Tillægssæt om vedvarende energi

Håndgenerator

Undersøg, hvordan man omdanner mekanisk energi til elektrisk energi med en håndbetjent generator.

45-90 min.
Ekspert
5.-8. klasse
hand-generator-connect

Relation

(5-10 minutter)

Generatorer kan omdanne mekanisk energi til elektrisk energi. Generatoren kan drives af en person ved at dreje på et håndtag. Jo hurtigere man drejer, jo mere elektricitet produceres der.

Byg nu håndgeneratoren, og undersøg dens evne til at producere energi.

hand-generator-connect

Konstruktion

(20-25 minutter)

Byg håndgeneratoren og joulejeepen
(byggevejledning hæfte 1A og 1B til side 15, trin 16)

• Test modellens funktionalitet. Friktion kan mindskes ved at løsne bøsningerne.
• Slut stikkene rigtigt til ved at trykke dem godt sammen.
• Sørg for at nulstille aflæsningen af joule (J), inden forsøget påbegyndes.

hand-generator

Forsøgsopstilling
• Lav en startlinje til din joulejeep.

hand-generator-setup
joule-jeep-line-mark

Refleksion

(20-25 minutter)

Drej og kør
I denne opgave skal eleverne undersøge, hvor mange joule (J) håndgeneratoren kan lagre i løbet af 60 sekunder, og derefter se, hvor langt joulejeepen kan køre på disse joule.

hand-generator

Drej og kør
I denne opgave skal eleverne undersøge, hvor mange joule (J) håndgeneratoren kan lagre i løbet af 60 sekunder, og derefter se, hvor langt joulejeepen kan køre på disse joule.

Først skal eleverne tegne deres forudsigelse i et koordinatsystem, der viser, hvor mange joule de vil akkumulere i løbet af 60 sekunder.

Derefter skal eleverne undersøge, hvor mange joule de kan akkumulere ved at dreje på håndgeneratorens håndtag i 60 sekunder. De skal aflæse og notere deres resultater med 10 sekunders mellemrum og derefter indtegne resultaterne i det samme koordinatsystem, som deres forudsigelse er indtegnet i.

Dernæst skal eleverne finde ud af, hvor langt joulejeepen kan køre på den akkumulerede mængde joule.

Resultaterne vil variere: Eleverne vil opdage, at joulejeepens tilbagelagte afstand varierer afhængigt af mængden af akkumulerede joule.

Tip
Nulstil Energimåleren før hvert forsøg.

Få eleverne til at reflektere over deres undersøgelser ved at stille spørgsmål, såsom
• Hvilke faktorer baserede du dine forudsigelser på?
• Kan du forklare dine resultater?
• Kan du se et mønster eller en tendens i resultaterne?

På et givet tidspunkt er mængden af akkumulerede joule proportional med den hastighed, som håndtaget drejes med.

• Hvordan sørgede du for, at dine resultater er videnskabeligt underbyggede?

Eleverne skal lave flere forsøg for at sikre, at resultaterne er konsistente, og at joulejeepen starter og kører fra det samme sted og på det samme køreunderlag hver gang.

Vidste du, at ...
et mellemhjul ændrer rotationsretningen, uden at det har nogen indvirkning på udgangshastigheden?

Inspiration

(25-30 minutter)

Gear op
(byggevejledning hæfte 1A og 1B til side 16, trin 1)

I denne opgave skal eleverne undersøge, hvor mange joule (J) den ombyggede håndgenerator kan akkumulere i løbet af 60 sekunder, og derefter se, hvor langt

hand-generator-gearing-up

Først skal eleverne ombygge håndgeneratorens tandhjulsudveksling. Baseret på deres viden om gears specifikke karakteristika tegner de deres forudsigelse i et koordinatsystem, der viser, hvor mange joule de vil kunne akkumulere i løbet af 60 sekunder.

Derefter skal eleverne undersøge, hvor mange joule de kan akkumulere ved at dreje på håndgeneratorens håndtag i 60 sekunder. De skal aflæse og notere deres resultater med 10 sekunders mellemrum og derefter indtegne resultaterne i det samme koordinatsystem, som deres forudsigelse er indtegnet i.

Dernæst skal eleverne finde ud af, hvor langt joulejeepen kan køre på den akkumulerede mængde joule.

Resultaterne vil variere, men der vil være en væsentlig stigning i mængden af akkumulerede joule. Ideelt skal eleverne forudsige en 60 % stigning i mængden af akkumulerede joule. Den akkumulerede mængde joule afgør, hvor langt joulejeepen kan køre.

Tip
Nulstil Energimåleren før hvert forsøg.

Identificer variabler
Få eleverne til at identificere og beskrive mindst tre variabler, idet de tydeligt forklarer, hvordan disse påvirker håndgeneratorens og joulejeepens virkningsgrad.

Nogle variabler kunne være, hvad der sker, når de ændrer tandhjulsudvekslingen; længden på håndtaget; den hastighed, som håndtaget drejes med; hvor stærk og udholdende personen, der drejer håndtaget, er, samt håndgeneratorens strukturelle stabilitet. Joulejeepens virkningsgrad påvirkes af dens vægt, tandhjulsudveksling, friktion og køreunderlaget.

Vidste du, at ...
enheden for det energiproducerende potentiale i mad er kalorier (cal)? En kalorie er ca. lig med 4,2 J.

Hjælp til lærere

Eleverne lærer:

Fysik
• Energiakkumulering
• Energiforbrug
• Energiomdannelse
• Videnskabelig undersøgelse.

Konstruktion og teknologi
• Forbedringer gennem teknologisk design
• Samling af komponenter
• Evaluering
• Brug af mekanismer – tandhjul.

Teknik
• Teknisk design
• Identifikation af energi
• Undersøgelse og evaluering af variabler.

Matematik
• Grafisk afbildning
• Måling af afstand
• Aflæsning af målinger
• Tidsberegning.

Sættet 9686 Simple og Elektriske Maskiner (ét sæt til to elever anbefales)
Tillægssæt om vedvarende energi (9688)

Andre nødvendige materialer
• Millimeterpapir
• Lineal eller målebånd
• Stopur eller timer.

Elevmateriale

Elevark

Download to view and share the student worksheet.

LEGO, the LEGO logo, the Minifigure, DUPLO, the SPIKE logo, MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks and/or copyrights of the LEGO Group. ©2020 The LEGO Group. All rights reserved. Use of this site signifies your agreement to the terms of use.