I denne aktivitet skal eleverne prøve at ‘biomonitorere”. At biomonitorere betyder at benytte noget levende til at undersøge fx luftens kvalitet.
I hverdagen vil de fleste mennesker nok sige, at en genstands ‘vægt’ og dens ‘masse’ bare er to forskellige måder at sige præcis det samme. Men de tager fejl! Undersøg her forskellen på en sodavands masse, og hvor meget den vejer. Eller med andre ord; vise forskellen mellem massen og vægten af en sodavand.
Hvis skolen ikke har transportable, fintfølende vægte, så skal forsøget laves i fx kemilokalet, hvor der ofte står en fintfølende vægt.
Billige 0,5 L danskvand virker fint, og det er lettere at tørre væk end sukkersodavand.
Sådan gør du med sodavand nummer 1
Sådan gør du med sodavand nummer 2
Sådan gør du med sodavand nummer 3
Prøv at svare på følgende spørgsmål:
En genstand kan aldrig tabe masse, medmindre man fjerner nogle af dens molekyler. Det er en naturlov, som kaldes for massebevarelse. Til gengæld kan genstanden godt ændre vægt. Det kan fx ske, hvis man ændrer genstandens volumen, da man på denne måde ændrer opdriften af genstanden.
I sodavand nr. 1 fjerner man ikke noget fra flasken, så massen forbliver den samme. Desuden forbliver vægten også den samme, da man ikke har ændret sodavandens volumen.
I sodavand nr. 2 lukker man al brus ud af flasken. Det, der danner brus i en sodavand, er molekylet CO2, så man fjerner altså nogle molekyler fra sodavanden ved at lukke brus ud. Dermed ændrer man på massen af sodavanden. Vægten viser også noget nyt, så vægten af sodavanden er også ændret.
I sodavand nr. 3 har man ikke fjernet nogle molekyler, så massen er bevaret. Til gengæld har man øget volumenen. Den øgede volumen giver en større opdrift, og dermed kommer sodavanden til at veje mindre – også selvom massen er den samme. Hvis man vejede sodavand nr.1 og sodavand nr. 3 i vakuum (lufttomt rum), hvor der ikke er nogen opdrift, ville massen og vægten være den samme.
Det er ikke kun en ændring i volumenet, og dermed opdriften, der kan ændre en genstands vægt. En genstands vægt ændres også, hvis man udsætter den for forskellig tyngdekraft (tyngdeacceleration).
Det kan du fx gøre ved at tage din sodavand med på ferie, og lade turen gå forbi både Nordpolen og Ækvator. Sodavanden vil veje ca. 3 gram mere på Nordpolen, fordi tyngdekraften er lavere. I øvrigt vil du selv tabe dig 367 gram på turen fra Nordpolen til Ækvator, hvis din masse er 60 kg.
Tager du din sodavand med op på Månen, hvor tyngdekraften er meget lavere end på Jorden, vil den kun veje 82 gram. Du selv vil kun veje knap 10 kg., men din masse vil forblive den samme (her 60 kg).
Ækvator: 9,78N
Nordpolen: 9,83N
Danmark: 9,81N
Månen: 1,62N
Opdrift svarer til massen af den fortrængte gas (eller fortrængte væske). I det her tilfælde skal opdriften findes i luften omkring os. Da der er den samme masse, vil opdriften blive til massen af den luft, en ballon på ca. 1 L vil fortrænge.
Luftens densitet er ca. 1,275 kg per kubikmeter, eller 1,275 gram per L. Opdriften vil derfor være på ca. 1,275 gram.
En vægt er en analog lavteknologi. Vægten måler massen af en genstand. Måden, afvejningen sker på, kan eksempelvis være ved ligevægt af masser eller belastning af en fjeder. I svømmehaller kan du stadig finde badevægte af ældre modeller, hvor det er nemmere at gennemskue måden, der afvejes på.
Balloner er teknisk udstyr. Den første gummiballon blev fremstillet af Michael Faraday og blev brugt til bl.a. at opbevare hydrogen i hans laboratorie. Læs mere om ballonen her.
Prøv at puste en ballon op til samme størrelse som ballonen med CO2. Prøv at sætte denne over flasken i stedet. Din variabel er gassen i ballonen.
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.