Melko hitaasti putoavalle kopterillemme voi

Samankaltaiset tiedostot
Opetusmateriaali. Tutkimustehtävien tekeminen

Harjoitellaan voimakuvion piirtämistä

Pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä

Fysiikka 1. Dynamiikka. Voima tunnus = Liike ja sen muutosten selittäminen Physics. [F] = 1N (newton)

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

Työ 5: Putoamiskiihtyvyys

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

hyvä osaaminen

FYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka

v = Δs 12,5 km 5,0 km Δt 1,0 h 0,2 h 0,8 h = 9,375 km h 9 km h kaava 1p, matkanmuutos 1p, ajanmuutos 1p, sijoitus 1p, vastaus ja tarkkuus 1p

Aineistoista. Laadulliset menetelmät: miksi tarpeen? Haastattelut, fokusryhmät, havainnointi, historiantutkimus, miksei videointikin

OMINAISUUS- JA SUHDETEHTÄVIEN KERTAUS. Tavoiteltava toiminta: Kognitiivinen taso: Ominaisuudet ja suhteet -kertaus

= 6, Nm 2 /kg kg 71kg (1, m) N. = 6, Nm 2 /kg 2 7, kg 71kg (3, m) N

TUKIMATERIAALI: Arvosanan kahdeksan alle jäävä osaaminen

ENERGIAA! ASTE/KURSSI AIKA 1/5

9.11 a Fysiikka. Espoon kaupungin opetussuunnitelmalinjaukset. Nöykkiön koulu Opetussuunnitelma Fysiikka

hyvä osaaminen. osaamisensa tunnistamista kuvaamaan omaa osaamistaan

Tuntisuunnitelma: Teema 3

Tuntisuunnitelma 2 JUNA EI VOI VÄISTÄÄ

Eläinlääketieteen lisensiaatin tutkielma Seminaarityöskentelyohjeet

Fysiikan kurssit. MAOL OPS-koulutus Naantali Jukka Hatakka

6 TARKASTELU. 6.1 Vastaukset tutkimusongelmiin

Jousen jousivoiman riippuvuus venymästä

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

TUKIMATERIAALI: Arvosanan kahdeksan alle jäävä osaaminen

Kenttätyö Riekkola. Kenttälaukku ja varustus

Heilurin heilahdusaikaan vaikuttavat tekijät

Heilurin heilahdusaika (yläkoulun fysiikka) suunnitelma

Juoksun ja pituushypyn matemaattinen mallintaminen

Opettaja näyttelee muutamien esineiden ja kuvien avulla hyvin yksinkertaisen näytelmän ja saa opiskelijat osallistumaan

Gradu-seminaari (2016/17)

5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT

VUOROVAIKUTUS JA VOIMA

ALKOHOLIT SEKAISIN KOHDERYHMÄ:

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

Oppilaiden motivaation ja kiinnostuksen lisääminen matematiikan opiskeluun ja harrastamiseen. Pekka Peura

Matemaattista mallintamista

Orgaanisia molekyylejä lukion ensimmäiselle kurssille suunnattu ChemSketch -harjoitus

arvioinnin kohde

1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

TUTKIMUSLÄHTÖINEN FYSIIKAN OPISKELU. MAOL:n syyskoulutuspäivät

Just duunit. Kevät 2015

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa. Aloitustapaaminen Osa III: Tekninen raportointi

Teknisen työn didaktiikka/aihepiirisuunnittelu Tiina Pyhälahti Syksy 1996 Ohjaaja: Ossi Autio

perustelu Noudatetaan sääntöjä. Opetuskortit (tehtävät 16 28), palikoita, supermarketin pohjapiirustus, nuppineuloja, tangram-palat

kertaa samat järjestykseen lukkarissa.

Siltaaminen: Piaget Matematiikka Inductive Reasoning OPS Liikennemerkit, Eläinten luokittelu

Vesi ja veden olomuodot lumitutkimuksien avulla

Mekaaninen energia. Energian säilymislaki Työ, teho, hyötysuhde Mekaaninen energia Sisäenergia Lämpö = siirtyvää energiaa. Suppea energian määritelmä:

Geologia arkipäivässä -visa

Luvun 5 laskuesimerkit

MATEMAATTIS- LUONNONTIETEELLINEN OSAAMINEN

Kitka ja Newtonin lakien sovellukset

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1

lehtipajaan! Oppilaan aineisto

Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit

Digitaaliset kokeet kemiassa. Opetusneuvos Tiina Tähkä

arvioinnin kohde

portfolion ohjeet ja arviointi

Ideoita oppitunneille aiheesta Kemia työelämässä

PORTFOLIO-OHJEET. 1. Periodi. Lukuvuosi FyKeMaTT -aineet

ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)

Luku 7 Työ ja energia. Muuttuvan voiman tekemä työ Liike-energia

LUMATE-tiedekerhokerta, suunnitelma AIHE: PELIT JA TAKTIIKAT

HELSINGIN YLIOPISTON KIRJASTON OPINTOPIIRIKORTIT

766323A Mekaniikka, osa 2, kl 2015 Harjoitus 4

Havainnoi mielikuviasi ja selitä, Panosta ajatteluun, selvitä liikkeen salat!

