Kara Yelkenlisi

• Çevrimiçi öğrenci materyalini inceleyin. Bu materyali ders sırasında projektör kullanarak öğrencilerinizle paylaşın.
• Newton'un hareket yasalarını önceden başka bir derste işlediğinizden emin olun.
• Tüm öğrencilerinizin beceri ve bilgi düzeylerini göz önünde bulundurun. Dersleri herkesin anlayabileceği şekilde farklılaştırın. Öneriler için aşağıdaki Farklılaşım bölümüne bakabilirsiniz.
• Vantilatörleri yere koyun, yelkenlilere hareket alanı tanımak için her birinin önünde en az 3 metre boşluk bırakın. Vantilatörlerin önünde (fana dik gelecek şekilde) başlangıç konumunu bantla işaretleyin.

• Öğrenci videosunu buradan izleyin ya da çevrimiçi öğrenci materyalinden erişin.

• Bir kara yelkenlisini hangi kuvvetin hareket ettirdiğiyle ilgili kısa bir tartışma başlatın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Videodaki yelkenliyi ve uçurtmayı izlerken hangi kuvvetlerin etkisini gördünüz? (itme/çekme)
  • Yelkenliyi hangi kuvvet hareket ettiriyordu? (Rüzgarın itme kuvveti.)
• Bir yelkenli hangi durumlarda çalışmaz? (Rüzgar yelkenliye tam karşıdan esiyorsa yelkenli doğrudan rüzgara karşı ilerleyemez.)
• Öğrencilere bir kara yelkenlisi inşa edeceklerini ve rüzgar kuvvetinin yelkenlinin hareketini nasıl değiştirebileceğini araştıracaklarını söyleyin.

• Öğrencilerinizden ikili gruplar halinde çalışarak Kara Yelkenlisi modelini inşa etmelerini isteyin. Öğrencilere, sırayla çalışarak birinin tuğlaları ararken diğerinin inşa etmesini, bir adımı tamamladıktan sonra diğerine geçerken rolleri değiştirmelerini söyleyin.
• İnşa konusunda aşağıdaki İpuçları bölümünden yardım alabilirsiniz.
• Öğrenci materyalindeki üç deneye bakmalarını isteyin ve Öğrenci Çalışma Kağıtlarını dağıtın (Öğretmen Desteği - Ek kaynaklar).

1. Deney: Rüzgar Yönünde

• Öğrencilerden kara yelkenlilerini vantilatörlere arkaları dönük şekilde başlangıç çizgisine yerleştirmelerini isteyin.
• Vantilatörleri açarak kara yelkenlilerini rüzgar yönünde (vantilatörlerden uzağa) ilerlemeye bırakmalarını ve yelkenlilerin hareketiyle ilgili gözlemler yapmalarını söyleyin. Kara yelkenlisinin hareketini optimize etmek için küçük dişli çevrilerek yelkenin açısı ayarlanabilir. Kırmızı burçlar hareket ettirilerek yelkenin şekli de değiştirilebilir.
• Öğrencilerinize, kara yelkenlisini en uzak mesafeye götürmek için en iyi yelken açısını ve şeklini bulma hedefi verin.
• En iyi açıyı ve şekli Öğrenci Çalışma Sayfalarına kaydetmelerini sağlayın.

2. Deney: Yan Rüzgar

• Öğrencilerden kara yelkenlilerini, vantilatöre 90 derecelik dik açıyla gelecek şekilde yerleştirmelerini isteyin.
• Vantilatörleri açarak yelkenlilerin, vantilatörün yanına doğru hareket edip etmediğine bakmalarını söyleyin. (Kara yelkenlisinin hareketini optimize etmek için yelkenlinin açısını ayarlamaları gerekecektir.)
• Öğrencilerinize en iyi yelken açısını bulma ve çalışma sayfalarına kaydetme hedefi verin.

3. Deney: Rüzgara Karşı

• Öğrencilerinizden kara yelkenlilerini başlangıç çizgisinden biraz uzağa, vantilatöre doğru yerleştirmelerini ve hangi yelken açısının, kara yelkenlisinin rüzgarın geldiği yöne doğru, “rüzgara karşı” gitmesini sağladığını bulmalarını isteyin. Kara yelkenlisinin çizgiden rüzgara karşı açısını ölçmek için setlerinde bulunan açı ölçme aletini kullanabilirler. Öğrenciler, doğru ayarlamalarla kara yelkenlilerini doğrudan rüzgara doğru değil ama rüzgara karşı hareket ettirebilecektir.

