Grubletegninger Kræfter og bevægelse

Præsentationer af emnet: "Grubletegninger Kræfter og bevægelse"— Præsentationens transcript:

1 Grubletegninger Kræfter og bevægelse

2

3 Bungeejumping Opfølgning
Har I diskuteret jeres overvejelser? Er I enige med et af udsagnene, eller tænker I noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan I kan finde ud af mere. I kan undersøge udsagnene ved lade forskellige genstande falde og iagttage, hvad der sker. Prøv at variere materialernes egenskaber såsom vægt, overfladeareal og form. Når man laver forsøg, er det en god hovedregel kun at ændre på en ting ad gangen. På den måde kan man være sikker på, hvilke konsekvenser det kan få at ændre netop denne ene faktor. Hvis man vil undersøge flere faktorer, må man planlægge sine forsøg, så kun én faktor ændres pr. gang. Det kan betyde, at man må lave flere forsøg – måske en hel forsøgsrække. Hvilke faktorer gør en forskel?

4 Bungeejumping Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Det er nærliggende at tro, at tunge genstande falder hurtigere end lette genstande. Tyngdekraften er ganske vist større på en tungere genstand, men der skal også bruges mere kraft for at bevæge en tungere genstand. Så de to personer vil falde med omtrent samme hastighed. Luftmodstanden har indflydelse på, hvordan en genstand falder, især hvis genstanden har et stort overfladeareal. I springet har luftmodstanden dog ikke den store betydning. Den større og tungere person vil trække mere (udøve en større kraft) på elastikken nederst i faldet, så elastikken vil strække sig mere. Hvad vil der ske, hvis man bruger elastikker af forskellig tykkelse?

5

6 Fald Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. Kan papiret falde hurtigere ved at folde det sammen eller forme det som en papirflyver? Kan formen ændres på fjeren, så den falder hurtigere, eller kan man vende fjeren på forskellige måder og påvirker det faldhastigheden? Hvad vil der ske, hvis man kombinerer papir og papirclips. I kan evt. se optagelser, hvor astronauter taber en hammer og en fjer på Månen. Hvordan falder tingene på Månen? Kan I forklare det?

7 Fald Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Hvis man krøller papiret sammen eller klipper fjerstrålerne af fjeren vil de falde hurtigere. Dette indikerer, at fjeren og papiret falder langsomt pga. deres relativt store overfladeareal. Når genstande med et stort overfladeareal falder gennem luften øges luftmodstanden. Genstande med et lille overfladeareal (f.eks. papirklips) falder normalt hurtigt. Hvordan virker faldskærme?

8

9 Magneter Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan undersøge hvilken magnet, der er kraftigst. F.eks. hvor mange nåle eller papirklips magneten kan løfte? Kan magneten tiltrække et søm? Kan I foretage andre undersøgelser? Er nogle magneter stærkere end andre? Har magneten samme styrke overalt?

10 Magneter Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Magnetens kraft afhænger hverken af formen eller størrelse. Den kraft, en magnet tiltrækker med, afhænger af materialet, hvordan atomerne er arrangeret, og hvor stærk den er magnetiseret. Prøv derfor at undersøge magneterne ved at teste dem. Hvad kan man bruge man supermagneter til?

11

12 Varmluftsballon Opfølgning
Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan veje jer (sammen med madpakken) inden og efter I har spist jeres madpakke for at se om totalvægten ændres. Er der andet, der påvirker vægten af varmluftsballonen?

13 Varmluftsballon Ideer
En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? At spise maden vil ikke påvirke den samlede vægt af ballonen og personerne. Over tid vil kroppens stofskifte have omdannet maden til primært kuldioxid og vand, der udskilles via lungerne. Ballonen og personerne vil således over lang tid blive lettere. Hvad ville der ske, hvis personerne var inde i et forseglet rum, f.eks. en rumraket?

14

15 Skibakke Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. Hvilke faktorer kan have betydning for, hvordan genstande glider ned ad skråninger? I kan undersøge udsagnene ved at sammenligne hastigheden på forskellige genstande, som glider ned ad en rampe. Hvilke faktorer gør en forskel? I kan bygge en model af en skiløjpe i sne eller knust is og lade forskellige genstande glide ned. Kan I selv påvirke hastigheden, når I står på ski?

16 Skibakke Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Tyngdekraften medfører, at man accelererer, når man står på ski ned ad en bakke. Tyngdekraften trækker i genstande med større kraft, når de har større masse, men større genstande behøver des mere kraft for at komme i bevægelse. Så ligesom bungee jumpers fald gennem luften vil tunge eller lette skiløbere komme ned med omtrent samme hastighed. Luftmodstanden er vigtigere. Skienes størrelse påvirker i højere grad skiløberens kontrol over løbet end hastigheden. Men generelt vil længere ski kunne give højere hastigheder. Hvordan kan denne viden hjælpe skiløbere med at løbe hurtigere?

