Olyan helyzetek, amikor mindkét interakciós partnert figyelembe vesszük

4.4 A fő felmérés eredményei 127. A könyv egyik fejezetében az Emma mozdony hasonló módon működik mágneses kövek segítségével. Mivel a szerző a gyerekkönyvben nem tesz semmilyen megállapítást a titokzatos kövek térenergiájáról, a 9a kérdéses mágnes egy kimeríthetetlen energiatározóhoz is csatlakozott, így az energia törvénye nem tiltja a mozgást. A megoldás legegyszerűbb módja a mechanikára vonatkozó második természetvédelmi törvény, a lendület megőrzése. Amikor erőkkel vitatkozik, Newton 3. törvényére van szükség. 9. kérdés Jóslás, hogy a bemutatott szállítási módok működnek-e Nem válasz χ² = 13,50 igen χ² = 10,57 nem B nem válasz χ² = 6,76 igen χ² = 6,90 nem L-csoport: N = 253 VPN P- Csoport: N = 146 VPN összesen: N = 399 VPN összesen: N = 399 VPN 4.4.25. Ábra A 9. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően.

mindkét

4.4 A fő felmérés eredményei 129 2. kérdés A hajók találkozási pontjának előrejelzése nincs válasz Egyéb N = 146 VPN P-csoport: N = 399 VPN összesen: L-csoport: összesen: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 nincs válasz/egyéb χ² = 11,79 χ² = 9,86 χ² = 26,71 4.4.26. Ábra A 2. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően.

4.4 A főmérés eredményei 133 8. kérdés Pozíció előrejelzése azonos tömegű mágnes és vas darab esetében χ² = 38,47 N = 146 VPN N = 399 VPN =² = 21,83 χ² = 7,20 nincs válasz P-csoport: összesen: L-csoport: összesen: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 4.4.28. Ábra A 8. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően. A 2., 7., 8., 9a. És 9b. Kérdés olyan dinamikával foglalkozik, amelyben mindkét interakciós partner képviselteti magát. Ha a VPN hasonló megoldási stratégiákat dolgoz ki az említett elemekre, akkor ezt a kérdéscsoport 2 elemére adott helyes válaszok társításával lehet megmutatni. Valójában a kérdéspárokra (2. és 7. sz.), (2. és 8.), (7. és 8.), (7. és 9a.), ( (8. és 9b), valamint (9a és 9b) 5% -os szinten kapcsolódnak az L csoportba. A 4.4.29. Ábra négy mezőből álló táblázata megmutatja a 2. és 8. kérdésre adott helyes válaszok kapcsolatát.

136 4 A mechanika szakkifejezésének empirikus vizsgálata 13. kérdés Két különböző tömegű mágnes erőnyilai N = 146 VPN N = 399 VPN χ² = 12,76 χ² = 7,00 nincs válasz L-csoport: P-csoport: összesen: összesen: N = 253 VPN N = 399 VPN 1 2 3 4 5 egyéb helytelen kombináció 4.4.31. Ábra A 13. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően. A következő mező egy, a 4.4.33. Ábráján szereplő több mezőből álló táblázat összehasonlítja a teljes minta válaszait a 7. és a 13. kérdésre, amelyek ugyanabba a helyzetbe tartoznak. Az eredmények összehasonlítása egyértelműen azt mutatja, hogy azoknak a VPN-eknek a csoportja, akik helyesen megjósolják a különböző súlyú mágnesek helyzetét és így sebességét, három csoportra oszlik. Itt is a koncepció dominál: a mozgással arányos erő (32,1%), majd a szintén aszimmetrikus megoldás következik: a nagyobb erő nyíl a nehezebb mágnesen van (17,0%). Pontosan ez a megoldás, amely az elővizsgán a harmadik leggyakoribb változat (7,4%) volt az elsőéves hallgatók körében, arra az elképzelésre épülhetett, hogy a nagyobb erő a nagyobb mágnesből származik (lásd a 14. kérdést). Nehéz azonban tesztelni, mivel gyakran használják kérdések feltevésekor

