ものの壊れかた : 破断に至る変形の観察に基づく「力」の導入法(III.自然科学系)
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概要
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初等物理教育において,力を定量的に導入する直前の段階として,固体にかかる応力が分布する「不均一変形」を観察させる教材を示す。身の回りには,大きく変形し,壊れることによって役立つものが数多く存在している。それを学生自らが探り出し,どのようにして狙い通り壊れるのかを観察・探求するのは,物理が特別なモデルの上でのみ成り立つという意識を打破するのに有効である。また,光弾性効果を使った演示実験により,講義の中で現象を再現しながら説明することができる。さらに,有限要素法によるシミュレーションと照合する中で,実験だけで理解しようとするのは危険であることがわかった。不均一な応力場への理解は,教える側も足りないことが多いので,教材としては,課題探求・演示実験・シミュレーションの三点をセットにするのが望ましい。
- 千葉大学の論文
- 2006-02-28
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