Методическая статья... Даже трудно определить, по физике, по математике или вообще - по жизни. Слишком объемное понятие рассматриваю.
Величина скорость - одна из самых первых, которые проходят в школе, и одновременно - одна из самых сложных. Объясняю, почему.
Чтобы грамотно объяснить ребенку понятие скорости, неплохо бы самому в нем разобраться.
Сравнение скоростей
Кто быстрее: Ахиллес или Черепаха?
В реальной жизни мы выгоним и Ахиллеса, и Черепаху на стометровку, дадим старт, и будем ждать, когда каждый финиширует. Таким образом, сравнивать мы будем время бега. Этого требует от нас культура, так проводятся все соревнования на скорость и т.д. Думаю, даже картинка в заголовке не на всех повлияла.
Вообще оценивать скорость временем - очень привычно для человека. За сколько Ахиллес пообегает стометровку? 10 секунд? А Черепаха? 100 секунд?
Но здесь возникат одна особенность: когда мы сравниваем рост Ахиллеса и Черепахи, тот, кто имеет большее число, у того рост больше. Когда сравниваем вес, опять - у кого число больше, у того и вес больше.
А при сравнении скоростей, у кого число меньше, у того скорость больше!
Это совершенно некорректное восприятие скорости с точки зрения физики. Так быть не должно.
По определению скорость - это длина пути, которое тело проходит за каждую единицу времени*
*пока говорим о средней скорости, этого хватит
Длина пути измеряется метрами.
По-хорошему, по определению, мы должны были выгнать Ахиллеса и Черепаху на достаточно большую беговую дорожку, дать старт, а потом - через одинаковое стандартное время - стоп. И измерять мы должны путь, кто дальше убежал. Путь. Метрами, а не секундами.
Тогда все встаёт на свои места, тогда у кого больше скорость, тот убежит дальше.
Восприятие пути
Такое неправильное восприятие скорости - как времени, а не как пути - берет свое начало в измерении пути временем.
Когда нас спрашивают, далеко ли от дома до работы, мы отвечаем: "да совсем рядом, минут 10 всего". Это очень удобно: нам не нужно сложных вычислений, чтобы узнать, на сколько ставить будильник, чтобы не опоздать на работу. Измерять скорость и расстояние временем настолько удобно для человека, что есть даже такая единица длины - световой год. И некоторые искренне не понимают, а что такого в том, чтобы измерять путь временем.
Работает это из-за линейной связи времени и пути. Дневные переходы, полчаса езды на метро, машине, лифте, и так далее. Это время, которым оценивается путь.
"Удельная" величина
Скорость - это удельная величина. Это означает, что подход к ней должен быть немного иной, чем к величине время, путь, масса, объём и пр.
Напомню, "удельными" я называю величины, которые не являются самостоятельными величинами, а отражают стандартизацию другой величины (по третьей).
Скорость характеризует путь, пройденный за стандартный отрезок времени (стандартизированый по времени). Технически, скорость является длиной. Той самой, которую можно измерить на практике между двумя следами от Ахиллеса, что он оставил на старте и через секунду своего движения. Именно метрами она должна бы измеряться. В общем-то, можно было бы обойтись без этих "в секунду" или "за каждую секунду", поскольку каждый физик знает, что речь идет о секундах, а не о минутах или часах (в школьной системе СИ, разумеется).
Так вот, если мы будем воспринимать скорость, как расстояние, то проблем с решением задач в школе будет куда меньше, и автоматически отпадает необходимость в треугольниках s-v-t и прочих способах запомнить формулы. Да и из формул остаётся лишь определение скорости, как путь, деленный на время.
Паршивая (с точки зрения обучения) особенность удельных величин это то, что их нельзя увидеть или пощупать, они абстрактны.
Например, когда мы считаем плотность кирпича, мы формально делим массу на объем и получаем что-то порядка 3000 кг/м³. Но вы когда-нибудь видели кирпич, размером 1 м³ и массой в 3 тонны? Это нереальное число. Не говоря уже о том, что эта формальная плотность в порах кирпича (а он пористый обычно) плотность будет близка к нулю, а в ядрах атомов - куда больше 3k.
Аналогично и скорость - это какая-то невнятная величина, странное число. Мы идем от дома до работы 10 минут, откуда взялись 5 км? Где этот час?
В школе это частично нивелируется тем, что стандартизация идет по секундам... Но, опять же, очень мало детей представляют, сколько это - секунда.
Что нужно понимать, объясняя скорость
Все, что я написал выше, взрослому-то человеку не всегда известно и понятно, не каждый над этим задумывался. А для ребенка это порой оказывается непреодолимой преградой в изучении скоростей. А еще глупые взрослые заставляют учить формулы v=s/t, s=v•t и t=s/v, как совершенно равноправные, и треугольник какой-то рисовать.
Практически все проблемы будут сниматься, если ученик будет воспринимать скорость, как путь. Как метры и километры. Можно даже без /ч.
Посмотрите еще раз на картинку.
Она дает отличное представление о понятии скорость. С нее надо начинать.
И задавайте вопрос не "какая скорость?", а "сколько метров ... за каждую секунду?"
Кстати, это и скорости сближения, убегания и догоняния поможет