138 4 A mechanika szaknyelvének empirikus vizsgálata, vannak olyan helyzetek, amikor az erő fogalmának látszólag helyes használata nem teszi lehetővé következtetések levonását a tények fizikai megértéséről. N = 399 VPN A kérdéses megfigyelhető helyzet (a mágnesek helyzete) előrejelzése 7 egyéb kombináció 5: 4: 3: 2: 1: nincs válasz 2,8 68,7 11,0 3,3 2,3 11,0 0, 8 %%%%%%% 32,1 0,5% 5,3% 2,3% 38,1% 23,1% 25,3% 5,5% A 13. kérdésben szereplő nyilak ismert helyzetének leírása Σ: = 37,1% Σ: = 19,3% nincs válasz Σ: = 6,5% szimmetrikus erő nyilak és helytelen, szimmetrikus helyzet előrejelzés 1 2 3 4 5 egyéb helytelen kombinációs erő nyíl a mozgás erősségének felel meg * és a gyorsabb tárgy erő nyílnak felel meg Mozgáserősség * és a lassabb ** tárgyon * gyorsulás vagy sebesség ** vagy nyugalmi helyzetben van. 4.4.33. Ábra Kapcsolat a 7. kérdéses megfigyelhető helyzet előrejelzése és ugyanazon helyzet formális leírása között a 13. kérdéses nyilakkal. A kör alakú területek megfelelnek azoknak, amelyek előfordultak Válaszkombinációk. A legmagasabb értékre standardizálták őket (7. kérdés, (helyes) 1. és 13. kérdés, (helytelen) 5. válasz: 32.1%).

4.4 A fő felmérés eredményei 139 Amint azt már fentebb jeleztük, a sebességgel és az erővel arányos erő két fogalma, mint potenciális hatékonyság a bemutatott helyzetben, pontosan ellentétes, aszimmetrikus leírásokhoz vezethet erőnyilakkal. Ezért elképzelhető, hogy a formailag helyes megoldások némelyike ​​e két szempont kombinációjából, és nem interakciós koncepcióból származik. Question² = 46,29 14. kérdés Erőnyilak azonos tömegű mágneshez és vasrészhez N = 146 VPN N = 399 VPN χ² = 13,40 χ² = 10,57 P-csoport: összesen: total² = 4,50 N = 253 VPN 1 2 3 4 5 nincs válasz más rossz kombináció L-csoport: N = 399 VPN összesen: 4.4.34. Ábra A 14. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően. A 14. kérdéses helyzetben a mozgással arányos erő gondolata formailag helyes megoldáshoz vezet. A várakozásoknak megfelelően a formálisan helyes leírás tűnik a leggyakoribb egyéni megoldásnak (4.4.34. Ábra). Lényegesen gyakrabban (χ² = 46,29) a P csoportban (68,6%). Bár ez az L csoportra is vonatkozik (33,3%),

142 4 A mechanika szakkifejezésének empirikus vizsgálata Az 5. kérdésre (a helyzet szabad formájú aszimmetrikus leírása), a 15. kérdésre (a nyilak hozzárendelése a húzó kutyához), vagy a 16. kérdésre (alvó ló, parkoló autó és feszes ruhaszárító erő van) összehasonlítva. A 14. kérdéssel (erõs nyíl a mágnesen) azonban nem volt jelentõs összefüggés, amely ezt a tézist megerõsítené. Csak a 13. és a 14. kérdésben szereplő két hasonló helyzetet oldották meg hasonló módon a VPN-ek. Például. a P csoportban a formailag helyes megoldások 1% -os szinten társulnak egymással (χ² = 8,55). Ez még egyértelműbbé válik, ha rossz megoldásokat nézünk (L csoport, N = 115 VPN, P csoport, N = 33 VPN). Úgy tűnik, hogy a 13. kérdésben a kisebb mágnes szerepét a 14. kérdéses vasdarab látja el. Az asszociációs táblázat (4.4.36. Ábra) az L csoport kapcsolatát mutatja. A P csoport esetében ugyanaz a kapcsolat (nem látható) 1% -os szinten is előfordul (χ² = 8,70).

144 4 A padlók mechanikájának műszaki terminológiájával kapcsolatos empirikus vizsgálatot figyelmen kívül hagyták. Ha egy rendszerben lévő tárgy feszültség alatt áll, de a végei nem gyorsulnak meg, akkor legalább egy második tárgy van nyomó igénybevétel alatt. A legegyszerűbb, nem triviális statikus rendszer pl. rúd mentén kifeszített gumiszalagból. Legalább négy erő szükséges a leírásához. A karlsruhei fizika tanfolyam nyelvén ezeket a szempontokat a zárt impulzusciklusok modellje tematizálja (vö. 5. fejezet, 5.3.2.2. Szakasz) (amely azonban sokdimenziós alkalmazásoknál viszonylag nehézkes). Megadva: Ebben a kísérletben a szál törik m> 150 kg-nál A szál soha nem szakad meg 3 szál nem szakad meg A-nál, törik C-nél és B-nél 4 szál nem szakad meg A-nál, C-nél nem tör és B-nél L L csoport: N = 253 VPN P csoport: N = 146 VPN összesen: N = 399 VPN összesen: N = 399 VPN ABC minden m = 50 kg minden m = 100 kg minden m = 200 kg 4.4.37. ábra A 3. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően.

