Lekplatsen som lärandemiljö. Lekplatsfysik Varför lekplatsfysik? Förskola Årskurs 1-3 Årskurs 4-6 Exempel på experiment Fritt Fall Kana Gungbräda Gunga.

En presentation över ämnet: "Lekplatsen som lärandemiljö. Lekplatsfysik Varför lekplatsfysik? Förskola Årskurs 1-3 Årskurs 4-6 Exempel på experiment Fritt Fall Kana Gungbräda Gunga."— Presentationens avskrift:

1 Lekplatsen som lärandemiljö

2 Lekplatsfysik Varför lekplatsfysik? Förskola Årskurs 1-3 Årskurs 4-6 Exempel på experiment Fritt Fall Kana Gungbräda Gunga Karusell Begrepp Galileo Newton

3 Varför lekplatsfysik i förskolan? Förskolan ska sträva efter att varje barn... utvecklar sin förståelse för naturvetenskap och samband i naturen, liksom sitt kunnande om växter, djur samt enkla kemiska processer och fysikaliska fenomen, sin förmåga att urskilja, utforska, dokumentera, ställa frågor om och samtala om naturvetenskap, utvecklar sin förmåga att urskilja teknik i vardagen och utforska hur enkel teknik fungerar

4 Fysikämnets syfte och Lekplatsfysik i Grundskolan Genom undervisningen i ämnet fysik ska eleverna sammanfattningsvis ges förutsättningar att utveckla sin förmåga att (använda kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle), genomföra systematiska undersökningar i fysik, och använda fysikens begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara fysikaliska samband i naturen och samhället.

5 Lekplatsfysik, år 1-3 Centralt innehåll, ex: Tyngdkraft och friktion som kan observeras vid lek och rörelse, till exempel i gungor och rutschbanor. Balans, tyngdpunkt och jämvikt som kan observeras i lek och rörelse, till exempel vid balansgång och på gungbrädor.

6 Fritt fall... ett klassiskt experiment i lekplatsversion! Vad händer när man släpper en boll? Vad händer om man samtidigt släpper två olika bollar? Systematiska undersökningar: Jämför olika föremål Stämmer det med vad man väntar sig? Kan man undersöka närmare? Läs mer

7 Olika sätt att fråga - vilka frågor är produktiva? "Vad händer när man släpper ett föremål?" - ger fokus på utforskande, mer än på tävling! Faller allting NEDÅT? Släppa eller kasta - blir det olika ? Spelar färgen roll? Hur faller ballonger? Papper - "flygplan"

8 Friktion och rutschbanor: Vad ligger kvar, vad glider, vad kommer först ned? Ute eller inne!

9 Experiment och utrustning, del 1: Fritt fall: Bollar i olika storlek, pinnar, kottar, hinkar, spadar... Gungbräda: Legobitar (t.ex.) Hitta jämvikt på olika sätt Rutschbana (eller bord): Klossar, pinnar, kottar mm. Vilken lutning?

10 Gungbräda - vad krävs för jämvikt?

11 Naturvetenskapens karaktär "Benchmark for science literacy" (Project 2061) Slut av skolår 2: När en undersökning görs på samma sätt som tidigare så förväntar vi oss att få ett liknande resultat När en undersökning upprepas på annan plats så förväntar vi oss ett liknande resultat

12 "Benchmark for science literacy"... (Slutet av skolår 5) Ibland ger liknande undersökningar olika resultat beroende på skillnader i det som undersökts, i de metoder som används, eller i de situationer där undersökningen genomförs. Ibland beror skillnaderna bara på osäkerheter i observationerna och det är inte alltid lätt att veta varför. Naturvetenskap är en process där man försöker lista ut hur världen fungerar genom att göra omsorgsfulla observationer och försöka förstå det man ser.

13 Bild: Källa https://fbcdn-sphotos-g-a.akamaihd.net/hphotos-ak- ash3/557153_522232901131059_834957225_n.jpg https://www.facebook.com/IFeakingLoveScience/photos_ stream Den naturveten- skapliga metoden

14 Galileo Galilei: Den moderna Naturvetenskapens Fader Införde... Experimentet Idealiseringar Tiden Kikaren "Tröghetslagen"

15 Att mäta tid

16 Gungan som pendel Galileo: Perioden påverkas inte av utslaget ("amplituden"). Prova!

17 Hur lång är en period? Bilden visar två perioder (nästan)

18 Tag tiden för tre halv- perioder 0 1 2 3

19 Mätning av svängningstid (period): Låt ett föremål i snöre (eller gunga) svänga. Skriv upp allas mätvärden för 3 halvperioder Räkna ut perioden (dvs dividera med 1.5) Resultat: Hur långt snöre:

20 Undersökningar av pendlar/gungor Hur beror perioden av pendelns längd? (Vad händer om man ställer sig upp i gungan - gunga tillsammans med en kompis) Jämför två gungor/pendlar Hur påverkas perioden av hur tung pendeln är? (Kan man gunga tvilling med en tom gunga?) Prova att samtidigt släppa två lika långa pendlar (eller tomma gungor), med olika startvinkel och jämför perioden.

21 Pendlar och matematik: 1-3: Jämförelser och uppskattningar av matematiska storheter. Mätning av längd, massa, volym och tid... Enkla tabeller och diagram och hur de kan användas för att sortera data och beskriva resultat från enkla undersökningar. 4-6: Jämförelse, uppskattning och mätning av längd, area, volym, massa, tid och vinkel med vanliga måttenheter. Tabeller och diagram för att beskriva resultat från undersökningar. Tolkning av data i tabeller och diagram.

