Gymnast

• Gå igenom elevmaterialet online. Använd en projektor för att visa och beskriva materialet under lektionen.
• Överväg att bygga gymnastmodellen i förväg, så att du kan använda den för att hjälpa elever som får problem med byggandet under lektionen.
• Se till att ni har gått igenom relevanta begrepp (dvs. Newtons tre rörelselagar) i en tidigare lektion.
• Ta hänsyn till elevernas olika förutsättningar och förmågor. Variera lektionen för att göra den tillgänglig för alla. Förslag finns i avsnittet Differentiering nedan.

• Titta på elevfilmen här eller starta den via elevmaterialet online.

• Ha en kort diskussion om vilken kraft som hjälper en gymnast svinga sig runt räckstången.
• Ställ frågor som:
  • Vilken kraft krävs för att få gymnasten att röra sig? (Gymnaster använder musklerna för att åstadkomma tryck- och dragkrafter som genererar en framåtrörelse. Framåtrörelsen övervinner den tyngdkraft som annars drar gymnasten nedåt.)
  • Vad håller gymnasten i rörelse? (Newtons första lag säger att ett föremål i rörelse fortsätter att röra sig tills en yttre kraft verkar på föremålet. När gymnastens muskler slutar utöva tryckkraft kommer luftmotståndet och friktionen mellan räckstången och gymnastens händer så småningom att få gymnasten att stanna i läget närmast marken, eftersom tyngdkraften drar gymnasten nedåt.)
• Förklara för eleverna att de ska bygga en gymnastdriven bil.
• Dela ut ett set till varje grupp.

• Låt eleverna arbeta i par för att bygga gymnastmodellen. Säg åt dem att turas om. Den ena personen letar fram rätt delar medan den andra bygger och sedan byter de roller efter varje steg.
• Det bör ta högst 15–20 minuter att bygga den här modellen. Låt eleverna prova modellen när de har byggt klart.
• Information som kan vara till hjälp vid byggandet finns i avsnittet Tips nedan.
• Be sedan eleverna att utföra de 3 experimenten som beskrivs i elevmaterialet.

Experiment 1

• Låt eleverna använda en bit maskeringstejp för att märka ut en linje och sedan svinga gymnasten med infällda spärrar för att observera vad som händer.

Experiment 2

• Be dem sedan att undersöka hur de kan få pendelbilen att åka framåt när spärrarna är ilagda.
• Be eleverna att fälla ner den främre spärrspaken på bilarna.
• Låt dem placera sina modeller på startlinjen, dra tillbaka pendeln 90 grader och sedan släppa den.
• Säg åt dem att använda en LEGO^® kloss för att markera hur långt bilen åkte och att mäta och anteckna sträckan i arbetsbladet (Stöd för lärare - Ytterligare hjälpmaterial).
• Låt eleverna ställa en hypotes om hur långt bilen kommer att åka om de drar tillbaka pendeln så långt det går (dvs. ca 160 grader). Säg åt dem att placera en annan kloss för att markera det förväntade avståndet (p).
• Låt dem testa för att se om hypotesen var rätt. Se till att de antecknar den verkliga körsträckan (a) i arbetsbladet (Stöd för lärare - Ytterligare hjälpmaterial).

Experiment 3

• Se till att eleverna fäller in båda spärrspakarna. Förklara att de ska observera vad som händer när de släpper gymnasten då bilen vilar mot handen.

