Eleverne laver en model, hvor de ved hjælp af en lommelygte undersøger, hvorfor skyggen ‘peger’ i en bestemt retning, og hvordan skyggen kan ændre størrelse, afhængig af lysstrålens placering.
Du ved, at astronauter er vægtløse ude i rummet, men vidste du også, at du faktisk selv er vægtløs mange gange om dagen? Det kan du nemt vise med denne undersøgelse.
Prøv at svare på følgende spørgsmål:
Du vil se, at under faldet stopper det med at sprøjte fra alle tre huller. Før og efter faldet sprøjter der vand ud af hullerne. Det sprøjter mest fra det nederste hul, fordi trykket er størst i dybden. Det ved alle, der har prøvet at dykke i en svømmehal og mærket trykket på ørerne.
Hvorfor er der intet sprøjt under faldet? Det er fordi, der ikke er tryk på vandet. Trykket i vand skyldes, at vandet vejer noget. Når man dykker længere ned i svømmehallen, bærer man en større vandmasse. Derfor oplever man et større tryk.
Under faldet vejer vandet ingenting. Derfor trykker det ikke, og derfor sprøjter det ikke ud af hullerne. Prøv at kaste vandflasken opad. Både på vej op og på vej ned i faldet er der ikke noget sprøjt. Vandet er vægtløst i hele faldet – både på vej op og på vej ned.
På samme måde er du også vægtløs, når du springer. Du er vægtløs under hele springet, fra dine fødder har forladt jorden, til du lander igen. I start og landing vejer du meget mere, end du plejer. Det kan man måle, hvis man springer fra en vægt eller lander på en vægt. Men under selve springet er man vægtløs.
Prøv at hoppe med den sprøjtende flaske, men du hele tiden holder den ud for din skulder. Vandet stopper også med at sprøjte, når du hopper med flasken. Det er fordi, vandet er vægtløst under det frie fald. Din bane er den samme som flaskens. Du er også vægtløs under hoppet.
Astronauter er ikke vægtløse under start og landing. På disse tidspunkter presses de ned i sædet med stor kraft. I rummet presses de også, så længe raketmotoren er tændt. Men de er stort set vægtløse under kredsløbet rundt om jorden – på samme måde som du er vægtløs, når du springer.
Nogen har misforstået det og tror, at astronauten bliver vægtløs, fordi der ikke er tyngdekraft. Der er tyngdekraft i rummet omkring Jorden. Det holder rumskibet i sin bane. Men astronauterne og rumskibet falder frit. De falder lige hurtigt. Derfor kan en astronaut svæve midt i kabinen.
Astronauterne er ikke helt vægtløse. Der er en lille smule luft, som bremser rumskibet yderst lidt. Blandt andet derfor svæver en astronaut meget langsomt hen imod den forreste væg. Man siger, at astronauten oplever mikrogravitation. På engelsk hedder det microgravity.
Du er ikke helt vægtløs når du falder, fordi der trods alt er luftmodstand. Men på månen er der ikke luft. Der lod en Astronauten Dave Scott en ørnefjer og en hammer falde samtidigt. De dalede ned og ramte Månens overflade samtidigt.
Et fly kan holde samme bane som en kastebold. Så vil passagererne halvdelen af tiden være vægtløse, fordi de er i et frit fald. Men når flymotoren sætter af i ”hoppet”, og når flyet rettes op, da vejer passagererne det dobbelte af, hvad de plejer. Regningen for vægtløsheden betales, når flyet rettes op.
Regningen for din vægtløshed under det frie fald skal også betales. Det sker, når du rammer Jorden. Så hop ikke ned fra for stor højde, da den øgede vægt kan give skader.
En faldskærmsudspringer falder kun frit i de første par sekunder. Derefter bremser luftmodstanden. Når skærmen er foldet ud, bremses endnu mere. På denne måde bliver regningen fordelt over så lang tid, at landingen bliver blød. Hvis en faldskærmsudspringer sprang ud over en kløft på Månen, ville faldet blive frit, og sammenstødet med overfladen ville blive en katastrofe.
Forsøget af udviklet af Carsten Andersen, lærer på Bellahøj Skole i København.
En flaske er teknisk udstyr. Flasker benyttes primært til opbevaring af væsker og gasser. Flasker af glas eller plast er fremstillet ved, at der blæses luft ind i den varme flydende masse. Se et eksempel på glaspustning her
Prøv at ændre på hullets størrelse i flasken. Din variabel er hullets størrelse.
Prøv at ændre placeringen af hullet. Din variabel er placeringen af hullet.
Prøv at udføre forsøget med forskellige mængder vand. Din variabel er mængden af vand i flasken.
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.