Fysik – Science Ed

Bygg ett långtflygande pappersflygplan

Om du vill ge barnen en utmaning kan du börja med den här videon från NASA (som jag har dubbat till svenska). Låt barnen sedan fundera på vad de lärt sig och sätt igång och bygg.

Eller varför inte rent av låt dem först bygga ett flygplan och testa det, se sedan filmen, bygg ett nytt flygplan och se om det flyger bättre.

I slutet på dagens blogg har jag två olika PDF-filer med några olika modeller. En till och med med en gummibandsstartare för att flyga längre. Men först lite teori:

Vetenskapen bakom pappersflygplan

Lyft

Lyft är den kraft som hjälper ett flygplan att hålla sig uppe i luften. Olika pappersflygplansdesigner skapar lyft på olika sätt. Till exempel har vissa flygplan vingar som är längre eller bredare, medan andra har vingar som är mer böjda. Dessa funktioner hjälper flygplanet att fånga luften när det rör sig framåt. När luften rör sig snabbare över de böjda eller längre vingarna skapar den en kraft som kallas lyft, som skjuter flygplanet uppåt. Så mönster som har större eller böjda vingar tenderar att generera mer lyft och kan flyga högre och längre.

Drag

Drag är den kraft som försöker sakta ner ett flygplan när det rör sig genom luften. Vissa pappersflygplansdesigner har snygga och strömlinjeformade former, medan andra kan ha fler veck och veck. Slät och strömlinjeformad design hjälper till att minska motståndet eftersom luften kan flöda smidigt runt flygplanet. Mindre drag innebär att flygplanet lättare kan röra sig genom luften och gå snabbare och längre.

Vikt

Vikt är den kraft som drar föremål ner mot marken. Lättare pappersflygplan kan stanna längre i luften eftersom de inte dras ner lika mycket av tyngdkraften. Så att använda lätt papper eller göra ett lättare flygplan genom att använda mindre papper kan hjälpa det att flyga längre sträckor.

Balans och stabilitet

Balans och stabilitet är viktigt för att ett pappersflygplan ska flyga bra. Vissa mönster har funktioner som fenor eller små veck på baksidan, vilket hjälper till att hålla flygplanet stadigt och balanserat i luften. Denna stabilitet gör att flygplanet kan flyga rakare och längre.

Tips för att flyga längre:

1. Starta med mer kraft

Skicka i väg ditt flygplan med en gummibandsstartare. Det ger flygplanet en extra skjuts när du startar det.

2. Tänk på startvinkeln

Vinkeln i vilken du startar planet är också viktigt. Genom att starta planet i en något uppåtgående vinkel hjälper det det att gå högre upp i himlen. När planet går högre kan det stanna längre i luften och flyga längre.

Modeller på flygplan

Hur man gör fantastiska pappersflygplan (PDF, 896 kB)

Hur man gör ett pappersflygplan med startare (PDF, 249 kB)

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

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

Enkla maskiner: Lutande plan

Du behöver:

Du behöver: En hög med böcker, 4-6 tum hög.
En stadig linjal (eller ett annat långt, snabbt och platt föremål).
Ett runt, tungt föremål som en apelsin, en pappersvikt eller en boll.

Gör ett lutande plan

Stötta linjalen på böckerna så att den ena änden vilar på toppen av böckerna och den andra på marken.
Be ditt barn att använda två fingrar för att klämma fast föremålet och lyfta det till toppen av bokstapeln.
Be ditt barn att använda två fingrar för att rulla eller glida föremålet uppför det lutande planet.

Är det lättare eller svårare att lyfta föremålet än att rulla det uppför rampen?

Det krävs mindre kraft över en längre sträcka för att rulla föremålet uppför rampen, men vissa barn kanske säger att det är lättare att lyfta föremålet. Fråga dem om deras svar skulle ändras om föremålet var mycket tungt och höjden som de lyfter det till var mycket hög.

Enkla maskiner: Kilen

Du behöver:

Du behöver: En smörkniv eller en gaffel
(välj ett verktyg som du är trygg med att barnen kan hantera).
Bröd, lera, eller ett äpple (något som barnen kan dela)

Se hur en kil fungerar

Försök tillsammans med ditt barn att dela eller skära föremålet på mitten utan att använda kilen.
Identifiera vilken del av redskapet som är kilen.
Använd kilen för att dela eller skära föremålet på mitten.

Kunde du dela eller skära föremålet utan kilen? Var det svårare att göra det? Varför? Varför skulle du använda olika kilar för olika uppgifter? Skulle du använda en gaffel för att skära något och en kniv för att plocka upp något att äta? Varför eller varför inte?

Enkla maskiner: Hävstång

Du behöver

En stabil linjal (eller ett annat långt, snabbt, platt objekt)
En penna
En bokhög

Gör en hävstång

Be ditt barn att använda båda händerna för att lyfta upp en hög med böcker två centimeter.
Fråga om de kan lyfta böckerna med bara två fingrar.
Skjut ungefär två tum av linjalen under bokstapeln.
Skjut en blyertspenna vinkelrätt mot och under linjalen, nära bokstapeln, men inte under den.
Håll pennan på plats och be ditt barn att trycka ner linjalen med två händer, sedan med två fingrar och sedan med ett finger.

Hur många händer eller fingrar behöver ditt barn för att lyfta bokstapeln när du använder linjalen och pennan som hävstång? Känns det lättare eller svårare att lyfta bokstapeln när linjalen används som hävstång i stället för att lyfta dem rakt upp?

Tre små grisar

För vårt STEM-projekt ville vi prova att bygga alla tre typerna av de tre små grisarnas hus. Deras mål var att göra det hus som bäst kan stå emot mammas ”vargblåsande”. Men du kan också ta fram en hårtork för att blåsa.

