice:-) Vždycky než něco začnu, ptám se, co o tom děti už vědí. A občas jsem šokován, jak zní školní definice... Největší šok byl posledně u definice Faradu. Po dlouhém zkoumání jsem dospěl k závěru, že to dotyčnej říká správně (a ten text jsem vygůglil), ale bylo mi naprosto jasný, proč z toho nebyl schopen zjistit, kolik V bude na kondenzátoru 1 mF po 1 s nabíjení proudem 1 mA...

Na to jsem si dnes vzpomněl, když jsem čet o tom prvním TDZ:

teplo je rovnomocné mechanické práci? Píší, že pod pojmem rovnomocné si lze představit vlastnost, kdy teplo a práce jsou si sice navzájem kvantitativně rovnocenné a lze je mezi sebou transformovat, ale přesto jsi nejsou  rovnocenné kvantitativně.

Autor tam použil naprosto neobvyklé slovo, které má přitom běžně užívaná synonyma (ekvivalentní, rovnocenný, odpovídající) takže k jeho použití nebyl důvod. A ještě tomu slovu v rámci "vysvětlení" vnutil jakoby speciální význam. (tedy tazatel to možná taky trochu poplet, má tam 2x kvantitativně, přičemž druhé asi původně bylo kvalitativně - ale nedivil bych se, kdyby to měli popletené už v tom učebním textu)

Offline

 

#12 24. 05. 2018 14:19 — Editoval Rumburak (24. 05. 2018 14:27)

Rumburak
Místo: Praha
Příspěvky: 8359
Reputace:   490 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

↑ edison:

Ahoj.

Řekl bych, že existují energie různých druhů. Jen v mechanice máme např.

- energii potenciální, která je dána polohou tělesa v gravitačním poli,
- energii kinetickou, která je dána setrvačností pohybujícího se tělesa,
- energii danou deformací pružné spirály.

Práce je - podle mne -  přeměna enegie jednoho druhu v energii jiného druhu.

Offline

 

#13 24. 05. 2018 21:33

MichalAld
Příspěvky: 749
Reputace:   21 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

Ona práce a energie není úplně to samé.

Energie je stavová veličina, když známe stav systému, dokážeme (pokud víme jak) spočítat jeho energii.

U práce toto neplatí, práce se tak nějak netýká stavu systému. Na druhou stranu, práce je jednoznačně definovaná, a i když ji nelze měřit přímo, tak ty dvě veličiny, ze kterých se počítá, lze měřit celkem snadno (a hlavně to v principu lze vždy provést). Takže není (aspoň v principu) nikdy problém určit (poznat, zjistit) že systém vykonal práci (může to být s kladným i záporným znaménkem, teď si nejsem úplně jistý, jak se nazývá ten druhý případ - systém "obdržel" ?)

U energie je problém, že krom toho, že ji nelze změřit, tak ani nevíme, jak ji počítat. Vzorce pro energii systému jsou právě odvozené z toho, že když systém vykoná práci, sniží se o stejnou hodnotu jeho energie.

Pokud tedy nalezneme rovnici, která má na jedné straně práci, a na druhé nějakou funkci stavových veličin systému, můžeme věřit tomu, že máme vztah pro energii.

Přesně takto třeba odvodil Poynting svůj vztah pro energii "ukrytou" v elektromagnetickém poli. Problém je jen s jednoznačností, vztahů, co mají na jedné straně práci (v el. poli je to E*j) a na druhé straně něco - co navíc splňuje rovnici kontinuity, takových vztahů lze vymyslet více - jen jsou vždy složitější, než ten Poyntingův. A změřit to nejde - energii nelze měřit, jen by to mělo jít dle gravitačních účinků, ale ty jsou tak malé, že to zatím nedokážeme.

Proto máme práci a energii - protože na definici energie tu práci potřebujeme.
No, dneska už možná né, máme teorém Noetherové, dnes už víme, že energie souvisí se symetrií v čase ... ale to už je úplně mimo možnosti chápání normálních lidí, podle mě.

Offline

 

#14 24. 05. 2018 21:42

MichalAld
Příspěvky: 749
Reputace:   21 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

No a pak je tu ještě termodynamika. Všude jinde bychom si vystačili s prací W a energií E, ale v termodynamice asi né. Protože tam je těch veličin, co vypadají jako energie, celá řada, a je třeba je rozlišovat.

Takže máme vnitřní energii U, máme práci W (ve Feynmanových knížkách je značená A, nevím, co se používá častěji), máme teplo Q, máme entalpii H, máme volnou energii a Gibbsovu energii (volnou entalpii), a je klidně možné, že ještě něco.

Všechno to má význam energie ve smyslu, že to dokáže vykonat (nebo aspoň spotřebovat) práci, ale přesto je každé něco jiného. Proto tolik písmen. Protože ty rozdíly mezi veličinami jsou principiální, a bylo by hloupé, kdyby se dělaly chyby jen kvůli označení.

Například už jen první zákon termodynamiky

$\Delta U = \Delta Q + \Delta A$


by asi vypadal dost hloupě, kdyby byl zapsán jako:

$\Delta E = \Delta E + \Delta E$


No a co se zavedlo v termodynamice, se používá i jinde. Takže pokud se teplo v termodynamice označuje Q, označuje se tak i v elektrotechnice.


PS: děcka v kroužku asi těžko pochopí rozdíl mezi prací a energií (že energie je funkcí stavu a práce né, kdo ví, jestli to chápu správně já), ale rozdíl mezi energií ("uspořádanou" energií) a teplem (rozptýlenou energií) by pochopit mohli.

Offline

 

#15 24. 05. 2018 21:55

MichalAld
Příspěvky: 749
Reputace:   21 
 

Re: Proč se ve školních definicích energie nejmenuje všude energie?

zdenek1 napsal(a):

2) Tím, že to dětem zkomplikuješ, rozvíjíš jejich kognitivní dovednosti, schopnosti abstrakce, schopnost vytáhnout z textu to podstatné (tj. např. že na tom písmenku až tak nezáleží, že důležitý je vztah, který se za tou rovnicí skrývá)

Ale komplikovat to dětem tím, že tomu učitel sám pořádně nerozumí, z toho podle mě žádný velký užitek nevzejde.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson