Propellerbil

• Gå igenom elevmaterialet online. Använd en projektor för att visa och beskriva materialet under lektionen.
• Se till att ni har gått igenom 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.
• Ställ upp fläktarna på golvet, med minst ca tre meters fri yta framför varje fläkt, så att propellerbilarna har utrymme att röra sig. Använd en tejpbit för att märka ut startpositionen framför varje fläkt (vinkelrätt mot fläkten).

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

• Ha en kort diskussion om vilken kraft som kan få en propellerbil att förflyttas.
• Ställ frågor som:
  • Vad får en vindturbin att röra sig? (Vinden. Man kan säga att vindkraft är en form av omvandlad solenergi. Solen värmer jordyta och atmosfär och då uppstår vind genom skillnader i lufttryck.)
  • Vilka krafter får en vindturbin att röra sig? (Formen på bladen (jämför formen på en flygplansvinge) skapar en lyftkraft på bladet vilket resulterar i en rotationsrörelse.)
• Berätta för eleverna att de ska bygga en propellerbil för att undersöka hur vindkraft kan ändra dess rörelse.

• Låt eleverna arbeta i par för att bygga propellerbilen. 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.
• Information som kan vara till hjälp vid byggandet finns i avsnittet Tips nedan.
• Hänvisa dem till de tre experimenten i elevmaterialet och dela ut elevbladen (Stöd för lärare - Ytterligare hjälpmaterial).

Experiment 1: Motvind

• Be eleverna ställa sina propellerbilar på startlinjen, med den främre delen vänd mot fläkten.
• Säg åt dem att slå på fläktarna och observera hur deras bilar rör sig.
• Se till att de antecknar sina observationer i elevbladen.

Experiment 2: Medvind

• Be eleverna byta plats på propellern, så att den vänds bakåt, eller att vända växelenheten upp och ned, så att det gråa kugghjulet hamnar överst.
• Starta fläktarna för att observera vad som händer med bilarna när de är vända framåt och sedan bakåt.
• Se till att de antecknar sina observationer i elevbladen.

Experiment 3: Fler propellerblad

• Låt eleverna lägga till det extra propellerbladet och utföra experimentet igen. Om det finns tid kan du be dem prova följande varianter:
  • Propellerväxelmodulen vänd uppåt
  • Propellerväxelmodulen vänd nedåt
  • Propellerväxelmodulen vänd bakåt
  • En propeller med fyra blad
  • En propeller med sex blad (se sidan 3 i bygginstruktionshäftet för att få vägledning)

• Samla eleverna för att gå igenom och diskutera experimenten.
• Ställ frågor som:
  • Vad kan du ändra för att få bilen att övergå från att åka mot vinden (”i motvind”) till att åka med vinden (”i medvind”)? (Kugghjulen eller propellerriktningen.)
  • Vad får propellerbilen att åka mot vinden (mot fläkten)? (Rörelseenergin i vinden omvandlas genom propellern till ett mekaniskt arbete i kuggväxeln. Propellerväxelmodulen ändrar riktningen på den ursprungliga kraften (vinden) och trycker bilen mot fläkten.)
  • Kan en vinddriven bil åka snabbare än vad vinden blåser? *(Ja! Några av bilarna i filmen som visades i början åkte mycket snabbare än vindens hastighet.)

• Om det finns tid kan du förklara de verkande krafterna (kraftvektorerna) utförligt.
• 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 olika krafter och mekanismer kan ändra ett föremåls rörelse.
• Använd en lämplig skala för att registrera elevernas behov. Exempel:
  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 en osynlig kraft i kombination med en kuggväxel kan ändra ett föremåls rörelse.
  • Blå: Jag kan beskriva hur en osynlig kraft i kombination med en kuggväxel kan ändra ett föremåls rörelse.
  • Lila: Jag kan beskriva och förklara hur en osynlig kraft i kombination med en kuggväxel 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

• Se till att grupperna börjar testa så fort de har byggt klart. De bör turas om att utföra justeringarna, så att alla får chans att prova modellerna.
• Välj EN fläkthastighet för alla försök. Det spelar ingen roll vilken hastighet som väljs.
• Om fläkten är för stor eller för kraftfull, kan du prova att flytta den längre bort från startlinjen. Du kan också använda en möbel för att hindra en del av fläktens luftflöde.
• Om fläkten är för liten kan du prova att flytta den närmare modellerna, eller hålla i fläkten och låta den följa modellerna vartefter de förflyttas.

Förenkla lektionen genom att:

• Låta eleverna prova endast basmodellen i motvind

Öka svårighetsgraden genom att:

• Utmana eleverna att ta reda på hur man får bilen att åka i motvind på ett mer effektivt sätt
• Be eleverna ta reda på hur man kan byta fläkten mot ett svänghjul för att få bilen att förflytta sig

(OBS! Ytterligare tid krävs.)
För att främja utveckling inom matematik kan du låta eleverna undersöka begreppet ”förhållande” och använda det för att beskriva utväxlingsförhållandet mellan propellerbladens rotationshastighet och hjulens rotationshastighet.

Utdrag från Centrala innehållet i Lgr11, Matematik, åk 7-9: - Centrala metoder för beräkningar med tal i bråk- och decimalform vid överslagsräkning, huvudräkning samt vid beräkningar med skriftliga metoder och digital teknik. Metodernas användning i olika situationer.