Kategori: Fysik

Design av flottar

Att bygga en båt, flotte eller annan vattenfarkost för att säkert transportera föremål över vatten är ett sätt för barn att öva på planering och beslutsfattande. Samla ihop ditt material i förväg och prova aktiviteten tillsammans med honom!

Material som behövs

  • En stor skål, badkar eller annan behållare fylld med vatten – även ett badkar kan fungera.
  • Olika material för att bygga en flotte, t.ex:
    • Pinnar
    • Folie
    • Korkar
    • Papper
    • Äggkartonger
    • Tejp
    • Lim
    • Gummiband
  • Föremål att transportera, t.ex. mynt, pennor, små leksaksfigurer osv.

Tips för vuxna

  • När barnen börjar välja material för att bygga sin farkost, uppmuntra dem att prova material som de är osäkra på. De kan testa materialet i vattnet för att se om det flyter innan de bestämmer sig för om de ska använda det i sin konstruktion eller inte.
  • Ta dig tid att tänka efter och göra en plan innan du ger dig in i en aktivitet, men det är en viktig färdighet att öva på. Planering är en del av en uppsättning färdigheter som hjälper barnens hjärnor att vara redo att lära sig.
  • Om barnen gör misstag eller om deras design inte fungerar, uppmuntra dem att lära sig av det misslyckade försöket och fortsätta att förbättra och justera sin design. Ställ frågor som:
  • Vad kan vi ändra så att det fungerar bättre nästa gång?
  • Vad skulle du kunna lägga till i din konstruktion för att den ska kunna färdas över vattnet utan att någon rör vid eller trycker på den?
  • Vilka tillägg eller ändringar kan ni göra i er konstruktion för att den ska kunna bära ännu mer vikt?

Gör egen telefonhögtalare

Boosta dina låtar och lär dig lite vetenskap! Vi kommer att bygga en gör-det-själv-telefonhögtalare med hjälp av vanliga hushållsartiklar. Det här projektet är ett fantastiskt sätt att lära sig om ljudvågor, förstärkning och grunderna i teknisk design.

Material

  • 1 kartongrör eller pappershandduksrulle
  • 2 pappersmuggar eller plastmuggar (testa skillnaden)
  • Sax
  • Blyertspenna
  • (Tejp)
  • Smarttelefon

Gör din egen telefonhögtalare

Förbered röret: Använd en sax för att klippa en rektangulär skåra i mitten av ditt pappershandduksrör. Använd undersidan av telefonen för att spåra öppningen. Denna slits ska vara precis tillräckligt stor för att hålla din telefon säkert.

Förbered kopparna: Skär små cirkulära hål i sidorna av varje kopp, tillräckligt stora för att rörets ändar ska passa inuti. Spåra änden av kartongröret på undersidan av varje kopp för att få rätt passform. Kopparna kommer att fungera som ljudförstärkare.

Montera högtalaren: Sätt in ena änden av röret i hålet i den första koppen och den andra änden i den andra koppen. Se till att det sitter ordentligt och använd vid behov maskeringstejp för att fästa röret i kopparna.

Testa ljudet: Placera basen på din telefon i facket på röret, spela lite musik och lyssna! Du bör märka en betydande ökning av volym och klarhet.

Vetenskap kring ljudvågor

Ljud skapas när något vibrerar. Dessa vibrationer rör sig genom luften som vågor. Tänk på en våg i havet som rör sig upp och ner – som hur ljudvågor färdas, förutom att de rör sig genom luften, inte vattnet.

När du spelar musik på din smartphone skapar högtalaren små vibrationer som färdas genom luften i alla riktningar. Dessa ljudvågor är ganska små och sprids ut snabbt, vilket gör att ljudet verkar tystare.

