Författare: Björn Bergvall

Fysik på en gunga

Låt oss bekanta oss med pendelrörelse, som gungor i en gunga. Vilken effekt gör objektets tyngd och strängens längd på hur objektet svänger.
Vad märker du?

Fas 1 Material

  • snöre
  • måttband
  • sax
  • föremål med olika vikter (t.ex. leksaker, vikter)
  • papper och pennor för eventuella anteckningar

Fas 2 Aktivitet

Använd ett måttband och mät upp olika långa bitar av snöre (t.ex. 1m, 60cm och 30 cm).
Klipp strängarna 10–20 cm längre än vad som mätts ovan. Klipp upp två bitar av varje längd.

Knyt fast något objekt i den andra änden av snörena.

Ta tag i den fria änden av strängen med fingrarna och sätt föremålet i rörelse. Försök hålla händerna på samma plats när objektet pendlar, som gungor i en gunga.
Kan ta två snören av samma längd i vardera handen och observera vilket föremål som är tyngre.
Det observeras sedan vilken som har en större pendelrörelse, som är snabbare och vilken som saktar ner snabbare när ingen ytterligare drivkraft ges.
Därefter kan strängar av olika längder tas men föremål av samma vikt till trådens ändar. Nu kan du observera vilken pendel som rör sig större, vilken som är snabbare och vilken som saktar ner snabbare, när ingen ytterligare drivkraft ges.

Modifiera

Detta kan testas även Med en jojo eller något annat objekt med snöre och vikt i ena änden.
Om så önskas kan du också göra en tabell att jämföra olika snörlängder och pendelrörelsen på något barnvänligt sätt.

Idén hämtad från Steam Turku

From Angles to Triangles

WARM UP

1) Statues at Different Levels

  • Create different, clear geometric shapes by standing still like statues. Create statues at floor level (on the ground), at intermediate level (sitting or kneeling), and at a higher level (standing). You can also create shapes together.

2) Body Triangles

  • What kind of different triangles can you create with your own body? Can you make a really small triangle? Or a really big one? With what different parts of the body can you create a triangle? What if you create triangles with one or two classmates?

3) Secret Triangles

  • Stand in a large room so that everyone has their own space around them. Each student must choose two other students, who can be their secret triangle friends. No one should reveal which students they have chosen. When the music starts playing, everyone is allowed to move freely in the room, but you must make sure that you are always at an equal distance from both your triangle friends.

2) Rubber Band Triangles

  • Divide into groups of three. Each group stands inside a ring created by a long rubber band. Each group should create a triangle using their rubber band. The groups are allowed to move freely to the beat of music. How does the triangle change when the tips move? Try different levels and poses. The rubber band can be held at the waist, ankles, wrists.

TASKS

1) Angles With Arms

  • Stretch out both arms in front of you. Then a smaller or larger angle is formed between the arms. If you are in a room where the corners consist of 90-degree angles, you can stand in a corner and try how it feels on your arms to form an angle of 90 degrees. What does the angle between the arms look like if it has less or more than 90 degrees?
  • Divide the room in half with a line. One half is too blunt angles, the other too acute angles. The arm angles are allowed to move freely on both sides of the centerline, but when they hit the centerline, they should stop and stiffen to 90-degree angles. You get away from the center line when another angle hits the center line, so that the angles together amount to 180 degrees. After that, both angles are allowed to continue their journey in any half of the room.
  • Feel free to use some type of background music in the assignment!

2) Triangle Experiment

  • The task is a continuation of the previous task with different angles in the room. When the music stops, all the students should stop moving and keep the angle they have between their arms unchanged. Then the students should seek out two other students and try to form a triangle with them.
  • What do you notice? Can all groups form a triangle? You notice quite quickly that any three angles cannot form a triangle together.

3) Line – or triangle?

  • Demonstrate physically that the sum of a triangle’s angles is 180 degrees.
  • A student should stand at the centre line and form a 180-degree angle with their arms. Another student stands next to them, and the first student reduces their own angle, so that the sum of the two new angles is 180 degrees. A third student stands between the first two, and now both first two angles need to be smaller for the third to be able to participate. The sum of all three angles should now be 180 degrees. All three students must make sure that their own angle does not change size. After that, they can move away from the line and form a triangle. Will you manage to form the triangle?
  • The task description can be changed depending on whether the sum of a triangle’s angles is a new or a familiar theme. The task can be rephrased into a problem, e.g., as follows:
    • Start at the line where you have created three angles (as above), and now form a triangle of the angles. What can you conclude about the sum of the angles of the triangle? OR
    • You have been given a line with an angle of 180 degrees. How can you use your body to justify that the sum of a triangle’s angles is also 180 degrees?
  • You can illustrate the sum of a triangle’s angles using fingers, legs, or feet. Which way is easiest?