22 T/2

23 Lekplatsfysik Centralt innehåll, skolår 4-6 Krafter och rörelser i vardagssituationer och hur de upplevs och kan beskrivas Värt att veta Tyngdkraften verkar alltid I vanliga fall kompenseras tyngdkraften av andra krafter. (Dvs i vila - eller konstant hastighet)

24 G-kraft Att mäta g-kraft: 0, 1, 2 g

25 Hur känns det ? Krafter i gungan Krafter behövs för att ÄNDRA RÖRELSE Hastighet är både STORLEK och RIKTNING Vilka krafter verkar på den som gungar - och varifrån kommer de?

26

27 Vad händer med vätskan när man gungar? a)Fortsätter att vara horisontell b)Parallell med bildäcket c)Mitt emellan d)Annat sätt

28 Vad är "vågrätt" när man gungar? Prova själva!

29 Kraft och rörelse: Isaac Newton Om jag har sett längre än andra så är det bara för att jag har stått på jättars skuldror!

30 Newtons lagar: I. Tröghetslagen: En kropp förblir i sitt tillstånd av vila eller likformig rätlinjig rörelse om den inte påverkas av krafter som tvingar den att ändra sin rörelse... II: Kraftekvationen: F=ma III: Kraft och motkraft: (Ballong, raket, Att angöra en brygga...)

31 Vilken boll kommer ner först ? Och varför blir det så?

32 Svaret är kanske en fråga? Ska vi prova med andra bollar? Kottar, kastanjer, pinnar, stenar, spadar... ? Fjäder? Papper? Skrynkligt papper? Spelar det någon roll hur långt det faller?

33 Fritt fall - lätt och tungt? Faller lätta föremål på samma sätt som tunga? Jämför t.ex. ett papper och en boll Prova att skrynkla ihop pappret och jämför. Spelar det roll hur långt de faller?

34 Hur faller lätta föremål? Sätt ett kaffefilter (alt muffins- eller knäckformar) i ett annat. Släpp det dubbla filtret samtidigt med ett enkelt. Försök få dem att landa samtidigt. Hur mycket längre behöver det dubbla falla?

35 Fallande kaffefilter - vilka krafter verkar? Tyngdkraften, mg Luftmotstånd, Fd Acceleration: a = g - Fd/m När filtret faller med konstant hastighet (dvs a=0) gäller Fd = mg Luftmotståndet beror på yta och fart (och luftens densitet)

36 Hur långt faller olika antal på samma tid? Antal Sträcka (Sträckan är jämförd med sträckan för ett filter)

37 Systematiska observationer, olika idealiseringar Galileos experiment: Tunga föremål i fritt fall Luftmotståndet försummas: ma=mg Bollar Pinnar, kottar, pennor... Om fallet blir långt börjar luftmoståndet märkas Mycket lätta föremål (fjädrar, filter, muffinsformar, servietter, papper...) Kommer nästan direkt upp i sin högsta hastighet, (där Fd = mg) Luftmotståndet ökar när farten ökar Större massa (m) -> större fart för att få tillräckligt stort luftmotstånd

38 Galileo och EKVIVALENSPRINCIPEN Tyngdkraften, mg, är proportionell mot massan, Den kraft som behövs för att accelerera ett föremål är ma - också proportionell mot massan När fartökningar beror på tyngdkraften spelar massan inte någon roll.

39 EKVIVALENSPRINCIPEN Exempel Fallande leksaker Gunga tvilling med tom gunga Rulla olika stora studsbollar nedför en rutschbana Bilden till höger: Tomma gungor i samma vinkel som de med någon i. Hammare och fjäder på månen Tyngdlösa astronauter

40 Original från NASA http://www.hq.nasa.gov/alsj/a15/video15.html http://www.youtube.com/watch?v=4mTsrRZEMwA Fysikexperiment - på lekplats och på månen När en undersökning upprepas på en annan plats förväntar vi oss ett mycket likt resultat

41 Experiment och utrustning, del 2: Gungor: Tidtagning + måttband (och ev jojo eller andra föremål i snöre med olika längd) Flaska med lite färgad vätska Liten slinky, spiraldjur e.d. Fritt fall Kaffefilter (alt. Muffinsformar, knäckformar) Måttban Ev. en slinky Rutschbana Studsbollar i olika storlek (andra slags bollar) (flaskor med sand/ris/vatten)

42 Vad händer i roterande system

43 Kasta boll i karusell

44 Eller låt någonting gunga i snöre

45 Läs mer: http://www2.fysik.org/experiment_och_annat/lekplatsfysik/ Naturskolebladet 71: http://www.naturskolan.lund.se/blad/blad71-lekplatsfysik/blad71.htm http://www.naturskolan.lund.se/blad/blad71-lekplatsfysik/blad71.htm Benchmarks for science literacy: (spec. kapitel 1 och 4) http://www.project2061.org/publications/bsl/online/index.php http://www.project2061.org/publications/bsl/online/index.php http://www.skolverket.se/skolutveckling/amnesutveckling/nt Facebook: Lekplatsfysik (se http://www2.fysik.org/facebook) Välkommen med frågor och kommentarer: Ann-Marie.Pendrill@fysik.lu.se Nationellt resurscentrum för fysik, resurscentrum@fysik.lu.se