I det här gör-det-själv-högtalarprojektet fokuserar vi på ljudvågorna genom att kanalisera dem genom pappershandduksrör och muggar. Röret hjälper till att styra ljudvågorna i en riktning i stället för att låta dem spridas ut. Sedan fungerar kopparna som förstärkare genom att studsa ljudvågorna inuti, vilket gör dem starkare. När ljudvågorna studsar och lämnar koppen kommer de ut mer kraftfullt, vilket gör att musiken låter högre i våra öron.

När du lyssnar genom din gör-det-själv-högtalare hör du ljudvågorna mer fokuserade och förstärkta. Detta visar hur ingenjörer använder material och design för att kontrollera ljud och göra det högre eller tydligare. Den här typen av vetenskap kan hittas i riktiga högtalare, hörlurar och till och med stora konsertljudsystem!

Att experimentera med:

  • Experimentera med olika storlekar: Prova att använda större eller mindre koppar för att se hur storleken påverkar ljudförstärkningen.
  • Lägg till dekorationer: Anpassa högtalaren med färg eller markörer för att göra den unik din samtidigt som du testar om dekorationerna påverkar ljudkvaliteten.
  • Utforska ljudvetenskap: Undersök olika typer av högtalare och hur professionella högtalardesigner använder liknande principer för att förstärka ljudet.

Magnet målning

Material som behövs

  • Magnetstav
  • Olika metallföremål som kullager, fjädrar och skruvar
  • Olika föremål som inte är metall, som kulor
  • Papper
  • Plastbricka eller låda
  • Temperafärg
  • Koppar eller palett att doppa metallbitarna i
  • Skedar för att få ner de målade täckta bitarna i lådan.

Magnet målning hur man gör

För att börja måla, häll din färg i något tillräckligt djupt för att släppa dina metallbitar i.  En äggkartong fungerar bra.

Klipp sedan papperet så att det passar facket och lägg en bit inuti.

Nu är det dags att måla! Doppa en metallbit i färg och släpp den i brickan. Ta sedan magnetstaven och flytta runt den under plastbrickan eftersom detta håller metallbitarna rullande smidigt.

Tid för experimenterande

En av de bästa delarna av det här projektet är att barnen kan lära sig lite naturvetenskap medan de målar. Du kan använda bara metallbitar, eller så kan du slänga i några saker som magneten inte kan flytta som glaskulor. Även olika metalldelar rör sig på olika sätt.

 

Idén tagen fråm bloggen LeftBrainCraftBrain

Experiment kring friktion

Material som behövs:

  • En rund kakform
  • En stenkula
  • Kraftpapper
  • Filt eller liknande tyg
  • Sandpapper

Genomförande

Steg 1: Slå på kulan så att den rullar runt kakformens omkrets. Barnen kommer att vilja prova detta flera gånger innan de tar experimentet på allvar eftersom det är roligt att göra!

Öva på att skicka iväg kulan med lika stor kraft varje gång. Räkna sedan hur många gånger den rullar runt formen innan den stannar. Vi fann att det fungerade bra att starta kulan bredvid hålet i vår kastrullsrand. Det gjorde det lätt att räkna varv. Varje gång kulan gick förbi hålet räknade vi ytterligare en resa runt.

Steg 2: Testa nu olika ytor för att se hur mängden friktion påverkar kulan. Själva kakformen har väldigt lite friktion.

Prova först en bit kraftpapper. Rita upp botten av formen på ett ark kraftpapper och klipp ut den. Lägg sedan kraftpapperscirkeln i botten av kastrullen. Skjut din kula runt pannan igen. Hur många gånger runt åkte den den här gången?

Vi upptäckte att vår kula färdades 4 gånger runt den släta ytan på kakfatet. Med en yta av byggpapper kunde den bara resa runt 2,5 gånger.

Testa vad du har hemma. Vilket tyg som helst fungerar om du inte har filt.

Teori och frågor att fundera på

Newtons första rörelselag säger att ett föremål i rörelse förblir i rörelse om det inte påverkas av en yttre kraft. Friktion är en kraft som bromsar rörelsen genom att förhindra att föremål glider förbi varandra.

