Skibakke

• Gjennomgå det nettbaserte elevmaterialet. Bruk en projektor til å dele dette materialet med elevene dine i løpet av leksjonen.
• Sørg for at du har tatt for deg Newtons andre bevegelseslov i en tidligere leksjon.
• Vurder evnene og bakgrunnen til alle elevene. Tilpass og varier leksjonen for å gjøre den tilgjengelig for alle. Se delen Tilpasning og variasjon nedenfor for forslag.

• Se elevvideoen her, eller få tilgang til den via det nettbaserte elevmaterialet.

• Start en liten diskusjon om kreftene som påvirker en utforkjører i en skibakke.
• Still spørsmål som:
  • Hvilke*(n)* kraft/krefter får en utforkjører til å kjøre ned en skråning? (Tyngdekraften.)
  • Hvordan påvirker vekten en utforkjørers bevegelse? (Mer vekt forårsaker mer kraftmoment.)
• Fortell elevene at de skal bygge en modell av en utforbakke.
• Gi et sett til hver gruppe.

• Be elevene jobbe parvis for å bygge utforbakkemodellen. Be dem om å arbeide etter tur. En partner leter etter klossene mens den andre bygger, og bytt roller etter at hvert trinn er gjort.
  -Du finner byggestøtte i Tips-delen nedenfor.
• Be alle om å slutte å bygge etter 20 minutter. På dette tidspunktet bør de ha bygget utforkjørerne og rampen med skalaen for vinkelmåling (frem til trinn 25 på side 47). Hvis du har nok tid, kan de legge til det pneumatiske systemet.

• Be elevene finne en jevn overflate som er minst 1 meter lang og plassere modellene sine i den ene enden.
• Vis hvordan du sikrer en rettferdig test av utforkjørerne. Du kan henvise til dette som treghetsreferanse.
• Still følgende spørsmål: Vil dette eksperimentet være det samme hvis du gjorde det på et fly som reiser i 800 km/t? (Ja. Selv i dette klasserommet føles det som om vi står stille, men jorden roterer med en fart på nesten 1600 km/t. Hvis treghetsreferansen er dette rommet, beveger modellen seg sakte. Hvis treghetsreferansen er solen, beveger den seg superraskt).

Eksperiment 1:

• Be elevene om å angi vinkelen på skibakken til 20 grader og skyve utforkjørerne ned én om gangen.
• Be dem måle distansen som er tilbakelagt av hver utforkjører, og merke den på elevarkene eller i naturfagsbøkene sine. Det er best om de utfører tre eller flere turer for hver utforkjører og beregner gjennomsnittlig distanse for hver.

• Samle elevene slik at de kan dele det de har bygget.
• Still spørsmål som:
  • Hvorfor glir den tyngre utforkjøreren lengst? (Den tyngre utforkjøreren har mer masse, så den har mer fart og fortsetter å gli lenger.)
  • Hva ville skje hvis du fjernet skiene fra den tyngre utforkjøreren?
  • Be dem om å samle seg rundt én av modellene og vise at utforkjøreren kommer til å tilbakelegge en kortere distanse. (De buede skiene kontra en skarp rektangulær tupp påvirker distanse som utforkjøreren tilbakelegger, fordi de reduserer friksjonen når utforkjøreren kommer ned til bunnen i bakken.)

Eksperiment 2:

• Be elevene angi vinkelen på skibakken til 30 grader og utvikle en hypotese om hvor de tror hver utforkjører ender opp. De kan gjøre dette ved å plassere forskjellige fargede klosser ved siden av tommestokken.
• Be dem skyve hver utforkjører ned rampen og se om hypotesene var riktige. Be dem beregne en gjennomsnittlig distanse for hver utforkjører, slik de gjorde i forrige eksperiment. Minn dem på å registrere distansene på elevarkene (Lærerstøtte - Ytterligere ressurser) eller i naturfagsbøkene sine.

