Kayak Pisti

• Çevrimiçi öğrenci materyalini inceleyin. Bu materyali ders sırasında projektör kullanarak öğrencilerinizle paylaşın.
• Newton'un ikinci hareket yasasını (dinamiğin temel ilkesi) 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.

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

• Kayak pistindeki bir kayakçıya etkiyen kuvvetler hakkında kısa bir tartışma başlatın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Hangi kuvvet*(ler)* bir kayakçının pistten aşağı hareket etmesine neden olur? (Yer çekimi)
  • Ağırlık, kayakçının hareketini nasıl etkiler? (Daha fazla ağırlık, daha fazla momentum sağlar.)
• Öğrencilere Alp disiplini tipinde bir kayak pistinin modelini inşa edeceklerini söyleyin.
• Her gruba birer set dağıtın.

• Öğrencilerinizden ikili gruplar halinde çalışarak Kayak Pisti 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.
• 20 dakika sonra herkese durmasını söyleyin. O zamana kadar en azından kayakçıları ve açı ölçme ölçeğiyle birlikte rampayı inşa etmiş olmalıdırlar (45. sayfadaki 23. adıma kadar). Vakit kalırsa pnömatik sistemi daha sonra ekleyebilirler.

• Öğrencilere en az 1 metre uzunluğunda düz bir zemin bularak modellerini bir ucuna yerleştirmelerini söyleyin.
• Kayakçıları nasıl adil bir şekilde test edebileceklerini gösterin. Buna eylemsiz referans çerçevesi diyebilirsiniz.
• Öğrencilere şu soruyu sorun: Bu deneyi saatte 500 mil hızla giden bir uçakta yapsaydın sonuç aynı olur muydu? (Evet. Bu sınıfta bile hareketsiz duruyoruz gibi görünsek de dünya saatte yaklaşık 1000 mil / 1600 km hızla dönüyor. Eylemsiz referans çerçeveniz bu odaysa o zaman model yavaşça hareket ediyor demektir. Eylemsiz referans çerçeveniz güneşse o zaman çok hızlı hareket ediyor demektir).

1. Deney:

• Öğrencilerden kayak pistinin açısını 20 dereceye ayarlamalarını ve kayakçıları teker teker kaydırmalarını isteyin.
• Her kayakçının kat ettiği mesafeyi ölçmelerini ve Öğrenci Çalışma Kağıtlarına ya da fen bilgisi defterlerine kaydetmelerini isteyin. Her kayakçıyı üç veya dört kez kaydırıp her biri için ortalama mesafeyi hesaplamaları daha iyi olacaktır.

• Öğrencilerinizi bir araya toplayarak yaptıklarını birbirleriyle paylaşmalarını sağlayın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Daha ağır olan kayakçı neden en uzağa gitti? (Daha ağır kayakçının kütlesi daha büyük, bu yüzden daha fazla momentuma sahip ve daha uzun süre kaymaya devam ediyor.)
• Daha ağır kayakçıdan kayakları çıkarırsan ne olur?
• Öğrencileri modellerden birinin etrafında toplayın ve daha kısa bir mesafe kat edeceğini gösterin. (Kıvrımlı kayak yerine keskin dikdörtgen bir köşe, kayakçının kat ettiği mesafeyi etkiler çünkü kayak, kayakçı pistin aşağılarında kayarken sürtünmeyi azaltır.)

2. Deney:

• Şimdi öğrencilerinizin kayak pistinin açısını 30 dereceye ayarlamalarını ve her bir kayakçının nerede bitireceğini tahmin etmelerini isteyin. Bunun için farklı renkte tuğlaları cetvelin yanına koyabilirler.
• Her bir kayakçıyı rampadan aşağı kaydırıp tahminlerinin doğru olup olmadığına bakmalarını isteyin. Önceki deneyde yaptıkları gibi her kayakçı için ortalama mesafeyi hesaplamalarını söyleyin. Mesafelerini Öğrenci Çalışma Kağıtlarına (Öğretmen Desteği - Ek kaynaklar) veya fen bilgisi defterlerine kaydetmelerini hatırlatın.