150 4 A mechanika szakkifejezésének empirikus vizsgálata 5. kérdés Mi az oka annak, hogy a vonal feszes? A leggyakrabban említett 21 ok (a teljes mintán belül legalább négyszer). Teljes minta: 1 kutya húz. N = 511 VPN 5% 10% 2 kutya akar. (A kutya szándéka.) 3 Cat 4 1 és a póráz csatlakozik 5 Erő és ellenerő 6 A kutya erő. 7 A kutya csinál valamit (kivéve *) lásd alább) 8 1 és 2 9 A kutya gyakorolja az erőt. 10 7 és póráz van rögzítve 11 9 és 5 12 1 és 3 13 húzóerő 14 9 és póráz van rögzítve 15 impulzusárammal együtt, a 16 2 és 3 17 3 és 5 18 2 padlóval és a póráz 19 3 és 6 20 20 kutya aktív, d.f. Impulzus/áram 21 húzófeszültség *) A kutya húz, impulzust pumpál, erőt fejt ki. 4.4.41. Ábra Az 5. kérdésre adott 21 válasz (leggyakrabban (legalább 4-szer)) a teljes mintában (N = 511 VPN). Csak a válaszok láthatók 342 VPN-től. A válaszosztályok kódolásához lásd az előző oldal 4.4.3. Táblázatát.

4.4 A főbb felmérési eredmények 151 5. kérdés Mi az oka annak, hogy a vezeték megfeszül? A leggyakrabban említett 14 ok (a teljes mintán belül legalább hétszer). 0 nincs válasz. 1 kutya húz. 2 kutya akar. (H. szándéka) 3 kutya 4 1 és póráz van rögzítve 5 erő és ellensúly 6 erő a kutya. 7 A kutya csinál valamit (kivéve 1., 9.) 8 1. és 2. 9. 10 7 és a vonal csatlakozik 11 9 és 5 12 1 és 3 13 húzóerő 14 9 és a vonal kapcsolódik L csoport: N = 253 VPN P csoport: N = 146 VPN összesen: N = 399 VPN összesen: N = 399 VPN 4.4.42. Ábra Az 5. kérdésre adott 14 válasz, amelyet az előző testneveléstől függően a leggyakrabban (legalább 7-szer) említettek a teljes mintán belül (N = 511 VPN). A P és L csoportból álló almintát (N = 399 VPN) vesszük figyelembe. Csak a 284 VPN válaszai jelennek meg. A válaszosztályok kódolásához lásd a 4.4.3. Táblázatot.

4.4 A fő felmérés eredményei 155. 15. kérdés Feszített nyilak lekötött kutyával nincs válasz 0 1 2 3 4 χ² = 9.03 χ² = 14.05 5 6 χ² = 14.59 7 8 9 χ² = 8.73 10 11 12 Összegzett megoldások: L -Csoport: N = 253 VPN P-csoport: N = 146 VPN összesen: N = 399 VPN összesen: N = 399 VPN nincs válasz/egyéb (0. és 12. számú megoldás) formailag korrekt erőnyilak (1., 6., 7. és 9. ábra) χ² = 36.04 csak a balra mutató nyilakat (2., 3. és 4. megoldás) χ² = 17.03 a bal oldali nagyobb nyilakat (5., 10. és 11. megoldás) és a 8. számú megoldást χ² = 6, 00 4.4.44. Ábra A 15. kérdésre adott válaszok testneveléstől függően.

156 4 Empirikus vizsgálat a mechanika szakterminológiájáról Összehasonlítás L-csoport: N = 253 VPN 15. kérdés Erőnyilák a lekötött kutyával formailag helytelen erőnyilak, és formálisan nem válaszoltak formálisan helyes nyilakra 5. kérdés: Mi az oka annak, hogy a póráz feszes? A leggyakrabban említett 14 ok (a teljes mintán belül legalább hétszer). 0 nincs válasz. 1 kutya húz. 2 kutya akar. (H. szándéka) 3 kutya 4 1 és póráz van rögzítve 5 erő és ellensúly 6 erő a kutya. 7 A kutya csinál valamit (kivéve 1., 9.) 8 1. és 2. 9. 10 7 és a vonal csatlakozik 11 9 és 5 12 1 és 3 13 húzóerő 14 9 és a vonal kapcsolódik A megadott százalékos méretezés az itt bemutatott mintaméretekre vonatkozik N = 157 VPN N = 253 VPN N = 96 VPN N = 253 VPN 4.4.45. Ábra Az 5. kérdésre a leggyakoribb (a teljes mintán belül legalább 7-szer említett N = 511 VPN) válaszok összehasonlítása az L-csoport 15. kérdésének eredményeivel (N = 253 VPN). Csak a 184 VPN válaszai jelennek meg. A válaszosztályok kódolásához lásd a 4.4.3. Táblázatot.

