Newton Camp modul 1189 "Vipp, vei og vinn! Newton-Camp Vest-Agder"

Transkript

1 Newton Camp modul 1189 "Vipp, vei og vinn! Newton-Camp Vest-Agder" Kort beskrivelse av Newton Camp-modulen Elevene skal bygge en vippe og benytte den som vektskål. De vil få ulike utfordringer der de må bruke vippa til å bestemme vekten på forskjellige gjenstander. Målet er at elevene skal lære om historien til, bruken av og mekanikken bak en vektskål. Gjennom byggingen får de også erfaring i å fremstille et produkt som er til praktisk bruk. Det er ikke laget en ferdig mal/tegning av vippa siden elevene selv skal bruke fantasien og sine tidligere praktiske erfaringer mest mulig. I oppgavene får elevene også noen matematiske utfordringer gjennom å regne ut volumer og vekter. Fysikk: vekt, tetthet, presisjon/nøyaktighet Teknologi og design: konstruksjon av vippe Matematikk: utregninger av volum/vekter Aktiviteter: - Planlegging - utforming av vippe, materialbruk, verktøybruk - Bygge vippa - Teste egenskapene til vippa gjennom ulike oppgaver/konkurranser.

2 1. Navn "Vipp, vei og vinn! Newton-Camp Vest-Agder" 2. Kort beskrivelse Elevene skal bygge en vippe og benytte den som vektskål. De vil få ulike utfordringer der de må bruke vippa til å bestemme vekten på forskjellige gjenstander. Målet er at elevene skal lære om historien til, bruken av og mekanikken bak en vektskål. Gjennom byggingen får de også erfaring i å fremstille et produkt som er til praktisk bruk. Det er ikke laget en ferdig mal/tegning av vippa siden elevene selv skal bruke fantasien og sine tidligere praktiske erfaringer mest mulig. I oppgavene får elevene også noen matematiske utfordringer gjennom å regne ut volumer og vekter. Fysikk: vekt, tetthet, presisjon/nøyaktighet Teknologi og design: konstruksjon av vippe Matematikk: utregninger av volum/vekter Aktiviteter: - Planlegging - utforming av vippe, materialbruk, verktøybruk - Bygge vippa - Teste egenskapene til vippa gjennom ulike oppgaver/konkurranser. 3. Dagsplan 10.00: praktisk info, inndeling i grupper 10.15: litt teori og evt. en enkel grubleoppgave (vektstang) og hviskelek (presisjon) 11.00: planlegging og bygging av vippe 12.30: lunsj 13.15: avslutte bygging/klargjøre for konkurranser 13.45: oppgaver/konkurranser 15.30: oppsummering, premiering og opprydding 16.00: avslutning Elevgruppa på 20 deles inn i grupper på 4. Det vil være en voksen som følger/støtter i arbeidet til hver gruppe. 4. Faglige innholdsmomenter 4.1 Faglig tema Historie/bakgrunn vektskål: Ei skålvekt er et instrument som skal måle massen til en gjenstand/legeme. Skålvekta sammenlikner gjenstandens masse med en 2/8

3 referansemasse (lodd). Denne typen vekter har vært i bruk i mange hundre år. Blant de eldste funnene fra middelalder-oslo (tidlig 1000-tall) er deler av en skålvekt. Håndholdte balansevekter og vektlodd er ikke uvanlige i gravfunn fra vikingetiden. Det som mest sannsynlig ble målt opp på disse vektene var gull, sølv, mynter, apotekervarer og krydderier. Skålvekten var handelsmannens spesielle redskap. Skålvekta benytter vektstangprinsippet. Prinsippet med vektstang var godt kjent et par tusen år f.kr, men det var den kjente matematikeren og fysikeren Arkimedes (287 f.kr 212 f.kr) som gav de første utførlige beskrivelsene av prinsippet. Hans vektstanglov ble formulert omtrent slik: Størrelser er i likevekt ved avstander omvendt proporsjonale med deres vekter. Arkimedes ble så begeistret over denne oppdagelsen at han utbrøt: «Gi meg et fast punkt i universet, og jeg skal flytte jorden». Prinsippene om vektstang er brukt i utallige sammenhenger. Arkimedes konstruerte noen store kastemaskiner katapulter som kastet digre steiner langt avgårde. Innen byggekunsten er vektstangprinsippet brukt både for å etablere store bruspenn og til å reise store statuer. Det finnes et vell av tekniske oppfinnelser som bruker denne loven: vekta, biljekken, vippebrua, skrujernet skiftenøkkelen, spettet, brekkjernet osv. Fysikken bak vektskål/vippe: (Skålvekt, bilde fra NDLA) En vektstang kan dreie om et fast punkt og blir påvirket av krefter i motsatte retninger. Størrelsen på de enkelte dreiekreftene kalles dreiemomenter. Når vektstangen er i likevekt er den utsatt for to like store, men motsatt rettede krefter. Dreiemomentet finnes ved å multiplisere kraften med avstanden til aksen (det faste punktet). Vi sier ofte kraft x arm. F2 D2 = F1 D1 4.2 Faglig bakgrunnsinformasjon -for aktiviten(e) og åpne spørsmål Elevene skal bruke det de kan om vekt og vektstangprinsippet til å bygge en vippe som kan brukes som vekt. Oppgaven er todelt: 3/8