• Öğrencilerinizi bir araya toplayarak deneylerinin sonuçlarını gözden geçirin ve tartışın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Pistin yüksekliğini değiştirdiğinde kayakçıların hareketinde nasıl örüntüler fark ettin? (Pistin açısı ne kadar büyükse kayakçılar o kadar uzağa gitti.)
  • Bir sonraki adımda ne olacağını tahmin edebildin mi?
• Zaman kalırsa öğrencileri bu olguyu kendi sözcükleriyle açıklayarak fen bilgisi defterlerine yazmaya teşvik edin.
• Öğrencilerinizin modellerini bozmaları, tuğlaları sınıflandırıp tepsiye geri koymaları ve masalarını toparlamaları için zaman ayırın.

• Öğrencilerinizi, modellerini inşa ederken hareketlerini araştırmaya teşvik edin.
• Rampayı kaldırıp indirmek için döndürme koluyla kontrol edilen pnömatik pompayı kullanabiliyorlar mı?
• Her öğrenciye performansı hakkında geri bildirim verin.
• Öz değerlendirme yaptırın.
• Bu işlemi kolaylaştırmak için size sunulan dereceli puanlama cetvellerini kullanın.

Gözlem Kontrol Listesi

• Öğrencilerinizin, daha büyük kuvvetlerin hareket üzerinde daha küçük kuvvetlere kıyasla daha önemli değişikliklere neden olduğunu 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: Daha fazla momentumun harekette daha büyük bir değişikliğe neden olduğunu biraz yardımla anlatabilirim.
  • Mavi: Daha fazla momentumun harekette daha büyük bir değişikliğe neden olduğunu anlatabilirim.
  • Mor: Daha fazla momentumun nasıl ve neden harekette daha büyük bir değişikliğe neden olduğunu 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

• Öğrencilerin başlangıç çizgisinin konumunu bantla işaretlemesi gerekir. Alternatif olarak, kayak rampasının her test ettiklerinde aynı konumda kaldığından emin olmak için modellerini masada ya da yerde bir işarete göre hizalayabilirler.
• Öğrenciler, kayakçıları kayak pistinin tepesine koyup bırakarak kaydırmalıdır. Modeller farklı uzunluktadır, bu nedenle öğrencilerin pistin en üstünden kayakçıların durduğu yere kadar ölçüm yapmalarını sağlayın.

Bu dersi basitleştirmek için:

• Öğrencilerinizin yalnızca bir kayakçının hareketini iki farklı açıdan incelemelerini sağlayabilirsiniz.

Bu dersin zorluğunu arttırmak için:

• Öğrencilerin deneyi farklı bir yüzeyde (örn. kayak pistinin önünde büyük bir kağıt parçasıyla) tekrar denemelerini isteyebilirsiniz.
• Ekstra zor bir görev için daha ağır olan kayakçıdan kayakları çıkarmalarını ve ne olduğunu görmelerini sağlayabilirsiniz.
• Öğrencilerinize kendi kayakçılarını yapma, tahminlerde bulunma ve modellerini test ederek daha da uzağa gidip gidemeyeceklerini görme hedefi verebilirsiniz.

(Not: Bunun için ekstra süre gerekecektir.)
Matematik becerileri gelişimini de desteklemek için öğrencilerinizden her kayakçının momentumunu hesaplamalarını ve karşılaştırmalarını isteyin:

• P (Momentum), M (Kütle), V (Hız)
• P = M x V
  • (Küçük kayakçı) P1 = 5 g x ? m/s
  • (Büyük kayakçı) P2 = 62 g x ? m/s
• V = V (yer çekimine bağlı hızlanma ikisinde de aynıdır, kayma sürtünmesinde küçük farklar bulunur ama ikisinin de hızının çok benzer olduğunu varsayabiliriz)
• P2 > P1