Pin it

Share

Απλή πυραυλική επιστήμη - Συνέχεια

Πηγή: JPL-NASA

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ - ΜΗΧΑΝΙΚΗ

ΤΑΞΕΙΣ: Νηπιαγωγείο έως Ε' Δημοτικού

ΧΡΟΝΟΣ: 30 - 60 λεπτά

ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ:  Οι μαθητές θα καθορίσουν εάν η ποσότητα αέρα σε ένα μπαλόνι αλλάζει την απόσταση που θα διανύσει πάνω στην πετονιά. Θα συλλέξουν δεδομένα από πολλαπλές δοκιμές και στη συνέχεια θα δημιουργήσουν ένα γράφημα για να οπτικοποιήσουν την παραλλαγή.

 

Υλικά

  • βίντεο αργής κίνησης από την απελευθέρωση του μπαλονιούΥλικά και διάταξη πυραύλων-μπαλονιών όπως περιγράφεται στο μάθημα Απλή Πυραυλική Επιστήμη.
  • Χαρτί γραφήματος
  • Αντικείμενα προς χρήση για μη τυπικές μετρήσεις (συμπλεκόμενοι κύβοι διαφόρων χρωμάτων, χάρτινοι πύραυλοι κ.λπ.) ή χάρακες για τυπική μέτρηση
  • Μαρκαδόροι
  • Κραγιόνια
  • Μολύβια
  • Φύλλο εργασίας ή χαρτί για κάθε μαθητή

Διαχείριση

Ιστορικό

Η NASA χρησιμοποιεί πυραύλους για να εκτοξεύσει δορυφόρους και ανιχνευτές στο διάστημα. Οι πύραυλοι της NASA τροφοδοτούνται με καύση στερεών, υγρών ή αερίων καυσίμων πυραύλων. Πολύ πριν την ανάπτυξη των σύγχρονων πυραύλων, ο Sir Isaac Newton περιέγραψε τις αρχές της πυραυλικής επιστήμης με τους τρεις νόμους της κίνησης.

Μια απλοποιημένη εξήγηση του τρίτου νόμου της κίνησης βοηθά τους μικρούς μαθητές να κατανοήσουν πώς λειτουργούν οι πύραυλοι. Αυτός ο νόμος ορίζει ότι κάθε δράση έχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση.

Όταν ένας πύραυλος ελευθερώνει καύσιμο ή προωθητικό από τον κινητήρα του, ο πύραυλος κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ο πύραυλος σπρώχνει το προωθητικό προς τα έξω και το προωθητικό στη συνέχεια σπρώχνει τον πύραυλο. Το προωθητικό εξέρχεται από τον κινητήρα. Αυτή είναι η δράση. Ο πύραυλος σηκώνεται από την εξέδρα εκτόξευσης προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτή είναι η αντίδραση.

Σε αυτή τη δραστηριότητα, ο πύραυλος είναι ένα μπαλόνι που προωθείται με αέρα. Όσο περισσότερο είναι το προωθητικό, τόσο μεγαλύτερη είναι η δράση και επομένως, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίδραση. Οι μαθητές θα πειραματιστούν με διαφορετικές ποσότητες αέρα και θα μετρήσουν την απόσταση που διανύει ο πύραυλος.

Διαδικασίες

  1. Διεξάγετε το πείραμα όπως περιγράφεται στο μάθημα Απλή Πυραυλική Επιστήμη. Συζητήστε με τους μαθητές τι έμαθαν από το πείραμα σε εκείνο το μάθημα.
  2. Εξηγήστε τους ότι σε αυτό το μάθημα, το πείραμα με το μπαλόνι θα επαναληφθεί επίσης πολλές φορές. Ενημερώστε τους ότι αυτή τη φορά θα υπάρχει μία διαφορά στο πείραμα . Κάθε φορά που θα το κάνουμε, θα φυσάμε διαφορετική ποσότητα αέρα στο μπαλόνι και θα παρακολουθούμε τα αποτελέσματα.
  3. Σχεδιάστε μια κάθετη γραμμή σε χαρτί γραφήματος για να δημιουργήσετε δύο στήλες. Επισημάνετε τις δύο στήλες "Αριθμός αναπνοών" και "Απόσταση που διανύθηκε". Για τα παιδιά που δεν μπορούν να διαβάσουν, ίσως τα σχήματα μπορεί να είναι πιο κατάλληλα από τις λέξεις για τους τίτλους των στηλών.
  4. Φουσκώστε το μπαλόνι χρησιμοποιώντας μια αναπνοή ή μόνο μια κίνηση με την τρόμπα.
  5. Τοποθετήστε ένα "1" στο γράφημα στην ενότητα "Αριθμός αναπνοών".
  6. Ζητήστε από τους μαθητές να προσδιορίσουν από πού πρέπει να εκτοξεύουμε το μπαλόνι (από το ένα άκρο ως το άλλο της πετονιάς). Σημειώστε τη θέση του μπροστινού μέρους του μπαλονιού στο πάτωμα για να υποδείξετε το σημείο εκτόξευσης.
  7. Εκτοξεύστε το μπαλόνι.
  8. Μόλις σταματήσει το , σημειώστε τη θέση του μπροστινού μέρους του μπαλονιού στο πάτωμα.
  9. Ζητήστε από έναν μαθητή να χρησιμοποιήσει κυβάκια (ή οποιαδήποτε μη τυπική μονάδα μέτρησης, όπως έναν από αυτούς τους χάρτινους πύραυλους ) ή έναν χάρακα για να μετρήσει πόσο μακριά ταξίδεψε το μπαλόνι από την αφετηρία του. Υπενθυμίστε στους μαθητές να χρησιμοποιούν τη μονάδα μέτρησης όταν μιλούν για τη διανυθείσα απόσταση. Για παράδειγμα, «Το μπαλόνι διένυσε απόσταση 17 κύβων ή 12 χάρτινων πυραύλων».
  10. Καταγράψτε αυτή τη μέτρηση στο γράφημα στην ενότητα "Απόσταση που διανύθηκε".
  11. Ρωτήστε τους μαθητές τι πιστεύουν ότι θα συμβεί αν χρησιμοποιήσουμε δύο αναπνοές.
  12. Εκτελέστε το πείραμα χρησιμοποιώντας δύο αναπνοές και καταγράψτε τη μέτρηση.
  13. Συνεχίστε να εκτελείτε το πείραμα με περισσότερες αναπνοές ή τρομπαρίσματα.
  14. Ζητήστε από τους μαθητές να υπολογίσουν πόσο μακριά θα πήγαινε το μπαλόνι με 10 αναπνοές. Ζητήστε τους να αιτιολογήσουν τις εκτιμήσεις τους.
  15. Εκτελέστε το πείραμα και προσδιορίστε πόσο κοντά έπεσαν στις εκτιμήσεις τους.
  16. Επαναλάβετε το πείραμα για να επαληθεύσετε τα δεδομένα και επαναλάβετε με άλλους αριθμούς αναπνοών.
  17. Δημιουργήστε ένα εικονόγραμμα για κάθε αριθμό αναπνοών που χρησιμοποιούνται, χρησιμοποιώντας ένα σύμβολο (όπως το σχέδιο ενός πυραύλου) για να αναπαραστήσετε την απόσταση που διανύθηκε για καθεμία.
  18. Ρωτήστε τους μαθητές τι έμαθαν κατά τη διάρκεια αυτού του πειράματος. Οι απαντήσεις θα ποικίλλουν, αλλά μπορεί να περιλαμβάνουν: Ο περισσότερος αέρας κάνει το μπαλόνι να πάει πιο μακριά. Η συνέπεια στο φούσκωμα του μπαλονιού είναι σημαντική. Η ακριβής μέτρηση είναι σημαντική.