 

The idea is taken from Lumatikas material.

Från vinklar till trianglar

UPPVÄRMNING

1) Statyer på olika nivåer

  • Skapa olika, tydliga geometriska former genom att stå stilla som statyer. Skapa statyer på golvnivå (på marken), på mellannivå (sittande eller liggande på knä) och på en högre nivå (stående). Ni kan också skapa former tillsammans.

2) Kroppstrianglar

  • Vilken typ av olika trianglar kan du skapa med din egen kropp? Kan du skapa en riktigt liten triangel? Eller en riktigt stor? Med vilka olika delar av kroppen kan du skapa en triangel? Hur blir det om du skapar trianglar tillsammans med en eller två klasskamrater?

3) Hemliga trianglar

  • Ställ er i ett stort rum så att alla har eget utrymme runt sig. Varje elev ska välja ut två andra elever, som får vara hens hemliga triangelkompisar. Ingen ska avslöja vilka elever hen valt ut. När musiken börjar spelas får alla röra sig fritt i rummet, men man ska se till att man hela tiden befinner sig lika långt ifrån båda sina triangelkompisar.

2) Gummibandstrianglar

  • Dela in er i grupper på tre. Varje grupp ställer sig innanför en ring som skapats av ett långt gummiband. Varje grupp ska skapa en triangel med hjälp av sitt gummiband. Grupperna får röra sig fritt i takt till musik. Hur förändras triangeln när spetsarna rör på sig? Prova olika nivåer och ställningar. Gummibandet kan hållas vid midjan, anklarna, handlederna.

UPPGIFT

1) Vinklar med armar

  • Sträck ut båda armarna framför dig. Då bildas det en mindre eller större vinkel mellan armarna. Om ni befinner er i ett rum där hörnen består av 90 graders vinklar, kan ni stå i ett hörn och prova hur det känns på armarna att bilda en vinkel på 90 grader. Hur ser vinkeln mellan armarna ut om den har mindre eller fler än 90 grader?
  • Dela upp rummet mitt itu med en linje. Den ena halvan är för trubbiga vinklar, den andra för spetsiga vinklar. Armvinklarna får fritt röra sig på båda sidorna om mittlinjen, men när de träffar mittlinjen ska de stanna och stelna till 90 graders vinklar. Man kommer loss från mittlinjen när en annan vinkel träffar mittlinjen, så att vinklarna tillsammans uppgår till 180 grader. Därefter får båda vinklarna fortsätta sin färd i en valfri halva av rummet.
  • Använd gärna någon typ av bakgrundsmusik i uppgiften!

2) Triangelexperiment

  • Uppgiften är en fortsättning på föregående uppgift med olika stora vinklar i rummet. När musiken stannar ska alla eleverna sluta röra på sig och hålla vinkeln de har mellan armarna oförändrad. Därefter ska eleverna söka sig till två andra elever och försöka bilda en triangel med dem.
  • Vad lägger ni märke till? Lyckas alla grupper bilda en triangel? Man märker rätt snabbt att vilka som helst tre vinklar inte kan bilda en triangel tillsammans.

3) Linje – eller triangel?

  • Demonstrera kroppsligt att summan av en triangels vinklar är 180 grader.
  • En elev ska stå vid mittlinjen och bilda en 180 graders vinkel med armarna. En annan elev ställer sig bredvid hen, och den första eleven minskar på sin egen vinkel, så att summan av de två nya vinklarna är 180 grader. En tredje elev ställer sig mellan de två första, och nu behöver båda de två första vinklarna bli mindre för att den tredje ska kunna vara med. Summan av alla tre vinklar ska nu alltså vara 180 grader. Alla tre elever ska se till att deras egen vinkel inte ändrar storlek. Därefter kan de flytta sig från linjen och bilda en triangel. Lyckas ni bilda triangeln?
  • Uppgiftsbeskrivningen kan ändras beroende på om summan av en triangels vinklar är ett nytt eller ett redan bekant tema. Uppgiften kan omformuleras till ett problem, t.ex. så här:
    • Börja vid linjen där ni har skapat tre vinklar (som ovan), och bilda nu en triangel av vinklarna. Vad kan ni dra för slutsats om summan av triangelns vinklar? ELLER
    • Ni har fått en linje med en vinkel på 180 grader. Hur kan man med hjälp av kroppen motivera att summan av en triangels vinklar också är 180 grader?
  • Man kan illustrera summan av en triangels vinklar med hjälp av fingrar, ben eller fötter. Vilket sätt är enklast?

