Урок физики на примере Tesla Roadster — 7, 8 и 9 класс

Темы идут по законам: третий закон Ньютона и реактивная тяга, второй закон и разгон с грузом, сила трения и лёд, давление и петля по потолку, равновесие сил и момент в полёте, энергия и запас воздуха. В каждой ученик сначала делает прогноз, потом проверяет его на машине. Расчёты живут в практике: задача в «Миссии: разрыв моста» и зачёт из пяти задач со случайными числами, а «Инженерная авария» — решение без формул.

• Третий закон НьютонаПочему надутый шарик летит, если его отпустить, и при чём тут сопла. Открой сопла — машина разгонится до 100 км/ч, а колёса будут только катиться.
• Второй закон НьютонаТолкни одинаково пустую тележку и тележку, в которой сидит друг, — разгон будет разным. Потом положи в машину груз и сравни.
• Сила тренияКроссовок на асфальте упирается, на льду едет от лёгкого толчка. Почему колёса буксуют, как вентилятор прижимает машину к дороге и почему соплам дорога не нужна.
• ДавлениеПрисоска держится на стекле без клея — её прижимает атмосфера. Днище машины — та же присоска: подбери разрежение, и она поедет по потолку вверх колёсами.
• Равновесие сил и моментГруз на тросе крана и качели во дворе объясняют, как машина висит в воздухе и почему её крутит, если толкать не под серединой. Взлети, выровняй и сядь мягко.
• Энергия и запасБочка с краном: открой сильнее — струя бьёт дальше, но запас кончается быстрее. Почему машине хватает воздуха на секунды и почему висеть минуту не выйдет.

В темах ученик делает и наблюдает, в практике — решает. «Миссия: разрыв моста» — разогнаться, перелететь 12 метров и сесть мягко, прикинув время в воздухе. «Инженерная авария» — отказ в полёте: посадить машину, пока ещё есть чем тормозить. «Зачёт» — пять задач со случайными числами: тяга из расхода, зависание, предел колёс, прижим из давления, время полёта; две ошибки дают подсказку с формулой, третья — ответ, а счёт решённых с первой попытки виден на машине.

• Миссия: разрыв мостаиспытаниеРазогнаться соплами, перелететь двенадцать метров и сесть мягко на той стороне, уложившись в один запас воздуха.
• Инженерная авариярешениеОслабли носовые сопла, потекла трубка от баков. Посадить машину, пока это можно сделать мягко. Оценка одна: села мягко или нет.
• ЗачётзадачиПять задач по всем темам со случайными числами: тяга из расхода, зависание, предел колёс, прижим из давления, время полёта.

1. тяга сопла — расход воздуха на скорость струи, дорога в этом не участвует
2. колёса передают не больше μ · N, а прижим вентилятора увеличивает N
3. висеть можно только при тяге, равной весу, и воздух на посадку оставляют заранее

1. нажмите «Начать урок» — теория и практики идут по шагам, настраивать ничего не нужно
2. открывайте с проектора: сцены рассчитаны на показ всему классу
3. на этой странице открыта первая тема урока, остальные — после бесплатной регистрации учителя
4. «Поделиться с учениками» даёт ссылку на весь урок: по ней ученик занимается без регистрации

Подходит к темам «Третий закон Ньютона», «Давление», «Сила трения» и «Момент силы» в 7–9 классах, а в любой момент года — как разговор о новости, которую ученики видели в ленте. С проектора урок идёт как разбор инженерной задачи: класс делает прогноз, потом смотрит модель.

• co_presentПрогноз до запускаУчитель открывает тему «Третий закон Ньютона», доходит до шага с ползунком «Расход воздуха», но сам его не трогает: класс предсказывает, что покажет стрелка тяги при вдвое большем расходе, и только потом проверяет.
• groupsЛёд против асфальтаДве группы получают одинаковые моторы, но разное покрытие, и соревнуются во времени разгона — пока одна не догадается включить вентилятор под днищем, а потом и сопла.
• fact_checkФакт или обещаниеКласс сортирует утверждения из новостей о машине: показано на презентации, заявлено производителем или допущение расчёта — а потом сравнивает с числами, по которым считает урок.

• Думают, что струя толкается от дороги, и ждут, что на льду сопла работать не будут.
• Сравнивают килопаскали с килоньютонами напрямую, забыв умножить на площадь.
• Считают, что чем сильнее тянет мотор, тем быстрее разгон, хотя колёса уже буксуют: предел задаёт сцепление μ · N, а не мотор.
• Тратят весь воздух на подъём и не оставляют тягу на посадку.