Nauczanie przez działanie

Lekcja 1, segment 6.

Pojęcie rotacji pola wektorowego może być dobrze zilustrowane za pomocą małego wiatraczka. Wykonajmy w naszym domowym laboratorium proste doświadczenie używając wyłącznie łatwo dostępnych materiałów. (Jak widać na zdjęciu poniżej, użyliśmy tu: suszarki do włosów, linijki, kawałka kartonu i drutu oraz taśmy samoprzylepnej; nie ma tu skomplikowanej (i drogiej) aparatury...)

Wektor rotacji we współrzędnych prostokątnych zapisujemy w postaci.

(1.6.4)

Nauczanie przez działanie

Kliknij, by uruchomić pokaz.

Wykonaj proste doświadczenie ilustrujące składowe wektora rotacji, we współrzędnych prostokątnych

Dmuchawa (np. suszarka do włosów) kieruje strumień powietrza (strzałki czerwone) w stronę małego wiatraczka  umieszczanego na drucie przymocowanym do ściany. Na drucie tym zawieszona jest też cienka blaszka, która może odchylać się (strzałka zielona) pod wpływem strumienia powietrza.  Dmuchawa przesuwa się w dół (strzałka niebieska).

Odpowiedz:
1. W jakim położeniu dmuchawy wiatraczek będzie się obracać, a w jakim nie ?
2. Jeżeli będzie się obracać, to w jakim kierunku ?
3. Które i kiedy pochodne we wzorze (1.6.4) mają tu  niezerowe wartości ?
4. Jaki jest znak pochodnych o niezerowych wartościach ?
5. Które z pochodnych zachowują przez cały czas wartości bliskie zeru ?
6. Rozpatrz trzy przypadki: dmuchawa w położeniu: a-górnym, b-środkowym i c-dolnym.
7. Wykonaj tabelę dla trzech w/w przypadków i wszystkich sześciu pochodnych.
8. Oznacz odpowiednio: -1, 0, +1  -  pochodna: mniejsza od zera, bliska zeru, większa od zera.
9 Wykonaj tabelę dla trzech w/w przypadków i wszystkich sześciu pochodnych.
10. Jeśli masz już odpowiedzi - sprawdź ich poprawność klikając w polu obrazka !

Nie zapomnij przesłać do swego opiekuna tabeli z pochodnymi oraz uwagi własne.