Falla fritt och rulla ner

Samtala med eleverna om förra lektionen. Till exempel kan du lotta fram en elev i taget som får berätta en sak han eller hon minns från förra passet. Fortsätt tills ni har pratat om vad friktion är och hur ni upplevde det på rutschbanan.

Berätta att ni under denna lektion ska undersöka tyngdkraften, bland annat med hjälp av olika sorters bollar/kulor.

Skriv upp lektionsmålet på tavlan ”Kunna se och förklara likheter och skillnader angående farten på fallande föremål och koppla det till tyngdkraft och luftmotstånd. Samt kunna se och förklara likheter och skillnader angående farten på föremål som rullar på lutande plan”.

Lyssna på sången “Kraft och rörelse”.

FRITT FALL

I detta moment går ni ut till en gradäng, bänk, klätterställning eller liknande. Låt eleverna arbeta i grupper om 3-4 elever per grupp. Ge varje grupp en uppsättning av bollar och kulor i olika storlek, vikt och material. Dela även ut tabellen ”Undersökning – Fritt fall” (se bifogad fil, moment 1) Det är dags att göra undersökningar till fritt fall (se gärna filmen ”Fritt fall” nedan men vänta med att visa den för eleverna).

En av eleverna ställer sig uppe på en gradäng eller bänk medan de andra placerar sig framför som åskådare. Eleven på gradängen/bänken släpper två föremål åt gången, enligt ordningen i tabellen. Det är viktigt att föremålen släpps samtidigt från samma höjd.

De andra eleverna ska se vilket av föremålen som når marken först.

Se till att eleverna turas om så att alla får prova. När alla är klara samlar du eleverna och samtalar med dem om vad de sett.”
Förhoppningsvis har de upptäckt att föremålen i princip landar samtidigt. Storlek, vikt, material har ingen påverkan på fallet. Visa gärna själv några exempel på när du släpper föremål, var noga så de faller från samma höjd och landar samtidigt.

Berätta för eleverna att jordens dragningskraft, eller tyngdkraften som det också kallas, drar föremål till sig. Därför faller föremål ner mot jordytan. Föremålets massa har ingen betydelse, det faller lika fort. Men …

Ta sedan två A4-ark, ett hopknycklat och ett slätt. Släpp dem samtidigt från samma höjd. Ni kommer se att det hopknycklade ramlar fort medan pappersarket singlar nedåt mer långsamt. Vad beror det på? Låt eleverna få fundera en stund enskilt för att därefter resonera i par. Avsluta med att några par får dela med sig av sina tankar. Titta gärna på filmen ”Fritt fall” nedan när resultaten diskuteras.

Kanske kommer någon att berätta att det släta pappersarket faller långsammare för att det bromsas upp av luften. Det är nämligen luftmotståndet som gör att pappret faller långsamt. Det hopknycklade påverkas inte lika mycket av luften och faller därför fortare. Det är därför föremålen i elevexperimentet ovan når marken i princip samtidigt, de påverkas så lite av luftmotståndet.

LUTANDE PLAN

Nu när ni undersökt fritt fall är det dags att göra ett liknande experiment på lutande plan.

Låt eleverna även här arbeta i grupper om 3-4 elever per grupp. Ge varje grupp samma uppsättning av bollar och kulor som innan. De behöver dessutom en planka som de kan luta mot gradängen eller bänken för att på så vis skapa ett lutande plan.

En elev börjar med att släppa två föremål så de rullar nedför plankan. Till exempel en större boll och en mindre kula. Det är viktigt att föremålen släpps samtidigt från samma position.

De andra eleverna ska se vilket av föremålen som rullar fortast.

Se till att eleverna turas om så att alla får prova. När alla är klara samlar du eleverna och samtalar med dem om vad de sett.

Liksom i experimenten med fritt fall är det tyngdkraften som får föremålen att röra sig. Eftersom plankan är i vägen faller de inte rakt nedåt utan följer plankans lutning. De olika föremålen rullar dock olika fort, vilket eleverna upptäcker. Att de rullar olika fort beror på flera olika faktorer, till exempel diameterstorlek, massa/vikt, om bollen/kulan är solid eller ihålig samt materialet.

När ni åkte rutschbana under förra lektionen upptäckte ni att friktionen påverkas av olika material. Detsamma gäller mellan plankan och föremålet som rullar beroende på om det är gjort av tyg, plast, glas eller metall.

Storlek, massa/vikt och om bollen/kulan är solid eller inte påverkar även rotationsrörelsen och därmed farten.

Låt eleverna få fundera en stund på vad de lärt sig under lektionen. Be några att dela med sig av sina tankar. Ge dem också en stund till att kryssa i sina Kraft och rörelse-matriser.