Handledning Kraft och rörelse, åk 4–6
Accelerationsbanan, plan 1
Frågeställning
Hitta Accelerationsbanan Ställ klockorna med samma avstånd från varandra. Hur plingar det när du släpper kulan ned för banan? Hur ska du placera klockorna för att få samma tid mellan plingen? Hur förklarar du varför de måste placeras på detta sätt?
Bärande idé
Om klockorna står på samma avstånd kommer det att plinga med kortare och kortare tid mellan varje pling. För att klockorna ska plinga med samma mellanrum måste avståndet mellan klockorna bli större och större eftersom kulan ökar sin hastighet när den rullar utför banan. Accelerationsbanan är en modern version av Galileos klassiska försök för att visa att ett föremål som rullar ner för ett lutande plan ökar sin hastighet. Det accelererar. Prova även experimentet i AR i klassrummet med appen scARLab.
Balansskivan, plan 1
Frågeställning
Hitta Balansskivan Prova att ställa en kloss på kanten av balansskivan. Vad händer? Försök att ställa så många klossar som möjligt på den hängande skivan. Vad måste du tänka på för att skivan ska vara i jämnvikt?
Bärande idé
Om tyngdpunkten från skivan och klossarna är rakt under upphängningspunkten är skivan i jämvikt och hänger plant. Hamnar tyngdpunkten någon annanstans så vippar den. För att hela tiden hålla skivan plan och i balans kan du behöva ställa två eller flera klossar på vardera sida om upphängningspunkten samtidigt.
Brovalvet, plan 1
Frågeställning
Hitta Brovalvet. Riv bron. Beskriv formen på klossarna som kan bilda en valvbro. Bygg brovalvet. Hur gjorde ni för att lyckas bygga bron? Låt en person gå på bron och ställa sig på mitten av den. Vad händer med klossarna?
Bärande idé
Brons klossar är kilformade. Trots att din tyngd trycker klossarna nedåt så gör formen på valvet att de kilformade klossarna runt omkring kan bära upp tyngden. Eftersom klossarna är lite mjuka kan du se att de rör sig lite när en person går på bron.
Enkla maskinerna 1 – Lutande planet Hjulet Skruven, plan 1
Frågeställning
I utställningen Kraft & Rörelse finns exempel på enkla maskiner som utnyttjar mekanikens gyllene regel Det du vinner i kraft förlorar du i väg. De enkla maskinerna är uppfinningar som förstorar kraften på olika sätt. Hitta och testa olika experiment i utställningen som visar exempel på en enkel maskin för Lutande planet Hjulet Skruven,
Bärande idé
Det finns minst två exempel i utställningen. Lutandeplanet: Experimenten Lutandeplanet där du får testa att dra upp en sten uppför två plan som lutar olika mycket. Runt hörnet bygger på att du gör ett långt lutande plan som kulan rullar ned för. Hjulet: Utställningen är fullt av hjul. Experimenten Hjulet där du får testa att rulla en sten på stockar som hjul samt Sanddrejaren där du med en drejskiva kan rita mönster i sand. Skruven: Experimenten Skruven där du skruvar upp eller ned en sten. Arkimedes skruv i KraftVerket kan få en boll att rulla uppför.
Enkla maskinerna 2 – Blocket Kilen Enarmad hävstång Tvåarmad hävstång, plan 1
Frågeställniing
I utställningen Kraft & Rörelse finns exempel på enkla maskiner som utnyttjar mekanikens gyllene regel Det du vinner i kraft förlorar du i väg. De enkla maskinerna är uppfinningar som förstorar kraften på olika sätt. Hitta och testa olika experiment i utställningen som visar exempel på en enkel maskin för blocket kilen och hävstången,
Bärande idé
Det finns minst två exempel i utställningen. Blocket: Experimenten Block och talja där du lyfter en sten men olika kraft samt Hiss med block där du hissar upp dig själv med i en stol. Kilen: Experimenten Kilen där du kan känna hur det känns att dela en sten med två olika vinklade kilar samt Brovalvet där brovalvsbyggstenarna är kilformade. Hävstången: Experimenten Enarmad och Tvåarmad hävstång där du lyfter en sten samt Stora hävstången där du kan lyfta 100 kg.
KraftVerket, plan 1
Frågeställning
Hitta KraftVerket. Hur många stationer ska bollen passera för att ta sig ett varv runt? Hitta ett lutande plan, ett hjul, ett block, en skruv och en hävstång. Prova att förflytta bollen runt KraftVerket. Vilken station tycker du var lättast och vilken var svårast? Varför?
Bärande idé
Det finns minst 8–10 stationer där användaren aktivt måste göra något för att få bollen att förflyttas. Dessa är utmärkta med rött. Det brukar vara svårt att hissa upp bollen i början samt att balansera bollen på väg ner till roboten.
Böja balk, plan 1
Frågeställning
Hitta Böja balk Titta och beskriv balkens form. Känner du igen var en sådan balk brukar användas? Mätaren visar hur mycket balken böjs och med hur många kilo du belastar den med. Prova att trycka lika hårt på olika ställen. Var på balken blir utböjningen störst? Vad tror du det beror på?
Bärande idé
Experimentets balk består av en bit järnvägsräls. Ena änden är fast inspänd i väggen och andra är fri, detta kallas för en konsolbalk. Hur balken böjs beror på formen på balken och hur balken sitter fast. Vilket material balken är gjord av, hur lång den är och på vilket sätt balken belastas påverkar också böjningen. Här sitter balken fast i ena änden och utböjningen blir som störst i den ände som inte sitter fast. Detta kallas för en konsolbalk. Jämför exempelvis med en flygplansvinge.
