Yer Çekimi Arabası Yarışı

• Çevrimiçi öğrenci materyalini inceleyin. Bu materyali ders sırasında projektör kullanarak öğrencilerinizle paylaşın.
• Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri daha önceki 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.

• Yokuş aşağı bir go-cart ya da soapbox araba yarışında etkili kuvvetler hakkında kısa bir tartışma başlatın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Soapbox araba yarışı nedir? (Motorsuz araba kullanarak yokuş aşağı yapılan bir araba yarışıdır.)
  • Televizyonda böyle bir yarış izledin mi?
  • Arabanın yokuş aşağı gitmesine hangi kuvvet neden olur? (Yer çekimi)
  • Arabayı hangi kuvvet yavaşlatır? (Sürtünme)
  • Kazanan arabalara rekabet avantajı sağlayan nedir?
• Öğrencilere bir rampa ve yer çekimiyle çalışan bir araba yapacaklarını, sonra da arabanın hareketlerinde bir örüntü olup olmadığını test etmek için için deney yapacaklarını söyleyin.

• Öğrencilerinizin ikili gruplar halinde çalışarak Yer Çekimi Arabası modelini inşa etmelerini sağlayın. 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.

1. Deney:

• Öğrencilerin tekerlekleri olmayan araba şasisini rampanın tepesine koyup bırakmalarını ve ne olduğunu gözlemlemelerini isteyin (biraz itmeleri gerekebilir).

2. Deney:

• Şimdi öğrencilerden kendi basit araba modellerini tasarlamalarını ve inşa etmelerini isteyin.
• Bu projeyi yaparken:
  • Minifigür sürücüyü kaygan koltukta tutmak için bir güvenlik mekanizması eklemelerini söyleyin. Bitiş çizgisinden önce sürücü düşerse yarışı kazanamazsınız!
  • Arabayı rampanın tepesinden bıraktıktan sonra duracağını tahmin ettikleri yeri bir tuğlayla işaretlemelerini, tahmin edilen mesafeyi ölçmelerini ve Öğrenci Çalışma Sayfalarına kaydetmelerini isteyin.
  • Gerçekten kat ettiği mesafeyi ölçmelerini ve Öğrenci Çalışma Sayfasında belirtmelerini isteyin (Öğretmen Desteği - Ek kaynaklar).
• Arabalarını en uzağa götürmenin yolunu bulmak için farklı tekerlek boyutları, ağırlıklı tuğla ya da akıllarına gelen başka değişkenlerle deneyler yapmaya teşvik edin.

• Öğrencilerinizi, öğrendiklerini gözden geçirmek ve tartışmak üzere bir araya toplayın.
• Aşağıdaki gibi sorular sorabilirsiniz:
  • Araba, tekerlekler olmadan rampadan aşağı nasıl gitti? (Araba ve rampa arasındaki sürtünme tarafından kontrol edilen sabit bir hızda rampadan aşağı kaydı.)
  • Bazen araba aniden durduğunda sürücü arabadan düşüyor. Araba durduğu halde sürücü neden hareket etmeye devam ediyor? (Bu kuvvete “eylemsizlik” denir. Bu kavram, Newton'un birinci hareket yasasıyla açıklanabilir. Buna göre hareket halindeki bir cisim, üzerine başka kuvvetler etki edinceye kadar aynı yönde ve hızda hareket etmeye devam eder.)
  • Arabana daha büyük lastikler taktığında nasıl bir fark oldu? (daha az yuvarlanma direnci sürtünmesi, daha ağır araba/daha fazla kütle)

• Öğrencilerin, kimin arabasının en uzağa gittiğini ve bunun nedenini bulmak için 5 dakika daha inşa etmeye ve deney yapmaya devam etmelerine izin verin.
• Zaman kalırsa arabalarına ağırlıklı tuğlayı eklemeyi denemelerini isteyin. Arabanın ne kadar uzağa gideceğini tahmin etmelerini, tahminlerini ve sonuçlarını Öğrenci Çalışma Sayfalarına kaydetmelerini sağlayın.
• Öğrencilerinizin modellerini bozmaları, tuğlaları sınıflandırıp tepsiye geri koymaları ve masalarını toparlamaları için zaman ayırın.

• Öğrencilerinizin, üzerinde çalıştıkları kavramları düşünmelerini sağlamak için ders boyunca “neden” ve “nasıl” sözcüklerini içeren sorular sorun.
• Öğrencilerinizi “sesli düşünmeye” ve modellerini oluştururken problem çözmeye yönelik aldıkları kararlarının arkasındaki düşünce süreçlerini ve akıl yürütmelerini açıklamaya teşvik etmek için yol gösterici sorular sorun.

Gözlem Kontrol Listesi

• Öğrencilerinizin, dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin yer çekimiyle çalışan arabanın hareketi üzerindeki etkilerini açıklamadaki 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: Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin, arabanın hareketi üzerindeki etkilerini anlayabildiğimi düşünüyorum.
• Mavi: Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin, arabanın hareketi üzerindeki etkilerini anlayabildiğimi biliyorum.
• Mor: Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin, yer çekimiyle çalışan bir arabanın hareketi üzerindeki etkilerine ilişkin kanıt sunabilirim.

Akran Değerlendirmesi

• Öğrencilerin ekiplerinde birlikte çalışma deneyimleri hakkında tartışma yapmalarını sağlayın.
• Tartışma sırasında aşağıdaki gibi ifadeler kullanmaya teşvik edin:
  • Şöyle şöyle yapmanı beğendim.
  • Şunu nasıl yaptığını merak ediyorum.

Model İpuçları

• İnşa yönergelerinin, öğrencilerin tuğlaları ters bir şekilde takarak rampayı inşa etmesiyle başladığını vurgulayın (sayfa 88 - 96).
• Öğrenciler inşa yönergelerini bitirdiğinde arabalarının lastikleri olmayacaktır. Modellerini önce lastikler olmadan test ederek sürtünmenin ve Minifigür arabadan düşerse eylemsizliğin etkilerini gözlemleyeceklerdir.
• Lastikleri şasiye dayanacak şekilde aks üzerine çok sıkı yerleştirmek, sürtünmeyi arttırır ve arabayı yavaşlatır. Tekerlekleri çok hafif gevşek bırakmak, çok daha uzağa gitmelerini sağlar.

Örnek Çözüm

Bu dersi basitleştirmek için:

• Öğrencilerinizin, Minifigür olmadan arabalarını mümkün olduğu kadar uzağa sürerek başlamalarını sağlayabilirsiniz (fikirlerini basit tutmaya teşvik edin)

Bu dersin zorluğunu arttırmak için:

• Öğrencilerinizin, büyük rampanın alt kısmındaki küçük rampayı çıkararak ne olduğunu görmelerini isteyebilirsiniz.
  • Zaman kalırsa küçük rampayı kasis gibi küçük bir atlama yeri olarak geri takmalarını isteyebilirsiniz.
  • Gerekirse desteklemek için altına birkaç tuğla koyabilirler.
  • Arabalarını bu atlama yerinden güvenle geçecek ve yine mümkün olduğunca uzağa gidecek şekilde yeniden tasarlamaya teşvik edebilirsiniz.

(Not: Bunun için ekstra süre gerekecektir.)
Dil becerileri gelişimini de desteklemek için öğrencilerinizden, dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin yer çekimi gücüyle çalışan arabalarının hareketi üzerindeki etkisini anlatan bir rapor ya da kısa bir video hazırlamalarını isteyin.