 

Idén hämtad från Lumatikkas material

Hur många droppar för att fylla cirkeln?

Rita några cirklar i olika storlekar slumpmässigt runt ett papper och laminerade det.

Därefter förbered några koppar färgat vatten med vatten och karamellfärg.

Börja sedan räkna hur många droppar vatten som behövdes för att fylla prickarna. Eftersom de är olika i storlek kan det bli intressant att jämföra.

Sedan kan ni förstås börja fundera kring ytspänning om ni vill vidga experimentet lite.

 

Idé från TeachBesideMe.

How Many Drops to Fill the Dot?

Draw some different sized circles randomly around a piece of paper and laminate it.

Next, prepare a few cups of colored water with water and food coloring.

Then start counting how many drops of water it takes took to fill the dots.

Since they are different sizes, it can be interesting to compare.

Then can you of course add thoughts around surface tension if you want to expand the experiment.

 

Tip from TeachBesideMe.

Sugrörsraket

Rita och klipp ut en raket och rektangeln som du rullar för att sätta sugröret i.

Rulla rektangeln den långa vägen med viklinjen på toppen. Du kan rulla den runt en penna för att få den tät. Tejpa den längs sidorna för att fästa den. Vik över den upptill. Fäst vecket med tejp för att hålla det nere.

Tejpa fast den rullade biten på baksidan av raketkroppen.

Stick in ett sugrör och blås upp raketen i luften. Tryck inte in sugröret särskilt hårt i röret. Du vill att den ska placeras löst ovanpå. När du sedan blåser, ge den ett snabbt och hårt blås för att få den att flyga högt!

Prova att blåsa den i olika vinklar och i olika banor för att se om du kan få den att flyga högre eller längre. Vind- och luftmotståndet kommer att göra skillnad även här.

Vetenskapen bakom:

Lägg till en inlärningskomponent till den också! Snacka om fysik och luftens kraft. När du blåser i sugröret stoppas den stora luftpuffen i toppen och trycks ner igen. Kraften som trycker ner den igen får raketen att flyga! Detta är Newtons tredje rörelselag – handling och reaktion!

Detta är också en lektion i gravitation, eftersom raketen alltid kommer att landa!

Det här är en fantastisk STEM-aktivitet. Testa några variabler, som att lägga till ett gem för vikt, prova ett brett sugrör istället för ett smalt, ändra vinkeln du blåser ut den i, etc. Ta fram ett måttband för att se vilken som kommer att flyga längst.

 

Idé tagen från TechBesideMe

Straw Rocket

Draw and cut out a rocket and the rectangle that you roll to put the straw in.

Roll the rectangle the long way with the fold line on the top. You can roll it around a pencil to get it tight. Tape it along the sides to secure it. Fold it over at the top. Secure the fold with tape to keep it down.

Tape the rolled piece to the back of the rocket body.

Insert a straw and blow the rocket up into the air. Do not push the straw very hard into the rocket. You want it to be loosely placed on top. Then when you blow, give it one fast and hard blow to make it fly high!

Try blowing it at different angles and at a different trajectory to see if you can get it to fly higher or farther. The wind and air resistance will make a difference here, too.

The Science Behind It:

Add a learning component to it, too! Talk about physics and the force of air. When you blow into the straw, the big puff of air gets stopped at the top and pushes back down. The force pushing it back down causes the rocket to fly! This is Newton’s third law of motion- action and reaction!

This is also a lesson on gravity, as the rocket will always land!

This is a great STEM activity. Test a few variables, like adding a paper clip for weight, trying a wide straw instead of a skinny one, changing the angle of the launch, etc. Get out a measuring tape to see which one will fly farther.

 

Idea taken from TechBesideMe

Different surfaces and materials in nature

A lot of different surface formations and patterns are found in nature.

What does moss look like when you enlarge it?

Let the child search and explore different natural materials and look through the loupe on the details. A digital microscope can be used to examine, videotape and take pictures, and magnifications can be viewed on a tablet.

Later, the images can be discussed and possibly draw off with the image as a model.