4 Først del går ut på å bygge selve vippa. Det er opp til elevene om de vil ha det faste punktet på midten eller ikke. Kriteriene som vippa/arbeidet vurderes etter vil være kvalitet, nøyaktighet, kreativitet og samarbeid. Andre del går ut på å bruke vippa som vekt. Resultatet her vil bli avgjort etter hvor nøyaktig de forskjellige gjenstandene blir veid inn. Før byggingen starter vil elevene få en gjennomgang av hva som er viktig å passe på når en skal lage et produkt som dette. Kriteriene som oppgavene måles etter vil samsvare med dette. 5. Egnet sted for gjennomføring Byggingen skal skje ute. Det er praktisk med et større, flatt område hvor gruppene kan arbeide. Elevene bør ha tilgang til vann til bruk i oppgavene. Bjørnevann: Elevene bør ikke krysse vegen for å finne vann. Vi foreslår derfor på baksiden av hytta. 6. Anbefalt aldersgruppe år 7. Anbefalt antall deltakere pr leder 20 elever totalt, 4 elever pr gruppe 8. Utstyr og materiell 8.1 Utstyr til denne modulen Til planleggingen: - Ark - Blyanter - Viskelær - Penner - Linjaler - Plastlommer - Kalkulator Til byggingen: Forskjellige materialer: - Kapp/planker i diverse størrelser - Gaffateip - Hyssing/tau/hamp - Spiker 4/8

5 - Treplugger Redskap: - Hammer - Tommestokk - Vater - Sag - Kniv - Drill Annet utstyr: - Målebånd - Bøtter - Litermål - Vekt (3 stk) - Premier (pokaler, fox/twist + fra Turistforeningen) - Kopper, tomme melkekartonger etc. - Førstehjelpsutstyr 8.2 Materiell/oppgaver Newton Oppgave 1 PLANLEGGING / BYGGING Med utgangspunkt i det dere kan om vekter og vektstangprinsippet skal dere nå bygge en vippe som skal brukes til å veie forskjellige gjenstander. Det er opp til dere om dere vil ha det faste punktet midt på vippa eller ikke. Først skal dere tenke gjennom hvordan dere skal bygge vippa og lage en prosjektplan. Denne planen skal inneholde Gruppenavn/gruppemedlemmer Enkel skisse som viser vippa Mål/lengder på materialer dere ønsker å bruke Oversikt over verktøy dere ønsker å bruke Prosjektplanen skal godkjennes av en leder før dere begynner å bygge. Lengden på vippa skal være mellom 1,5 og 2 meter. Høyden skal være minimum 50 cm (til toppen av vektarmen). Vippa må minimum tåle 5 kg vekt på hver side. Det må også være mulig å stable stein og andre materialer på endene av vippa. Vippa må kunne stå uten støtte når gjenstandene veies inn og den må tåle å flyttes. Når vippa/arbeidet skal vurderes vil det bli lagt vekt på: Definerte mål (lengde (mellom 1,5m-2m), høyde (minst 50 cm til vippa)) Kvalitet/robusthet (at vippa kan stå av seg selv, at den kan flyttes på, at den tar mist 5 kg på hver side) Kreativitet/design Samarbeid/innsats Dere kan få inntil 5 poeng på hvert kriterium, til sammen maks 20 poeng. 5/8

6 Newton Oppgave 2 TESTING Så er det tid for å teste at alt virker som planlagt.. 1) Ved å bruke en ei bøtte, et målebånd og vann skal dere ved hjelp av dumpehuska finne eksakt 5 kg stein. 2 poeng til beste lag. 2) Dere skal så finne et nytt lass med stein som gir så god likevekt som mulig med første lass. De to steinlassene vil så bli veid på en vekt av en leder. Avviket hver av haugene har fra 5 kg og differansen mellom de to haugene bestemmes. Den gruppa som har minst totalt avvik vinner konkurransen. 2 poeng til beste lag. 3) Finn og vei inn 500 g mose. 2 poeng til beste lag. 4) Finn og vei inn 1 kg kvist. 2 poeng til beste lag 5) Finn og vei inn 3,5 kg grus/sand. 2 poeng til beste lag 6) Finn vekten på utdelt mengde ved. 2 poeng til beste lag 7) Svar på grubleoppgavene om vektstang. 6 poeng for riktig svar (2 poeng per grubleoppgave) 8) Så noen spørsmål om det dere har jobbet med i dag: Hva er dere mest fornøyd med av det dere har fått til i dag? Hva er dere mest overrasket over av det dere har erfart i dag? 6/8

7 Hva er dere mest fornøyd med når det gjelder samarbeidet i gruppa? 2 poeng for å ha svart på alle spørsmålene. 9. Praktisk informasjon 9.1 Oppmøtetid og -sted Oppmøtetid: Hentetid og -sted Hentetid: Utstyr for deltakere Fast utstyr som må være med deltakerne hver dag: Varme klær Drikke Utstyr for denne modulen: Se egen utstyrsliste 10. Sikkerhet 10.1 Krav til veiledere En av veilederne må kunne førstehjelp 10.2 Krav til aktiviteten Sikkerhetsregler gjennomgås i forkant av aktiviteten. I tillegg er det viktig å ha med seg førstehjelpsutstyr i tilfelle noen skader seg Ansvar og forsikring Deltagerne må ha egen ferie-/fritidsforsikring?? 11. Utviklet av Studenter ved UiA 7/8

8 8/8