Enkle og motoriserte maskiner-sett

Vogn med frihjul

Utforske de vitenskapelige konseptene til masse, friksjon og potensiell og kinetisk energi.

45-90 min.
Middels
5.-7. trinn
freewheeling-connect

Innledning

5-10 min.

Jack og Jill krangler som vanlig. De lager vogner for å se hvem som triller lengst ned i Launching Hill i deres lokale Greenall Park.

Jill sier at dersom hun legger ekstra vekt på vognen sin, vil hun rulle lengst, fordi vognen hennes er tyngre. Jack mener at siden en tung last er vanskeligere å flytte, så vil han rulle lengre. Han foretrekker å ha større hjul, men Jill er ikke sikker på at dette vil hjelpe.

Hvilken vogn vil rulle lengst? Tyngre eller lettere vogner, med større eller mindre hjul? La oss finne det ut!

freewheeling-connect

Montering

20-25 min.

Lag en rampe
Tegn en startlinje, 1 meter fra enden av planken. Plasser en støtte under planken, slik at startlinjen er 15 cm over gulvet.

Hvorfor trenger vi en startlinje?
Vi trenger den, fordi da er alle tester rettferdige; alle vognene ruller ned den eksakt samme rampen

ramp-freewheeler

Tips:
Dersom tykkelsen på planken betyr at vognene hopper ned på gulvet, bruk da et stykke papp for å lage en jevn overgang fra planken til gulvet.

Bygg en vogn med frihjul
(Hele bok 3A og bok 3B til side 6, steg 12).

freewheeling-building-instructions-front-page

Test vognen på rampen. Ruller modellen jevnt? Hvis ikke, sjekk alle akslingene og bøssingene for å være sikker på at hjulene roterer likt. Sjekk i tillegg at alle elementer er solid festet til hverandre

freewheeler-hand

Tegn av vekten
Tegn på den blå plastikkskiven eller tegn rundt og klipp ut en papirkopi. Lag en skala på papiret og fest papirkopien på toppen av den blå plastikkskiven.

freewheeler-scale-drawing

Vurdering

20-25 min.

Mål hvor langt den tomme vognen ruller. Mål med en tommestokk og sammenlign med viseren på skiven. Skriv ned lengden og bruk en LEGO® kloss som en markør der hvor vognen stoppet. Test minst 3 ganger for å være sikker på at du har et riktig svar.

En tom vogn bør rulle ca 160 cm. Dette er mer en én gang rundt skalaen. Skalaen er nøyaktig innenfor et par centimeter.

Merk av 1 m-målingene på en skala av plast med en strek som kan viskes bort. La vognen rulle ned rampen en gang til for å se om den ruller ca 160 cm. Dette ser du på skalaen og viseren (én full omdreining av skiven, pluss over en halv ny omdreining). Gjennomfør flere tester. Du trenger ikke bruke linjaler eller målebånd – bare les av på skalaen.

Tips:
Se hvor langt vognen kjører ned planken. Viseren på plastikkskiven passerer null
for første gang i det vognen treffer gulvet. Den måler nesten 1 meter i én rotasjon.

freewheeler-small-wheels

Legg en vektkloss til på vognen (side 7, steg 13). Forutsi hvor langt den vil rulle ved å plassere en ny markørkloss langs banen. Deretter tester du.

Vognen vil rulle nesten to ganger så langt. Vektklossen som “faller” sammen med vognen, gir den nesten dobbelt så mye bevegelsesenergi. Imidlertid kan du også merke deg at en ekstra vekt skaper ekstra friksjon eller gnidning mot akslingene, noe som får vognen til å gå saktere.

Hva legger du merke til med viseren?
Viseren går rundt mer enn én gang. Du må telle hvor mange ganger den går rundt.

Test flere ganger for å være sikker på at dine målinger gir samme resultat hver gang.

Visste du at?
De store hjulene veier omtrent 16 g og de små hjulene omtrent 8 g.

freewheeler-small-wheels-weight

Jacks Big Wheel Deal
Vil store hjul hjelpe vognen å rulle lengre enn små hjul? Sett dem på bakakslingen og test den på rampen (side 7, steg 14).

freewheeler-big-wheels

Test først uten last (side 7, steg 14), så test med last (side 8, steg 15).
Vognen ruller som regel fortere. Det er to grunner til det: Større tyngde = mer energi, og bakakslingen går saktere rundt, som betyr mindre friksjon.

Visste du at?
De store hjulene veier omtrent 16 g og de små hjulene omtrent 8 g.

freewheeler-big-wheels-weight

Videreutvikling

25-30 min.

Supervekt
Bygg fra bok 3B til side 12, steg 12. Erstatt 8-tannsgirhjulet med 24-tannsgiret. Forutsi og test hvor langt vognen ruller før viseren fullfører én omdreining.
Den ruller 3 meter. Det nye girhjulet har 3 ganger så mange tenner som det lille . Snekkedrevet må dreie 3 ganger så ofte for å få 24-tannsgiret til å dreie én gang.
Nå trenger du å kalibrere skalaen for å måle avstand nøyaktig innenfor 3 meter

Brattere bakke
Forutsi først og så tester du hva som vil skje, dersom du dobler høyden av bakken.
Du dobler stillingsenergien, dobler bevegelsesenergien, men du dobler ikke friksjon mot akslingen eller rullefriksjonen.

freewheeler-super-slope

Lærerstøtte

Elevene kommer til å utforske konseptene til:

Teknologi og design
Bruke mekanismer – hjul og akslinger
Sette sammen komponenter

Naturfag
Måle avstand
Utstyr for avlesing og kalibrering
Krefter
Bevegelsesenergi
Stillingsenergi
Friksjon og luftmotstand
Utforskende arbeidsmåter

  • Settet 9686 Enkle og motoriserte maskiner (ett sett per to elever er anbefalt)
  • 4 meter jevnt gulv
  • Maskeringsbånd
  • Tommestokk eller målebånd
  • Treplanke eller hylle minst 1 meter lang
  • en haug med bøker for å skråstille planken
  • Reserveklosser fra LEGO, for å ta mål
  • Tavletusj
  • Sakser

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.