17

18 Skateboard Opfølgning
Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan undersøge kræfter ved at bruge genstande, der ruller eller glider. Ved at skubbe til dem kan I observere, hvor langt genstandene kommer. Hvad sker der, hvis I skubber med forskellig kraft? Hvad sker der, hvis I lader en genstand glide på forskellige overflader (f.eks. et glat gulv, et tæppe, grus eller græs). Hvor hurtigt mister genstandene hastighed, og hvor længe holdes de i bevægelse?

19 Skateboard Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Det er nærliggende at tro, at genstande behøver en kraft for at holde dem i bevægelse. Men genstande i bevægelse bremses, fordi friktionen bremser dem. Hvis der ikke er friktion (og ingen påvirkning fra andre kræfter) vil en genstand, der er i bevægelse fortsætte sin bevægelse i samme retning og ved samme hastighed. Til daglig lægger vi ikke rigtig mærke til friktionens påvirkning. Skateboardet bremses pga. friktionen. Der er ingen kraft til at holde skateboard i bevægelse, undtagen når hun skubber fra med foden. Kan I komme i tanke om situationer, hvor friktion er nyttig eller uhensigtsmæssig?

20

21 Fodbold Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan undersøge om bolden har brug for en kraft der påvirker for at fortsætte bevægelsen. Hvad sker der med et spyd efter en person har kastet det? Eller hvad med en papirflyver? Hvordan flyver en rumraket til Månen? Hvad vil der ske, hvis en astronaut på Månen sparker til en fodbold?

22 Fodbold Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Det er nærliggende at tro, at genstande i bevægelse behøver en kraft for at holde dem i den retning, de bevæger sig. Men efter man har sparket til bolden, er der ingen opadgående kraft, der påvirker bolden. Når bolden er i luften, er det kun tyngdekraften og luftmodstanden, som påvirker bolden ved at bremse og trække bolden mod jorden. Hvis man kunne sparke bolden hårdt nok, ville den i teorien aldrig komme ned. Er der forskel på de kræfter, der påvirker en fodbold, i forhold til de kræfter, der påvirker et fly?

23

24 Rumskib Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan undersøge udsagnene ved hjælp af et tankeeksperiment. Ville tyngdekraften fra en planet være kraftig nok til at tiltrække rumskibet? Er der nogen friktion i rummet til at bremse rumskibet? Hvordan bevæger Jorden og de andre planeter sig i deres baner omkring Solen?

25 Rumskib Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? På Jorden bliver genstande i bevægelse bremset af friktion. I rummet er der lufttomt, og derfor ingen friktion. Hvis rumskibet har en vis afstand til Jordens tyngdefelt, så vil det bevæge sig med samme hastighed og i samme retning, selv efter det er løbet tør for brændstof. Hvis rumskibet kommer tæt nok på en stjerne eller en planet, så vil det blive påvirket af deres tyngdefelt og gradvist falde mod stjernen eller planeten. I Science fiction-film kan rumskibe tænde deres “tyngdekraftsskjolde” (gravity shields). Tror I det er muligt?

26

27 Elefantfødder Opfølgning
Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan finde informationer om elefanters vægt og størrelse af fødder på nettet. Hvor stort tryk vil der være under hver fod? Kan vores fødder tåle dette tryk? Har det betydning om elefanten går eller løber?

28 Elefantfødder Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Elefanter er store og tunge, men fødderne har et stort overfladeareal. Hvorvidt din fod vil tage skade afhænger af trykket under elefantens fod. Trykket vil afhænge af arealet af elefantens fod og hvor meget af foden, der rører jorden, dens vægt, og hvor mange fødder, der rører jorden. Det vil gøre ondt, men måske vil foden ikke blive helt mast. Tror I det vil gøre mere ondt, hvis en person i stilethæle står på dine fødder?

29

30 Jetfly Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan undersøge udsagnene ved at cykle 500 m henholdsvis hurtigt og langsomt, dvs. ved høj og lav hastighed. Hvem når hurtigst frem? I kan også vælge to til at cykle den samme afstand med samme tophastighed, men hvor den ene accelerer langsommere op til tophastigheden end den anden. Hvem når hurtigst frem? I kan også bruge en cykelcomputer (som kan beregne gennemsnitshastighed) og cykle en aftalt strækning, hvor gennemsnitshastigheden er aftalt på forhånd (f.eks. 15 km/t). Lad den ene accelerere hurtigt og den anden langsomt. Vil I nu komme frem samtidig? Kan I forklare sammenhængen mellem hastighed, acceleration og rejsetid?

31 Jetfly Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Rejsetid afhænger af gennemsnitshastighed – ikke acceleration. Hurtig acceleration får hurtigt flyet op i tophastighed. Over korte afstande vil acceleration derfor udgøre en forskel på rejsetiden. Over lange afstande er den maksimale hastighed langt vigtigere end acceleration. Hurtig acceleration er ikke ensbetydende med en større tophastighed. Forskellige dyr har forskellig acceleration og topfart. Forklar hvordan dette kan hjælpe dem med at overleve?

