Bygga fordon 2

Vi konstruerar med hjälp av k´nex byggbitar fordon både efter egna idéer och efter steg för steg beskrivning och löser med dem en del uppgifter.

För årskurs 4–6, heldagsaktivitet.

Vi konstruerar med hjälp av k´nex byggbitar fordon både efter egna idéer och efter steg för steg beskrivning och löser med dem en del uppgifter samt försöker förstå några olika begrepp tilll exempel rotation, gravitation, friktion, luftmotstånd, lägesenergi och rörelseenergi. Eleverna får lösa en del tuffa utmaningar och arbeta med ett naturvetenskapligt arbetssätt. Som avslutning gäller det att konstruera ett fordon där både prestanda och pris avgör resultatet.

Försök att använda ENaT dagen som en del i den vanliga undervisningen. Dagen kan vara en inledning, komma in under eller i slutet av ett temaarbete.

Förarbete

  • Max tio arbetsplatser för 2-3 elever.
  • Ett bord i främre delen av klassrummet, att plocka upp grejer på.
  • Tillgång till miniräknare, saxar och tejp.
  • Rutigt A-4 papper till beräkningar av medelvärde.
  • Ett rum eller korridor med fri golvyta att köra modellerna på eller om det inte går ställa bänkarna i en hästskoform.
  • Skriv ut bifogade protokoll så varje elev har ett protokoll
  • Förbereda gruppindelning av klassen. Helst två i varje grupp (se nedan)

Övrigt material tar ENaT med sig.

Att arbeta med innan besöket
Dessa begrepp kan gärna introduceras före vårt besök:

  • Gravitation
  • Friktion
  • Luftmotstånd
  • Energi
  • Lagrad energi
  • Rörelseenergi
  • Lägesenergi
  • Elastisk energi

Räkna medelvärde med hjälp av miniräknare och avrunda till hela cm.

Grupper
Vi kommer att arbeta med tio grupper. Ju färre deltagare det är i varje grupp desto bättre, dock max tre per grupp. Läraren delar in eleverna i grupper i förväg. Det har visat sig att det ofta är bra att arbeta i homogena grupper med snabba, drivande elever i samma grupp och lite mer noggranna, eftertänksamma elever i andra grupper. Flickor och pojkar för sig kan fungera bra.

Temadagen

Design, konstruktion och dokumentation

Uppgift:

Vi ska med hjälp av k´nex byggbitar konstruera fordon både efter egna ideér och efter beskrivning och med dem lösa en del uppgifter som hjälper oss att förstå några olika begrepp (se ovan). Dessa begrepp kan gärna introduceras före vårt besök. Efter varje uppdrag diskuteras vilka av ovanstående begrepp vi arbetat med under försöket.

Olika uppdrag

Innan eleverna får första uppdraget har vi en kort introduktion om hur K´nex fungerar och olika sätt att sammanfoga delar. Eleverna får under en liten stund prova på att sätta ihop och ta isär olika typer av bitar.
Före varje uppdrag gör vi hypoteser och efter får grupperna redovisa och diskutera resultatet innan eleverna börjar på nästa uppdrag.

  1. Bygg ett fordon enligt beskrivning.
    Innan vi börjar med uppgift 2 kollar eleverna att hjulen rullar lätt på deras fordon. Visa på vårt fordon hur.
    Visa rampen med 9 cm höjd. Introducera vad en ramp är och diskutera varför ett fordon med hjul rullar ner för en ramp. (gravitation)
  2. Ändra rampens lutning på två olika sätt (12 cm och 21 cm) och undersök hur långt bilen åker.
    Observera att vid vetenskapliga undersökningar där man jämför olika resultat i olika försök vill man bara ändra en parameter i taget för att kunna dra riktiga slutsatser.
    Jämför begreppet ”Rättvisa försök”
    Börja med att låta eleverna göra en hypotes gärna genom den så kallade EPA metoden. (Låt eleverna tänka ENSAMMA, därefter diskutera i PAR att slutligen delge hypotesen till varandra ALLA tillsammans.) Det är bra om så många hypoteser som möjligt under temat föregås av en EPA. Detta för att ”tvinga” alla elever att vara aktiva och reflektera kring experimenten.
    Rulla nu fordonet på rampen 5 ggr vid varje lutning (12 cm och 21 cm). Beräkna medelvärde. (skriv in på bifogat protokoll) Slutsats?
    Efter att tillsammans arbetat fram en slutsats kan läraren introducera begreppen Lägesenergi och Rörelseenergi.
    Mer lägesenergi = mer rörelseenergi = fordonet rullar längre
  3. Rulla bilen med lutning h =12 cm fem gånger till.
    Den här gången utan den vita axeln som bak pressar ut chassiet så att bakhjulen bromsas av friktionen mellan hjul och chassi. Beräkna medelvärde. (se protokoll)
    Efter att tillsammans arbetat fram en slutsats kan ev. läraren introducera begreppen Friktion och Luftmotstånd.
  4. Sätt tillbaka den vita axeln igen och testa sedan att rulla bilen med olika last.
    3 varianter. (330 g i fylld 33 cl PET-flaska, 165 g i halvfull 33 cl PET-flaska, tom 33 cl PET-flaska) (Lutning h = 12) (se protokoll)
    20151217
    Lägesenergin blir större om massan ökar vilket ger mer rörelseenergi och fordonet går längre. Samtidigt motverkas detta genom att flaskan ger större luftmotstånd. Det visar sig genom att den tomma flaskan går kortare en fordonet helt utan flaska.
  5. Utmaning A.
    Testa att låta bilen rulla exakt en meter efter rampen genom att ändra förutsättningarna. (lutning på ramp, friktion, vikt, luftmotstånd) Fyll i resultatet i protokollet.
  6. Driv bilen med hjälp av lagrad elastisk energi (gummisnoddsmotor)
    Försök få fordonet att rulla på plan mark med hjälp av gummisnodden.
    Därefter rekordförsök. Arbeta i 10 min och anteckna de fem bästa resultaten.
  7. Utmaning B.
    Bygg ett så ”billigt” fordon (Fordonet måste ha minst tre hjul i marken och två axlar) som möjligt som kan åka så långt som möjligt med 12 cm lutning på rampen. Varje bit har ett pris. Räkna ut hur mycket det kostar att åka per centimeter. kr/cm Använd bifogat protokoll vid uträkningarna Avsluta med att kontrollräkna alla bitar i lådan. Sortera, räkna.

Efterarbete

Repetera begreppen vi arbetat med och gör fler försök kring dessa.
Inspiration hittar du på Nationellt resurscentrum för fysik.

Litteratur

Teknikgrytan (ISBN 978-91-86917-00-5)-Hans Persson, är en inspirerande bok med många enkla teknikförsök.

 

Kontakt

Adress: Hornugglegränd 9
Telefon: 0171-62 62 97
E-post: mikael.bernovall@enkoping.se