• Samle elevene slik at de kan gjennomgå og diskutere resultatene av eksperimentene sine.
• Still spørsmål som:
  • Hvilke mønstre gjenkjente du i utforkjørerens bevegelse da du endret høyden på skråningen (jo større vinkelen på skråningen, jo større tilbakelagt distanse)?
• Utviklet du en hypotese om hva som ville skje videre?
• Hvis du har nok tid, kan du oppfordre elevene til å beskrive fenomenet med egne ord i sine naturfagsbøker.
• Gi elevene tid til å demontere modellene, sortere klossene tilbake i sorteringsbrettene og rydde opp i arbeidsstasjonene.

• Oppmuntre elevene til å utforske bevegelsen til modellene mens de bygger dem.
• Kan de bruke den pneumatiske pumpen som styres av håndsveiven, til å få rampen til å gå opp og ned?
• Gi tilbakemelding på elevenes arbeid.
• Start egenvurdering.
• Bruk de vedlagte vurderingsrubrikkene til å forenkle prosessen.

Observasjonssjekkliste

• Vurder elevenes ferdigheter i å beskrive at større krefter forårsaker mer betydelige endringer i bevegelse enn mindre krefter.
• Lag en skala som stemmer overens med behovene dine. For eksempel:
  1. Trenger ytterligere støtte
  2. Kan arbeide selvstendig
  3. Kan undervise andre

Egenvurdering

• Be hver elev om å velge klossen de mener beskriver arbeidet deres på best måte:
  • Grønn: Jeg kan, med litt hjelp, beskrive hvordan større kraftmoment forårsaker en større endring i bevegelse.
  • Blå: Jeg kan beskrive hvordan større kraftmoment forårsaker en større endring i bevegelse.
  • Lilla: Jeg kan forklare hvordan og hvorfor større kraftmoment forårsaker en større endring i bevegelse.

Partilbakemelding

• Oppmuntre elevene til å vurdere klassekameratene sine ved å:
  • Bruke klosseskalaen ovenfor for å vurdere hverandres arbeid
  • Presentere ideene og gi konstruktiv tilbakemelding

Modelltips

• Elevene må markere startstreken med et stykke teip. Alternativt stiller de modellene opp med et merke på bordet eller gulvet, for å sikre at skibakken forblir i samme posisjon hver gang de tester.
• For å starte hver utforkjører bør elevene plassere den på toppen av skibakken og slippe den. Modellene har forskjellige lengder. Be derfor elevene om å måle fra toppen av skråningen til posisjonen hvor hver utforkjører stopper.

Forenkle denne leksjonen ved å:

• Be elevene om å utforske bevegelsen til bare én utforkjører fra de to forskjellige vinklene

Øk vanskelighetsgraden ved å:

• Be elevene om å prøve eksperimentet på nytt på en annen overflate (f.eks. med et stort ark foran skibakken)
  • Hvis du vil ha en ekstra utfordring, får du dem til å fjerne skiene fra den tyngste utforkjøreren og se hva som skjer
• Utfordre elevene til å bygge sine egne utforkjørere, utvikle hypoteser og teste modellene for å se om de tilbakelegger større distanser

(Merk: Dette vil kreve ekstra tid.)
For å legge til rette for utvikling av matematiske ferdigheter ber du elevene beregne og sammenligne kraftmomentet til hver utforkjører:

• P (kraftmoment), M (masse), V (hastighet)
• P = M x V
  • (Liten utforkjører) P1 = 5g x ? m/s
  • (Stor utforkjører) P2 = 62g x ? m/s
• V = V (akselerasjon - på grunn av tyngdekraften er den lik for begge, med mindre forskjeller i glidende friksjon, men vi kan anta at hastigheten for hver er svært lik)
• P2 > P1

MAT0006 – bruke variabler og formler til å uttrykke sammenhenger i praktiske situasjoner