4.4 A fő felmérés eredményei 157 A P-csoport összehasonlítása: N = 146 VPN 15. kérdés: A nyilak a lekötött kutyával formailag hibás nyilak és nem válaszoltak formálisan megfelelő nyilak 5. kérdés: Mi az oka annak, hogy a póráz feszes? A leggyakrabban említett 14 ok (a teljes mintán belül legalább hétszer). 0 nincs válasz. 1 kutya húz. 2 kutya akar. (H. szándéka) 3 kutya 4 1 és póráz van rögzítve 5 erő és ellensúly 6 erő a kutya. 7 A kutya csinál valamit (kivéve 1., 9.) 8 1. és 2. 9. 10 7 és a vonal csatlakozik 11 9 és 5 12 1 és 3 13 húzóerő 14 9 és a vonal kapcsolódik A megadott százalékos méretezés az itt bemutatott mintaméretekre vonatkozik N = 45 VPN N = 146 VPN N = 101 VPN N = 146 VPN 4.4.46. Ábra Az 5. kérdésre a leggyakoribb (a teljes mintán belül legalább 7-szer említett N = 511 VPN) válaszok összehasonlítása a P-csoport 15. kérdésének eredményeivel (N = 146 VPN). Csak a 100 VPN-től kapott válaszok jelennek meg. A válaszosztályok kódolásához lásd a 4.4.3. Táblázatot.

160 4 A mechanika technikai terminológiájának empirikus vizsgálata 10. kérdés (1. rész) Mit gondol spontán a Kraftról? 1.), 2.), 3.) Az 50 leggyakrabban (a teljes mintán belül legalább ötször) említett ötlet. Teljes minta: N = 511 VPN 5% 10% 15% energiaerő, erős F = ma Newton izmok munka termékek/vállalat KRAFT izom erő mozgás erő tömeg szorzás gyorsulás fizikailag erős személy Lorentz erő vektor gravitáció tömeg teljesítmény gravitációs súly erő F = mg F betű centripetális erő impulzus Vonzás sport centrifugális erő fizikai méret erőmű súlya mágneses erő motor F = m v²/r, F = m ω² r vonóerő ellentartás útja Különböző típusok léteznek. Impulzusáram. egyirányú erőfeszítéssel testépítés erő paralelogramma F = p/t mechanika egység Newton gyorsulási teljesítmény fizika F = mv gravitációs erő különböző erők munka = erő szorzat távolság 4.4.48 ábra A teljes mintán belüli 50 (N = 511 VPN) leggyakrabban (legalább ötször) a 10. kérdésben (1. rész) említett egyesületek. Összesen 431 különböző egyesületet neveztek meg. 530 említést mutat az összesen 1246-ból.

4.4 A főbb felmérési eredmények 171 előrejelzéseiket. Jung tanulmánya szerint a tanulók (11. osztályig) nem értik a tehetetlenség szót fizikai kifejezésként [JUNG81a]. 16. kérdés (1. rész) A következő állítások értékelése A: Ha egy erő egy ideig működött, akkor azt felhasználják. nincs válasz igaz χ² = 27,93 igaz Ezzel nem tudok mit kezdeni χ² = 26,94 B: Nincs mozgás erő nélkül. nincs válasz igaz χ² = 17,57 igaz χ² = 18,29 Ezzel a C-vel nem tudok mit kezdeni: A test csak addig mozog, amíg erő hat rá. nincs válasz helyes helytelen χ² = 31,47 χ² = 53,26 Nem tudok mit kezdeni azzal a χ² = 10,22 L csoporttal: N = 253 VPN P csoport: N = 146 VPN összesen: N = 399 VPN összesen: N = 399 VPN 4.4.54. Ábra A 16. kérdésre adott válaszok (1. rész) a testneveléstől függően.

4.4 A felmérés fő eredményei 173 16. kérdés (2. rész) Egyes igék használata a Kraft szó kapcsán. pihenő biliárdgolyó. futó biliárdgolyó. tud: nincs válasz χ² = 4,17 χ² = 5,19 χ² = 4,90 χ² = 7,83 nem lehet erőgyakorlat ereje sem/sem. parkoló autó. közeledő autó. tud: χ² = 4,83 egyetlen válasz sem rendelkezik erõs edzés erõvel sem/sem. alvó ló. Lóhúzó kocsi. tud: χ² = 6,52 χ² = 5,39 egyetlen válasz sem erõs edzés ereje sem/sem. kinyújtott szárítókötél. Horgok, amelyek között sp. Póráz lóg. tud: χ² = 7,44 χ² = 7,37 χ² = 4,80 nincs válasz erőfeszítő erővel sem/sem χ² = 4,85 χ² = 4,85 L-csoport: N = 253 VPN P-csoport: N = 146 VPN összesen: N = 399 VPN összesen: N = 399 VPN 4.4.55. Ábra A 16. kérdésre adott válaszok (2. rész) testneveléstől függően.