Přehled problémů s otázkou, jak najít rychlost ve školních kurzech matematiky a fyziky

Koncepce rychlosti je jedním z klíčů v charakteristice dynamických parametrů jediného objektu i určitého systému. Rychlost je skutečně nejdůležitější fyzikální veličina, která charakterizuje pohyb a pojem pohybu se člověku setkává v jeho životě neustále. A na tom nezáleží, máme na mysli pohyb molekul nebo vícetonových nákladních automobilů, pěší nebo vícemetrový vlak. To je důvod, proč studium rychlosti jako fyzického množství ve školním kurzu matematiky a fyziky trvá hodně času a tato pozornost je spojena s tímto parametrem nejen tím, že osoba je neustále konfrontována s hnutím, ale také proto, že koncept rychlosti je různorodého charakteru.

První úkoly na nalezení rychlosti splňují žáci v matematickém kurzu základní školy (zpravidla se jedná o 3. a 4. ročník). Samozřejmě, tyto problémy jsou elementární a jsou věnovány úvaze o ideálním modelu mechanického pohybu. Znalost matematického popisu posunutí těl začíná nejdůležitějšími koncepty - cestou, rychlostí a časem - a dobře známým vzorem, že cesta je produktem rychlosti pohybu v době vysídlení.

Ve stejné fázi v kurzu matematické školy je zvažován koncept produktivity, který studentům říká, jak najít rychlost výroby. Takový přístup je velmi vhodný, protože matematické popisy těchto procesů jsou podobné a v důsledku toho bude pro studenty jednodušší porozumět významu velmi složitých definic práce a produktivity na první pohled.

Po osvojení základních zákonů mechanického pohybu, s příkladem jednoho tělesa, se studenti seznámí s jevem pohybu několika těles současně. Samozřejmě, že v základní škole je tento proces považován za základní příklady a ideální modely. Studenti řeší problémy a učí se, jak najít rychlost sblížení, pokud se jedno tělo zachycuje s jiným nebo dvěma těly se pohybují směrem k sobě.

Úkoly věnované rychlosti se nadále setkávají se studenty v střední části matematického kurzu školy. V pátém ročníku se studenti seznámí s konceptem průměrné rychlosti. Je velmi důležité zdůraznit, že průměrná rychlost a aritmetický průměr jsou různé hodnoty. Často žáci zaměňují tyto pojmy a navrhují vzorec pro výpočet aritmetického průměru úkolů určených pro pohyb. Je důležité vysvětlit, jak najít rychlost, pokud je pohyb prováděn v odlišných, rozdílných časových intervalech s různou rychlostí.

Složitější jevy mechanického pohybu jsou zvažovány ve školním kurzu fyziky, který začíná být studován studenty v 7. ročníku. Nejprve jsou zde také zvažovány elementární koncepce pohybu související s otázkami, jak najít počáteční rychlost pohybu těla před okamžikem zrychlení nebo jak vypočítat cestu cestovanou tělem do určitého časového bodu.

V 9. formuláři se studenti seznámí s konceptem posunu a jeho odlišností od cesty. Ve stejné fázi studia mechanického pohybu jsou studenti seznámeni s řešeními klasických problémů, jak najít rychlost konvergence těl pohybujících se pod úhlem mezi sebou a zejména kolmo.

Průběh mechaniky pokračuje i ve vysokoškolském kurzu fyziky, ale zde je kladen důraz na řešení problémů spojených s pohybem velkého množství těles nebo s komplexním posunem jednoho těla. Například v 10. třídě je věnována spousta času úkolům věnovaným pohybům těla pod úhlem k horizontu.

Závěrem je třeba poznamenat, že pojetí rychlosti se samozřejmě nevyskytuje pouze v mechanice, a proto studenti ve studiích jiných oborů fyziky (elektrostatické, magnetostatické, molekulární fyziky) čelí i pohybu částic (včetně nabitých), kde se naučí najít rychlost Výměna molekul a atomů.