Settet Fornybar energi Ekstra

Håndgenerator

Utforske konverteringen av mekanisk energi til elektrisk energi ved bruk av en håndoperert generator.

45-90 min.
Avansert
5.-7. trinn
hand-generator-connect

Innledning

(5-10 min.)

Generatorer har evnen til å omdanne mekanisk energi til elektrisk energi. Mennesker kan drive en generator ved å dreie håndtaket. Jo raskere vi dreier håndtaket jo mer elektrisitet lager vi.

Nå kan du bygge håndgeneratoren og undersøke dens evne til å produsere elektrisk energi.

hand-generator-connect

Montering

(20-25 min.)

Bygg håndgeneratoren og Joule Jeep
(Heftet med byggeinstruksjoner 1A og 1B, til side 15 trinn 16).

Test modellens funksjonalitet. Ved å løsne litt på bøssinger, kan du redusere friksjonen • Koble pluggene riktig ved å presse dem godt sammen. Kontroller at joules-målingen (J) er tilbake på null før du tester.

hand-generator

Testinnstilling
Lag en startlinje for Joule Jeep

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

Vurdering

(20-25 min.)

Drei og slipp
Denne oppgaven krever at elevene undersøker hvor mange joules (J) håndgeneratoren kan lagre etter 60 sekunder, og se hvor langt Joule Jeep kan bevege seg.

hand-generator

Først får du elevene til å tegne hypotesene sine i et koordinatsystem, som viser hvor mange joules som lagres etter at 60 sekunder er gått.

Deretter får du dem til å undersøke hvor mange joules de kan lagre ved å dreie håndtaket på håndgeneratoren i 60 sekunder. Deretter leser de av og registrerer resultatene sine ved 10 sekunders intervaller, og tegner resultatene i det samme koordinatsystemet som hypotesene.

Deretter får du elevene til å finne ut hvor langt Joule Jeep kan kjøre på energimengden som er lagret.

Resultater vil variere. Elevene vil se at avstanden som Joule Jeep har beveget seg varierer, avhengig av den lagrete mengden energi.

Tips
Nullstill Energimåleren før hver undersøkelse.

Få elevene til å reflektere over sine undersøkelser ved å stille spørsmål, som:
• Hvilke faktorer baserte du hypotesene på?
• Kan du forklare resultatene?
• Kan du identifisere et mønster eller en tendens i resultatene?

I en gitt tidsperiode er mengden oppsamlede joules proporsjonal med farten håndtaket dreies med.
• Hvordan kontrollerte du at resultatene var til å stole på?

Elevene må gjenta undersøkelsene flere ganger for å være sikker på at resultatene er konsekvente, og at Joule Jeep starter og kjører fra samme sted og på samme underlag.

Visste du at?
Et mellomhjul forandrer retningen på rotasjonen, men påvirker ikke farten.

Videreutvikling

(25-30 min.)

Gire opp
(Heftet med byggeinstruksjoner 1A og 1B, til side 16 trinn 1).

Denne oppgaven krever at elevene undersøker hvor mange joules (J) den nylig oppbygde håndgeneratoren kan lagre etter 60 sekunder, og se hvor langt Joule Jeep kan bevege seg.

hand-generator-gearing-up

Denne oppgaven krever at elevene undersøker hvor mange joules (J) den nylig oppbygde håndgeneratoren kan lagre etter 60 sekunder, og se hvor langt Joule Jeep kan bevege seg.
Først får du elevene til å bygge håndgeneratorens girkasse på nytt. Deretter, basert på sin kunnskap om spesifikke karakteristikker til tannhjul, får du dem til å tegne hypotesene sine i et koordinatsystem, som viser hvor mange joules de kan lagre etter at 60 sekunder er gått.

Deretter får du dem til å undersøke hvor mange joules de kan akkumulere ved å dreie håndtaket på håndgeneratoren i 60 sekunder. Deretter leser de av og registrerer resultatene sine ved 10 sekunders intervaller, og tegner resultatene i det samme koordinatsystemet som hypotesene.

Deretter får du elevene til å finne ut hvor langt Joule Jeep kan kjøre på energimengden som er lagret.

Resultater vil variere, men du vil se en betraktelig økning i lagret energi. Ideelt sett bør elevene forutsi en 60 % økning i mengden lagret energi. Hvor langt vil Joule Jeep beveger seg, varierer avhengig av mengden lagret energi.

Tips
Nullstill Energimåleren før hver undersøkelse.

Identifisere variabler
Få elevene til å identifisere og skrive ned minst tre variabler, som forklarer tydelig hvordan disse påvirker effektiviteten til håndgeneratoren og Joule Jeep.

Enkelte forslag kan inkludere det å endre girkasse, lengden på håndtaket, hvor raskt håndtaket dreies, styrken og utholdenheten til personen som dreier håndtaket og stabiliteten til håndgeneratoren. Joule Jeeps effektivitet er påvirket av vekten, girkassen, friksjonen og baneoverflaten.

Visste du at?
Enheten for energiinnholdet i mat er også joule. Tidligere brukte man enheten kalori (kal). Én kalori regnes generelt for å være 4,2 J.

Lærerstøtte

Elevene kommer til å utforske konseptene til:
Energilagring
Energiforbruk
Energiomdanning
Utforskende arbeidsmåter
Forbedringer gjennom teknologisk design
Sette sammen komponenter
Evaluering
Bruke mekanismer – tannhjul
Ingeniørdesign
Identifisere energi
Undersøke og evaluere variabler
Tegne diagrammer
Måle avstand
Avlese målinger
Tidtaking

  • Settet 9686 Enkle og motoriserte maskiner (ett sett per to elever er anbefalt)
  • 9688 Fornybar energi Ekstra
  • Millimeterpapir
  • Linjal eller målebånd
  • Stoppeklokke eller tidtakingsutstyr

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.