Άχυρο σε ένα σύρμα ψαρέματος που αράζει ανάμεσα σε δύο καρέκλες

βίντεο αργής κίνησης από την απελευθέρωση του μπαλονιού

Σημειώστε τη θέση όπου σταμάτησε το μπαλόνι

Σημειώστε τη θέση που σταμάτησε το μπαλόνι (κυκλωμένο).

Αξιολόγηση

  • Αξιολογήστε την ικανότητα των μαθητών να χρησιμοποιούν μη τυποποιημένα εργαλεία μέτρησης για να μετρούν με ακρίβεια τις αποστάσεις.
  • Αξιολογήστε την ικανότητα των μαθητών να προβλέπουν βάσει δεδομένων.
  • Ζητήστε από τους μαθητές να ζωγραφίσουν μια εικόνα του πειράματος στο ημερολόγιό τους ή σε ένα φύλλο χαρτιού. Ζητήστε τους να γράψουν μια πρόταση για τα αποτελέσματα του πειράματος ή να περιγράψουν τα αποτελέσματα προφορικά.

Επεκτάσεις

  • Επαναλάβετε το πείραμα χρησιμοποιώντας ομάδες πέντε συνδεμένων κύβων ως μη τυποποιημένο εργαλείο μέτρησης. Οι μαθητές αποκτούν εμπειρία μετρώντας ανά πέντε
  • Επαναλάβετε το πείραμα και μετρήστε χρησιμοποιώντας έναν πύραυλο διαφορετικού μεγέθους. Συγκρίνετε τα αποτελέσματα.
  • Ενθαρρύνετε τους μαθητές να σκεφτούν άλλες μορφές μη τυπικής μέτρησης για να καθορίσουν την απόσταση που διένυσε το μπαλόνι. Χρησιμοποιήστε μία ή περισσότερες από τις προτάσεις τους και επαναλάβετε το πείραμα.
  • Ρυθμίστε δύο πειράματα με μπαλόνια δίπλα-δίπλα στην τάξη. Αφήστε τους μαθητές να «αγωνιστούν» με δύο μπαλόνια ταυτόχρονα. Αλλάξτε τον αριθμό των αναπνοών στα μπαλόνια. Αφήστε τους μαθητές να μετρήσουν τον αριθμό των αναπνοών και να μετρήσουν την απόσταση που διανύεται.
  • Ζητήστε από τους μαθητές να εφαρμόσουν όσα έμαθαν σε αυτό το πείραμα. Ζητήστε τους να εξετάσουν εάν η ποσότητα καυσίμου σε έναν πύραυλο καθορίζει πόσο μακριά θα φτάσει. Ζητήστε από τους μαθητές να εξετάσουν άλλους παράγοντες όπως το μέγεθος και το βάρος που μπορεί να επηρεάσουν την απόσταση που διανύει ένας πύραυλος.
  • Ενθαρρύνετε τους μαθητές να δουν τις απεικονίσεις εκτοξεύσεων πυραύλων και να σκεφτούν τι γνωρίζουν τώρα για το πώς λειτουργεί ένας πύραυλος.

ΣΥΝΟΠΤΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΤΟΥ ΣΑΪΤ

Επισκέψεις από 1-1-2005:

Βιβλιογραφική αναφορά σε αυτή τη σελίδα:
2022