32

33 Rumvandring Opfølgning
Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan overveje hvilke kræfter, der kan få astronauten til at bremse op. Er der friktion eller tyngdekraft i rummet? På NASAs hjemmeside kan I finde videoklip der viser, hvad der sker med astronauter og genstande i rummet. I kan undersøge, hvad astronauter gør, når de skal arbejde uden for rumskibet.

34 Rumvandring Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Astronauter, som skal på rumvandring, skal have en god forståelse af, hvordan de påvirkes af kræfter. Hvis en astronaut sætter af i én retning, vil han svæve afsted, da der ingen friktion er til at bremse ham. Astronauten må derfor altid være fortøjet til rumskibet. Der er en tyngdekraft (massetiltrækning) mellem astronaut og rumskib, men denne er uden praktisk betydning og ikke tilstrækkelig til at undgå, at astronauten svæver væk fra rumskibet. Hvorfor mon astronauter svæver rundt inde i rumfartøjet?

35

36 Månesten Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er du enig med et af udsagnene eller tænker du noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan du kan finde ud af mere. I kan starte med at undersøge, hvad der flyder, og hvad der synker her på Jorden. Hvorfor flyder noget mens andet synker? Hvilken betydning har massefylde? Flyder ting forskelligt i forskellige væsker? Disse undersøgelser kan hjælpe jer med at forudsige, hvad der vil ske på Månen. Mon alle sten synker i vand her på Jorden?

37 Månesten Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Tyngdekraften er meget mindre på Månen end på Jorden, så stenens vægt er mindre end på Jorden. Men stenen har en masse og et rumfang og dermed en bestemt massefylde, uanset hvor den befinder sig. En liter vand har også en masse og et rumfang og dermed en massefylde uanset hvor vandet er. Dermed er forholdet mellem stenens massefylde og vandets massefylde ikke ændret. Stenen vil også synke på Månen. Dog er tyngdekraften på Månen mindre end på Jorden, så stenen vil synke langsommere. Forklar hvad der vil ske, hvis I flytter forsøget ud i rummet?

38

39 Længdespring Opfølgning
Har I diskuteret jeres overvejelser? Er I enige med et af udsagnene eller tænker I noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan I finder ud af mere. Del klassen op i tre grupper – gennemsnitshøjde, lidt højere og lidt lavere end gennemsnittet. Få alle til at springe så langt de kan tre gange. Regn ud hvor langt hver gruppe gennemsnitligt kunne springe. Betyder højde noget for, hvor langt man kan springe? Gør det samme i en klasse, der er ældre end din, og en klasse der er yngre. Bed nogle voksne om at springe. Gør alder nogen forskel? Bliver folk bedre til at springe, jo ældre de bliver?

40 Længdespring Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Hvor langt man kan springe afhænger af flere ting, herunder hvor stærke ens benmuskler er, hvor lange ens ben er, og hvor øvet man er. Høje mennesker vil sædvanligvis have længere ben end lave mennesker, så gennemsnitligt vil de være i stand til at springe længere. Voksne har i de fleste tilfælde stærkere muskler og længere ben end børn, så de vil også være i stand til at springe længere. At være i god form betyder ikke nødvendigvis, at man har stærke benmuskler. Mon en atletikudøver, der er god til længdespring, også vil være god til højdespring? Hold selv en længdesprings- og højdespringskonkurrence og test hypoteserne!

41

42 Udspring Opfølgning Har I diskuteret jeres overvejelser? Er I enige med et af udsagnene eller tænker I noget helt andet? Her er nogle ideer til, hvordan I finder ud af mere. Lav to udspringere i forskellige størrelser af modellervoks. Lad dem falde ned fra et bord og se om de rammer vandet i en balje samtidig. Find ud af, hvordan man kan lade dem falde nøjagtig samtidig, så resultaterne bliver præcise. Gør deres størrelse nogen forskel? Hvad fortæller det om udspringere af forskellig størrelse? Tjek svaret på internettet. Gør det nogen forskel, hvis en af udspringerne har en åben paraply i hånden?

43 Udspring Ideer En forsker ville måske spørge om I fandt beviser, der støtter eller underbygger jeres forklaringer? Og er der spørgsmål, der mangler at blive undersøgt? Det meste af tiden påvirkes faldhastigheden ikke af, hvad en ting vejer. Tunge og lette ting falder med samme fart. Nogle gange kan luftmodstanden gøre en forskel. Det kan ske med ting som fjer, et ark papir eller en faldskærm, som har en stor overflade, der fanger luften. Luftmodstand gør ikke nogen reel forskel for udspringere, så begge udspringere rammer vandoverfladen samtidig. Det betyder ikke noget, om den ene er større eller tungere end den anden. Hvad skal udspringere gøre for at lave det perfekte spring? Test teorierne ved hjælp af modellervoksmodellerne. Sammenlign resultaterne med optagelser af rigtige udspringere.