Material som behövs för detta projekt:

Sugrör, glasspinnar, träklossar, snören, maskeringstejp och gummiband.

HALMHUS:

För den första delen av vårt Tre små grisar-projekt gjorde vi halmhusen. Vi gjorde halmhus av plastsugrör. Du kan göra detta med pappers- eller plastsugrör ~ beroende på vad du föredrar. Jag började med att bara ge dem snören och gummiband och sugrör. Min son hade inga problem med detta, men mina flickor bad om tejp, så vi lade till det i förnödenheterna.

STICKHUS:

Därefter gjorde vi våra stickhus. Dessa gjorde vi av glasspinnar och maskeringstejp. OM du vill göra det svårare för dem, låt dem samla pinnar och binda ihop dem med snöre.

TEGELHUS:

Vi gjorde våra tegelhus av träklossar. Ett annat roligt alternativ är LEGO klossar. Detta var det snabbaste och enklaste huset att bygga. Vi tyckte att det var roligt eftersom det är tvärtom i berättelsen om de tre små grisarna.

Resultatet:

Halmhusen var lättast att blåsa. Pinnhusen kom på andra plats. En del av dem rörde sig inte ens! Tegelhusen var inte flyttbara, precis som berättelsen. Men den tid det tog att bygga dem var det motsatta. Det tog mina barn mycket längre tid att bygga halmhusen än någon av de andra.

Tre små grisar STEM-projekt för barn – Lär bredvid mig

Måla med ljud

Trä olika bjällror på piprensare. Använd gärna olika antal bjällror på piprensarna. Böj piprensarna runt penslarna. Det går även bra att limma fast piprensarna.

Be barnen mål olika saker och i olika takt. Då kommer ljudet fram. Hur låter det om man målar en cirkel kontra en fyrkant. Be barnen att måla som det låter och låt dem upptäcka vad som händer. De större barnen kan måla i blindo. Fäst olika antal bjällror på penslarna – från bara någon till många.

Tipset är hämtat från Lekolar

Trådtelefon

Av Chris Potter - flickr, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40558179 — Av Chris Potter – flickr, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40558179

Material

2 pappersmuggar
stift eller kartnål
ungefär 1,5m snöre
2 gem

Tillvägagångssätt

Använd ett stift för att göra ett hål i botten av varje mugg.

Dra snöret genom hålen genom båda muggarna. Se till att muggarnas botten kommer mot varandra.

Knyt ett gem i varje ände av snöret

Dra snöret så hårt med din vän att gemen träffar muggarnas botten.

Turas om att prata i muggen och lyssna genom att placera muggen över örat.

Varför

Ljudet rör sig genom luften i vågor. När du talar, tar muggen upp ljudvågor, varefter de flyttar strängen tillsammans med din kompis mugg.

Detta kan också göras när flera muggar är anslutna med snöre. Gör en annan trådtelefon av två muggar och knyt ihop telefonerna för att få en trådtelefon för fyra.

Hoppande fågel/Muggraket

Steg-1: Förbered några dekorativa saker till din raket

Bygg vingar, en raket eller vad du tycker är lämpligt av papp att dekorera raketen med.

Steg-2: Förbereda raket

Vi behöver en stark raket, så jag kommer att lägga upp den med en kopp till.

Klipp bara av kanten på koppen och sätt in den i en annan kopp för att göra två lager.

Ta en pappersmugg och sätt två hål genom att föra in en nål med en spets på muggens sida mot den motsatta sidan av koppen. Så att de två hålen förblir helt motsatta varandra.

Se till att du håller dessa hål nära kanten på pappersmuggens mynning. Upprepa samma process för att göra hål på andra sidan av koppen. Det betyder att du gör fyra hål på de fyra sidorna av pappersmuggen.

Steg-3: Sätta i gummiband

Välj två gummiband och klipp av dem på ett ställe. Sätt sedan in gummibandet i två valfria hål på motsatta sidor av koppen och knyt dess änddel för att hålla en knut i båda ändarna. Så att det insatta bandet inte glider ut ur hålen.

Upprepa samma sak med den andra bandraden och håll täta knutar i den andra uppsättningen hål runt koppen. Slutligen, efter att ha knutit band till hålen på koppen, kan du se plusformen på den öppna sidan av pappersmuggens överkant.

Steg-4: Limma fast de dekorativa grejerna

Det är dags att dekorera vår raket! Håll pappersmuggen, dvs raketdelen, upp och ner. Och limma fast de dekorativa sakerna, dvs vingar och krona, på samma kopp.

Steg-6: Flygande pappersmuggsraket

I det här steget väljer du en annan pappersmugg och placerar den i omvänt läge så att pappersmuggen är i uppochnedvänt läge. Vi kommer att använda denna omvända pappersmugg som basdel eller bärraket för din rymdraket.

Placera nu din raket ovanpå baskoppen men upp och ner. Se till att basen också är i omvänt läge. Ge sedan ett lätt tryck bara med fingertopparna och tryck raketen mot basen. Efter att ha tryckt den över basdelen, släpp trycket på raketdelen.

Vetenskapen bakom hur pappersmuggsraketen flyger

Vad säger Newtons tredje rörelselag? Det står; ”Varje handling har en likvärdig och motsatt reaktion”. Den uppfyller newtons tredje lag, raketdelen, när du trycker nedåt över basdelen och släpper, den flyger upp i luften. Det betyder att mängden tryck du ger på raketen gör att den flyger med samma mängd energi och kraft uppåt efter att ha släppt trycket.

Idén är hämtad från GoScienceGirls-bloggen