• Samla eleverna i grupper för att låta dem berätta vad de har observerat.  
• Ställ frågor som:
  • Varför rörde sig bilen fram och tillbaka med båda spärrspakarna infällda? (Den rör sig fram och tillbaka eftersom nettokraften är noll.)
  • Vilka krafter verkar? (Tyngdkraften drar ner gymnasten. Rotationskraften verkar på axeln överst och det är låg friktion mot hjulen/axlarna, så bilen flyttas fram och tillbaka när gymnasten svingar sig runt räckstången. Eftersom framåtrörelsen är i stort sett lika stor som bakåtrörelsen, åker bilen ingenstans.)
  • Observerade du något mönster hos bilens rörelse? (Bilen saktar ner mellan varje gungning från gymnasten.)
  • Varför blir bilens körsträcka kortare mellan varje gungning? (Pendeln tappar gradvis fart på grund av friktionen mot hjulen och axlarna och på grund av luftmotståndet. Därför stannar bilen så småningom, med pendeln i den lägsta punkten.)
  • Hur påverkades körsträckan av att pendelns svängrörelse blev större? (Större svängrörelse genererade mer rotationskraft, så att bilen åkte längre.)
  • Vad observerade du när du släppte gymnasten då bilen nuddade handen utan att spärrarna var ilagda? (Det finns en lika stor och motsatt kraft, som du känner när den pressar mot handen.)
  • Om eleverna har svårt att komma på svaret kan du hjälpa dem genom att fråga:
    • Gav du den en knuff?
    • Hur rörde den sig?

• Om det finns tid kan du uppmuntra eleverna att undersöka hur de kan få bilen att åka baklänges.
• Avsätt tid för att låta eleverna plocka isär modellerna, sortera klossarna till rätt fack och städa undan vid sina arbetsplatser.

• Ge återkoppling på varje elevs prestation.
• Låt eleverna utvärdera sig själva.
• Du kan förenkla processen genom att använda utvärderingsmatrisen.

Observationschecklista 

• Undersök elevernas förmåga att beskriva hur ett föremåls massa och de krafter som verkar på föremålet kan ändra dess rörelse.
• Använd en lämplig skala för att registrera elevernas behov: 
  1. Behöver mer stöd
  2. Kan arbeta självständigt
  3. Kan lära andra

Självutvärdering 

• Låt varje elev välja en kloss som enligt egen uppfattning bäst motsvarar den egna prestationen: 
  • Grön: Med lite hjälp kan jag beskriva hur kraft och massa kan ändra ett föremåls rörelse. 
  • Blå: Jag vet att jag kan beskriva hur kraft och massa kan ändra ett föremåls rörelse.
  • Lila: Jag kan beskriva och förklara hur kraft och massa kan ändra ett föremåls rörelse.

Gemensam återkoppling

• Uppmuntra eleverna att utvärdera sina kamraters prestationer genom att:
  • Använda ovanstående klosskala för att poängsätta varandras prestationer
  • Presentera sina idéer och ge konstruktiv feedback

Modelltips

• Det är vanligt att eleverna gör misstag när de bygger gymnastens armar (de blir ofta bakvända). Om det händer kan du visa dem en färdig modell och visa skillnaderna.
• Påminn eleverna om att räkna hålen i balkarna och plattorna, vilket hjälper dem att placera klossarna rätt.

Förenkla lektionen genom att:

• Låta eleverna bara utföra experiment 1 och 3, och hoppa över spärrmekanismerna

Öka svårighetsgraden genom att:

• Låta eleverna själva lista ut hur man får bilen att åka bakåt, och sedan upprepa experiment 2. (De måste fälla in den främre spärrspaken och sänka ner den bakre spärrspaken till kugghjulet.)
• Utmana eleverna att ändra modellen för att få den att åka längre, men använda samma viktkloss som pendelmassa

(OBS! Ytterligare tid krävs.)
För att främja utveckling inom matematik kan du låta eleverna experimentera genom att dra tillbaka gymnasten till fem olika positioner (olika vinklar) med en av spärrspakarna ilagd. Låt dem anteckna hur långt bilen åkte för var och en av de olika positionerna. Som en extra utmaning kan du be dem att i ett linjediagram rita upp höjden som pendeln släpptes från och hur långt bilen åkte. Be dem beskriva hur den uppritade kurvan ser ut och varför.

Utdrag från det Centrala innehållet i Lgr11, Matematik, åk 7-9: - Grafer för att uttrycka olika typer av proportionella samband vid enkla undersökningar.

Ladda ner lektionsplanen för Personal Learning Kit från resurserna för hybridinlärning.