• Öğrencilerinizi bir araya toplayarak deneylerinin sonuçlarını gözden geçirin ve tartışın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Her deney için en iyi açı hangisiydi?
  • Sınırlılıklar nelerdi? (Yanlış açıda çok fazla rüzgar, kara yatının devrilmesine neden olabilir. Bu yüzden yelkenli tekneler, teknenin rüzgarda alabora olmaması için yelkenlerine “camadan vurarak” yüzey alanını küçültür.)
  • Kara yelkenlisi neden rüzgara karşı (vantilatöre doğru) 45 dereceden daha fazla açıyla gidemiyor? (Araca etki eden kuvvet vektörlerinin toplamı, onu rüzgar yönünde ittiriyor.)

• Zaman kalırsa etki eden kuvvetleri (kuvvet vektörlerini) ayrıntılı bir şekilde açıklayın.
• Öğrencilerinizin modellerini bozmaları, tuğlaları sınıflandırıp tepsiye geri koymaları ve masalarını toparlamaları için zaman ayırın.

• Her öğrenciye performansı hakkında geri bildirim verin.
• Öz değerlendirme yaptırın.
• Bu işlemi kolaylaştırmak için size sunulan dereceli puanlama cetvellerini kullanın.

Gözlem Kontrol Listesi

• Öğrencilerinizin, farklı kuvvetlerin bir cismin hareketini nasıl değiştirebileceğini anlatmadaki yeterliklerini ölçün.
• İhtiyaçlarınızı karşılayan bir ölçek oluşturun. Örneğin:
  1. Ek desteğe ihtiyacı var.
  2. Bağımsız çalışabilir.
  3. Başkalarına öğretebilir.

Öz Değerlendirme

• Her öğrenciden, kendi performansını en iyi temsil ettiğini düşündüğü tuğlayı seçmesini isteyin:
  • Yeşil: Görünmez bir kuvvetin, bir cismin hareketini nasıl değiştirebileceğini biraz yardımla anlatabilirim.
  • Mavi: Görünmez bir kuvvetin, bir cismin hareketini nasıl değiştirebileceğini anlatabileceğimi biliyorum.
  • Mor: Görünmez bir kuvvetin, bir cismin hareketini nasıl değiştirebileceğini anlatabilir ve açıklayabilirim.

Akran Değerlendirmesi

• Öğrencilerinizi, aşağıdaki şekillerde arkadaşlarını değerlendirmeye teşvik edin:
  • Birbirlerinin performansını puanlamak için yukarıdaki tuğla ölçeğini kullanarak
  • Fikirlerini sunarak ve yapıcı geri bildirimde bulunarak

Model İpuçları

• Gruplar modellerini inşa etmeyi bitirir bitirmez test etmeye başlamalarını sağlayın. Herkesin modelini deneme şansı bulabilmesi için yelken ayarlamalarını sırayla yapmalıdırlar.
• Tüm testlerde AYNI vantilatör hız ayarını kullanın. Herhangi bir hız olabilir.
• Vantilatörünüz çok büyük ya da çok güçlüyse başlangıç çizgisinden daha geriye yerleştirmeyi deneyin. Vantilatörün rüzgarını kısmen kesmek için önüne bir eşya da yerleştirebilirsiniz.
• Vantilatörünüz çok küçükse modellere yaklaştırın ya da vantilatörü elinize alıp modellerin arkasından götürmeyi deneyin.

Bu dersi basitleştirmek için:

• Öğrencilerinizin her testte yelkeni 90 dereceye ayarlamasını sağlayabilirsiniz.

Bu dersin zorluğunu arttırmak için:

• Öğrencileri üçgen yelkenin şeklini ayarlamaya teşvik edebilirsiniz.
• Öğrencilerinize kara yelkenlisini rüzgara karşı nasıl hareket ettirebileceklerini bulma hedefi verebilirsiniz.

(Not: Bunun için ekstra süre gerekecektir.)
Matematik becerilerini de desteklemek için öğrencilerinizden kara yelkenlilerini başlangıç çizgisinden 60 derecelik açıyla bırakmalarını ve arka tekerleğin dönüşünü sayarak durmadan önce ne kadar uzağa gittiğini ölçmelerini isteyin. Açıyı ve kat edilen mesafeyi kullanarak, oluşan üçgenin alanını hesaplayabilirler.

Arka tekerleğin çapı = 43,2 mm
Tekerleğin çevresi = (π x D = C)