  • Vilken yta hade mest friktion i ditt experiment?
  • Vilken saktar ner kulan snabbast?

Brobyggare

Hur korsade ingenjören floden? Genom att bygga sig en bro!

 

Material

Hushållsartiklar för att bygga broar, t.ex:

  • Flaskor eller burkar
  • Papper
  • Kartong eller papplådor
  • Korkar
  • Snöre
  • Tejp
  • Böcker
  • Pennor
  • Naturmaterial
  • Något som föreställer en flod: vatten i plastbehållare, blått tyg eller en handritad bild.
  • Uppstoppade djur, leksaker eller andra små föremål för att testa bron med.

Tips för vuxna

– Innan ditt barn börjar bygga, uppmana dem att tänka på vad de redan vet om broar. Vilka är de olika komponenterna? Vad är broar utformade för att göra? Fråga dem hur de skulle kunna återskapa dessa delar med de material som finns runt omkring dem.

– Prata om de olika material som finns tillgängliga och vilka fördelarna med varje material kan vara. Vad skulle vara skillnaden mellan att använda kartong och papper? Hur skulle formen på en kork kunna spela en roll i deras övergripande design?

Maktbalans

Kommer du att kunna hitta tyngdpunkterna för olika objekt för att få balans?

Balanserande stenar.

Fas 1 Material

  • Olika objekt (till exempel: linjal, glasspinne, penna, pensel, pinne, sked)
  • Häftmassa eller tejp

Fas 2 Aktivitet

Aktiviteten kan göras utomhus eller inomhus. Barn kan välja olika objekt eller så har instruktören olika föremål redo framför dem.

Varje person får välja ett föremål.

  1. Observera hur föremålet ser ut, var det kan finnas en punkt där föremålet balanserar på ditt finger eller din handflata.
  2. Markera platsen med tejp eller häftmassa.
  3. Placera föremålet på ett finger eller försöka balansera på handflatan. Var måste föremålet vara för att hålla det balanserat på din hand och inte falla av?

Var din gissning korrekt eller inte?

Du kan försöka med varje föremål i tur och ordning för att hitta balanspunkten. När du har markerat rätt balanspunkt på varje föremål kan du titta på det, om markeringarna sitter på samma ställe på alla föremålen. Är föremålen olika och varför är markeringarna på olika ställen? Låt barnen komma med svar och berätta slutligen tyngdpunkten.

Fas 3: Varför

Det handlar om tyngdpunkt. Tyngdpunkten varierar beroende på föremålets form. En sked har till exempel en ände som är tyngre än den andra, så tyngdpunkten ligger närmare skedens spets, medan en glasspinne har en tyngdpunkt på mitten av glasspinnen.

 

Idén hämtad från STEAM Turku

Popcorn och densitet

Du behöver:

  • En plastbehållare med lock
  • Opoppad popcorn
  • En stor kula
  • En pingpongboll

Genomförande

  • Lägg pingisbollen i botten av behållaren.
  • Fyll behållaren till 2/3 med popcorn.  Se till att pingisbollen stannar i botten.  Placera sedan kulan ovanpå.
  • Sätt på locket och skaka om!  Det spelar ingen roll om du skakar den upp och ner eller från sida till sida… Bara skaka!  Det behövs inte mycket.

Ta da!  Kulan har förvandlats till en pingisboll!

Vetenskapen

Pingpongbollen är mycket mindre tät än majsen, så den tar sig snabbt upp till toppen av majsen.  Kulan är tätare än majsen, så den sjunker ner i majsen.  Detta är samma koncept som när pingisbollen flyter i vatten – bollen är mindre tät än vattnet, så den flyter.  Alla förväntar sig att en pingisboll flyter i vatten, men hur den beter sig i majs är verkligen fascinerande!

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