Genväg/senväg, plan 1
Frågeställning
Hitta Genväg/senväg Jämför de olika banorna. Vilken är längst och vilken är kortast? Vilken bana tror du är snabbast? Varför? Släpp bollarna ner för banan. Testa flera gånger. Vilken bana är snabbast?
Bärande idé
Kulorna tävlar i var sin bana med start och mål på samma ställe men de skiljer sig åt i fråga om längd och lutning. I den neråtlutande bågformade banan, som har formen av en cykloid, rullar kulan snabbast. En cykloid är en kurva som skapas om man skulle följa kanten på ett hjul som rullar på en rak väg. Ordet cykloid betyder hjul eller cirkelformig på grekiska. En bra skateboardramp bör ha formen av en upp och nervänd cykloid eftersom detta ger den högsta farten.
Kuggdrift, plan 1
Frågeställning
Hitta Kuggdrift Ta ett kugghjul som är lika stort som kugghjulet med vev. Sätt ihop dem och veva. Jämför åt vilket håll och hur snabbt de två kugghjulen snurrar. Sätt ett mindre kugghjul ihop med kugghjulet med vev och veva. Åt vilket håll och hur snabbt snurrar de två kugghjulen i förhållande till varandra? Få två kugghjul att snurra åt samma håll Hur många kugghjul kan du få att snurra samtidigt?
Bärande idé
Kugghjul används för att överföra en rörelse från en axel till en annan, ändra rörelsens riktning, men också öka eller minska en rörelses hastighet genom att använda kugghjul med olika storlek. Kugghjulets viktigaste egenskaper är hur många kuggtänder, kuggar, det har. Två lika stora kugghjul som sitter samman kommer att snurra åt olika håll men lika snabbt. Det mindre kugghjulet kommer snurra åt motsatt håll och snabbare. För att få två kugghjul att snurra åt samma håll behöver de ett kugghjul mellan sig som kan byta rotationsriktningen. Nästan allt som snurrar och som kan snurra olika snabbt har kugghjul, till exempel elvisp, borrmaskin, eltandborste, radiostyrda bilar, växellådan på en bil eller klockor.
Kulhoppet, plan 1
Frågeställning
Hitta Kulhoppet Plocka av alla ringar utom en från banan. Släppa kulan så att den studsar på metallytan och hoppar genom ringen. Flytta på ringen eller justera vinkeln på metallytan som kulan studsar emot med ratten på sidan. Testa om du kan få kulan att hoppa genom alla ringarna,
Bärande idé
När du sparkar i väg en boll, kastar en pil eller skjuter iväg en kula flyger den i en rörelse som kallas för en projektilbana. Exakt hur projektilbanan kommer att bli beror på vilken hastighet kulan har när den studsar i väg och vilken vinkel den studsar iväg med. I detta experiment kan du ändra vinkeln och/eller testa dig fram till en projektilbana genom att flytta på ringarna.
Luftsläden, plan 1
Frågeställning
Hitta Luftsläden Sätt i gång tryckluften med knappen på väggen. Putta på den lilla släden och se hur enkelt den glider fram på skenan. Hur glider släden när luften stängs av? När kan det vara bra med liten friktion och när kan det vara bra med stor friktion?
Bärande idé
Tryckluften bildar en luftkudde mellan släden och skenan. Luftkudden gör att friktionen mellan farkosten och underlaget blir väldigt liten. När man åker skridskor är det bra med liten friktion. Detsamma gäller för saker som snurrar. Det är därför vi exempelvis har kullager. Stor friktion vill man ha mellan däck och vägbana på vintern eller när man inte vill att saker ska glida runt.
Piruetten, plan 1
Frågeställning
Hitta Piruetten Testa hur det känns att snurra som en konståkare. Dra dig in och ut från stolpen för att undersöka om det påverkar farten. Beskriv vad du kommer fram till,
Bärande idé
När någonting rör sig runt en bestämd punkt, till exempel snurrar runt en stolpe, kallas det för en centralrörelse. Farten minskar om armar eller ben sträcks ut och den ökar när man drar sig mot stolpen och massan koncentreras till rotationens centrum.
Favoritexperiment
Frågeställning
Välj ditt favoritexperiment som handlar om Kraft & Rörelse. Vad heter experimentet? Hur ser experimentet ut? Vad ska man göra i experimentet? Vad kan man lära sig av experimentet?
Bärande idé
Här kan eleverna utforska utställningen utifrån eget intresse kopplat till ett tema. Kanske är det ett experiment som redan undersökts i och med dessa Tänk & Testa kort eller så är det något av de övriga experimenten som finns i utställningen. Här får eleven öva sig på att läsa av en miljö och ett experiment Kunna beskriva och sätta ord på hur man tar sig an experimentet. Eleven får även reflektera över vad man kan lära sig av experimentet utifrån sin egen kunskap.
Egen fråga/undersökning
Frågeställning
Eleverna formulerar sin egen undersökningsbara fråga och genomför undersökningen,
Bärande idé
Här kan eleverna ges möjlighet att själva vara delaktiga i att formulera frågeställningar samt planera, utföra och värdera undersökningarna. Är det en observationsstudie eller en experimentstudie? Hur lägger eleven upp sitt systematiska undersökande? Vad blir resultatet? Hur ska det dokumenteras? Detta kan genomföras antingen på något av de föreslagna experimenten i detta Tänk & Testa eller på ett eget valt experiment kopplat till temat.