En helt simpel højttaler kan laves med en spole, en magnet og højttalermembran.
Forsøget er oplagt til byg-selv-aktiviteter i en klasse.
Newtons 2. og 3. lov forklarer om objekter, der bevæger sig, og de er klassiske inden for fysikken. I dette eksperiment skal I bruge jer selv som testpersoner i en række eksperimenter, der illustrerer de to vigtige love, der forklarer, hvad der sker, når objekter bevæger sig.
Hvad skete der i Kometernes Jul?
Panda Søren underviser eleverne på campen i Newtons 3. lov og forklarer aktion og reaktion. Panda Søren vil gerne forklare, hvorfor en raket kan flyve, for senere på campen skal eleverne nemlig fyre en ægte raket af, men undervisningen går lidt i ged. Der opstår rygter om et Nissemonster på campen, og det vil eleverne meget hellere på jagt efter.
Hvad er den naturvidenskabelige erkendelse?
Naturvidenskabelig erkendelse nummer 8: Fundamentale naturkræfter virker overalt i universet. Kraft, kræfter, gnidningsmodstand, masse, Newtons tre love, fundamentale naturkræfter, acceleration, friktion.
Hvad skal I lave i undersøgelsen?
Newtons bevægelseslove hjælper os med at forstå, hvordan objekter opfører sig, når de står stille, når de bevæger sig, og når kræfter virker på dem. Der er tre bevægelseslove.
I dette eksperiment tester I Newtons tredje lov. Den siger, at for hver handling (aktion) er der en lige og modsat handling (reaktion).Det betyder, at det at skubbe til et objekt (Søren skubber til Kasper), får det objekt til at skubbe tilbage mod dig nøjagtig med den samme kraft, men i den modsatte retning. Søren og Kasper skubber til hinanden – de kører lige langt fra hinanden, men i den modsatte retning.
Newtons anden lov, som siger, at kraften (F) er lig med masse (m) x accelerationen (a), (F = m x a), træder dog også i kraft. Derfor vil den bevægelse, der sker, være afhængig af den masse, der påvirker og bliver påvirket, i det her tilfælde Søren og Kaspers vægt. Når Sørens masse øges (da han får printeren og vanddunken på skødet), påvirker han Kasper mere, end Kasper påvirker Søren, og Kasper bliver skubbet længere væk.
I skal nu selv eksperimentere med Newtons 2. og 3. lov. Kan I også bevise disse to love ved at bruge fx jer selv som testpersoner?
Pas på med, at der går for meget leg i eksperimentet. Hvis I får skubbet for hårdt, kan det ende galt.
Newtons love er tre naturvidenskabelige love opstillet af Sir Isaac Newton. De tre love formidler sammenhængen mellem kraft, masse og acceleration. Sir Isaac Newton introducerede de tre bevægelseslove i 1687 i sin bog med titlen “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (eller blot “The Principia”).
Den samme bog diskuterede også teorien om tyngdekraften. Dette bind beskriver de vigtigste regler, der stadig anvendes i klassisk mekanik i dag. Læs mere her og her.
Newtons første lov formuleres således:
“Et legeme, som ikke er påvirket af en kraft, eller af kræfter, der ophæver hinandens virkning, vil enten være i hvile eller foretage en jævn retlinet bevægelse.”
Newtons anden lov formuleres således:
eller
Newtons tredje lov formuleres således:
Newtons tredje lov er den sidste af de tre kendte love, sir Isaac Newton fremsatte. Den tredje lov har haft stor betydning for fysikken, den del vi kalder mekanikken. Derudover har den stor betydning for matematikken og også yderligere for fysikken ved sin gravitationslov.
Denne lov kaldes også loven om “aktion er lig med reaktion”, og den formuleres således:
“Et legeme, der påvirker et andet legeme med en kraft, vil blive påvirket med en lige stor modsatrettet kraft.”
Et rigtig kendt eksempel på Newtons tredje lov er ‘Newtons vugge’. Newtons vugge er et stativ, hvor der hænger fem penduler. Pendulerne hænger tæt mod hinanden, de er kugleformede og hænger med lige lange tråde, så pendulbevægelserne sker i samme plan.
Når man løfter den ene af de yderste kugler og slipper den ned mod den næste, vil man kunne se, at denne kugles bevægelsesenergi overføres gennem alle kuglerne til den yderste kugle på modsatte side. Denne kugle vil da svinge op til (næsten) samme højde som den første blev sluppet fra, og når kuglen pendulerer ned igen, gentages bevægelsen i modsat retning. De midterste kugler bevæger sig ikke eftersom bevægelsesenergien, der bliver tilført, overføres direkte til næste kugle.
På grund af luftmodstand og anden friktion vil bevægelsen langsomt dø ud.
Det er muligt at stilladsere med flere grader af frihedsgrader i dette eksperiment.
Guidet
Lad eleverne se videoen og derefter gentage eksperimentet som foreslået i vejledningen. Frihedsgraden ligger i valg af materialer og konklusion på dette.
Eleverne vælger altså selv, hvilke testpersoner, der skal indgå, ligesom de selv vælger, hvordan og hvor meget, massen skal øges. Lad eleverne opstille en hypotese på forhånd, fx hvad sker der, hvis masse fordobles? Vil længden ligeledes fordobles?
Åben
Forklar eleverne Newtons 2. og 3. lov, og lad dem selv designe et eksperiment, der kan illustrere Newtons tredje lov. For at hjælpe dem på vej, kan du have materialer, de kan vælge imellem, lagt frem på forhånd.
Kan eleverne ikke rigtig komme i gang, kan du lade dem se videoen som inspiration, hvorefter de skal designe et andet eksperiment, der kan illustrere Newtons 2. og/eller 3. lov.
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.