MINDSTORMS EV3 grunnsett

Tyngdeakselerasjon

Læremodulen Fritt fall tar for seg ligningen for tid-distanse når et objekt akselererer.

90-120 min.
Middels
5.-7. trinn
acceleration-of-gravity-connect

Innledning

5 min.

acceleration-of-gravity-connect

Fritt fall beskriver en tilstand der objekter som steiner, mynter eller frukt faller mot jorden, på grunn av tyngdekraften.

Interessante aspekter ved fritt fall:
avstanden som tilbakelegges av objektet i fritt fall,
hvor lenge objektet faller før det treffer bakken,
hastigheten til det fallende objektet,
hvor raskt et objekt akselererer.

Det følgende eksperimentet tar for seg byggingen av et falltårn som er utstyrt med passende sensorer, for å observere gravitasjonsfenomen som har innvirkning på en stålball i fritt fall.

Notater om Innledende faktorer
Forklar hvorfor det er farlig å sitte under et tre som er full av modne epler.
Epler faller mot bakken, og det er umulig å reagere raskt nok for å unngå å bli truffet av dem.

Forklar hvorfor en person som hopper ut av et fly fra en stor høyde trenger fallskjerm.
Fordi ellers ville de falle for fort og bli knust når de treffer bakken.

Skriv ned hverdagslige hendelser der tyngdekraften spiller en rolle.
Alt som faller, rennende vann, bevege seg/løpe over Jordens overflaten også videre.

Montering

20 min.

Byggemerknader
Sørg for at elevene bygger falltårner i henhold til byggeinstruksjonene, og at de laster ned riktig program.

acceleration-of-gravity-bi

Last ned program "10"

LAST NED PRØVEPROGRAM23 KB, krever EV3 skrivebordsprogramvaren

Vurdering

20 min.

Notater om Bruke modellen
Trykksensor festes bak på falltårnet. Den brukes til å utløse et falleksperiment.
Gripetengene lukkes automatisk for neste eksperiment.
Skjermen på EV3-klossen viser falltiden.

  • Kontroller at modellen ble bygget korrekt.
  • Plasser modellen skikkelig på en solid og jevn overflate.
  • Kontroller at tårnet ikke rister når du slipper ballen.
  • Du kan også holde trykksensor og bruke den som en manuell fjernkontroll, ved behov. Det gjør at du kan unngå å riste tårnet, noe som kan føre til ugyldige tester.
acceleration-of-gravity-fullmodel

Eksperiment – Måle

  1. Start programmet "10"
  2. Plasser ballen i de lukkede gripetengene.
  3. Start en test ved bruk av den ledige trykksensoren på falltårnet.

Dette skjer:
Ballen faller ned på trykksensoren nederst i falltårnet.
Falltiden angis på skjermen.
Gripetengene lukkes, og nå kan du gjenta eksperimentet.
Ugyldige tester resulterer i Grettent ansikt.
Utfør eksperimentet minst tre ganger.
Skriv ned eksperimentnumrene og falltidene i tabellen. Utvid tabellen etter behov.

Sørg for at elevene gjennomfører eksperimentet flere ganger, og skriver inn sine resultater i riktig tabell.
Fortell elevene at de registrerte målingsresultatene skal brukes i påfølgende oppgaver.

Videreutvikling

15 min.

Analyser
Du vet fallavstanden b og falltidene t.

  1. Beregn gjennomsnittshastigheten v til den fallende ballen, ved bruk av de målte falltidene.
  2. Skriv inn resultatet i tabellen.
    Husk at: v = d/t.
    I henhold til loven om fallende legemer: d = 0,5 * g * t².

g er en naturlig konstant som angir gravitasjonsakselerasjon.
3. Løs ligningen for loven om fallende legemer for g.
4. Beregn gravitasjonsakselerasjon (g) basert på de målte verdiene fra eksperimentene.
5. Skriv inn de beregnede verdiene for g i tabellen.

Oppmuntre elevene til å gjennomføre flere beregninger ved bruk av de målte verdiene.
Den beregnede hastigheten er gjennomsnittshastigheten, og ikke kollisjonshastigheten.
Ulike målte verdier resulterer i ulike verdier for gravitasjonsakselerasjonen. Opplys elevene om mulige målingsfeil.
Opplys elevene om at den etablerte verdien for gravitasjonsakselerasjon på Jorden anslår at fritt fall er mulig i et perfekt vakuum.

Gjennomgang
Lag et kort sammendrag av resultatene til eksperimentet. Elevene fra sjette til og med niende klasse snakker om det de har lært.

  • Bakgrunn og spørsmål (emne)
  • Svar (lag forbindelser)
    ' Konklusjoner
  • Hvordan det har forbindelser med dagliglivet (hvor ser vi eller bruker vi det vi observerte i det daglige?)

Lærerstøtte

Elevene vet
Hvordan de bestemmer gravitasjonskonstanten
At det finnes gravitasjonslover som gjelder for alle objekter

Elevene er i stand til å
Registrere målte verdier
Analysere målte verdier
Tolke resultater
Forstå forholdet mellom materialene som brukes og deres innvirkning på resultatene

Ferdigheter tilknyttet eksperimentet
Forstå bruken av LEGO trykksensor
Avledninger av frifallsakselerasjon fra eksperimentene

LEGO® MINDSTORMS® EV3 Grundset
EV3 Lab eller EV3 Programmering
Målebånd er nødvendig

Elevmateriale

Last ned, vis eller del elevarket, enten som en HTML-side eller som en utskriftbar PDF.

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.