AINA KANNATTAA YRITTÄÄ

ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)

Luvun 5 laskuesimerkit

Nimeni on. Tänään on (pvm). Kellonaika. Haastateltavana on. Haastattelu tapahtuu VSSHP:n lasten ja nuorten oikeuspsykiatrian tutkimusyksikössä.

Tiedelimsa. KOHDERYHMÄ: Työ voidaan tehdä kaikenikäisien kanssa. Teorian laajuus riippuu ryhmän tasosta/iästä.

Tutkimusmateriaalit -ja välineet: kaarnan palaset, hiekan murut, pihlajanmarjat, juuripalat, pakasterasioita, vettä, suolaa ja porkkananpaloja.

OPISKELIJAN MUISTILISTA

On määritettävä puupalikan ja lattian välinen liukukitkakerroin. Sekuntikello, metrimitta ja puupalikka (tai jääkiekko).

Tutkimaan oppimassa - Tutkivaa Oppimista varhaiskasvatuksessa

Liite 11. Sopeutumisvalmennuskurssille osallistuvan nuoren kyselylomake 2. Hyvä kurssilainen!

Luku 4 Yhtälönratkaisun harjoittelua

Näin järjestän ohjelmointikurssin, vaikka en ole koskaan ohjelmoinut

Kolikon tie Koululaistehtävät

Yksilötutka-työhyvinvointikysely

Matikkaa KA1-kurssilaisille, osa 3: suoran piirtäminen koordinaatistoon

POM2STN+TS jaksosuunnitelma, teemana joulu. Elina Lappalainen & Pia Perälä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)

Oppiminen, osaaminen, kestävä hyvinvointi ja johtaminen. Anneli Rautiainen Esi- ja perusopetuksen yksikön päällikkö

Yleisiä kommentteja kokeesta.

Tutkiva Oppiminen Lasse Lipponen

Yhteiskunta-, yritys- ja työelämätiedon paketti laajennetulle työssäoppijoille

oppilaan kiusaamista kotitehtävillä vai oppimisen työkalu?

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Karteesinen tulo. Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla 1 / 21

Kandityön kirjoittaminen. Opinnäyteseminaari

Kandiaikataulu ja -ohjeita

Pimeän Kuva kaunokirjallisuutta lääketieteen opetuksessa. Tampere

Transkriptio:

Tule mukaan kopterilennolle! Leena Hyttinen, Hollolan lukio, Hollola Anna-Maija Pölkki, Sepän lukio, Jyväskylä Tieteellisen ajattelutavan ja kokeellisuuden harjoittelu ei vaadi kalliita laitteita tai elektroniikkaa. Kopiopaperi, sakset ja muutama paperiliitin riittävät tämän iloisesti pyörivän helikopterin valmistamiseen. Erilaisia käyttötarkoituksia löytynee lukemattomia, mutta tässä esittelemme avoimen tutkimustehtävän lukion mekaniikan kursseille. Tutkimustehtävä on ohjeistettu niin, että opiskelijat joutuvat käymään läpi tieteellisen prosessin vaiheet. Melko hitaasti putoavalle kopterillemme voi kehitellä sovelluksia alaluokilta alkaen, sillä jo alakouluikäiset osaavat valmistaa sellaisen, ainakin opettajan esimerkkiä seuraten. Alakoululaiset voivat lentävän hyrrän avulla harjoitella havaintojen tekemistä, kun taas yläkoululaiset tai lukion pakollisen kurssin opiskelijat voivat jo tehdä liikkeeseen liittyviä mittauksia ja laskea esimerkiksi putoamisen keskinopeuden. Laitteesta on helppo kehitellä tutkimustehtäviä myös kokeelliseen kotityöhön. Seuraavassa esitellyt tutkimukset vaativat jo voimien ja kiihtyvyyden ymmärtämistä ja soveltuvat sen vuoksi parhaiten lukion mekaniikan kurssille. Työ ohjaa opiskelijoita ilmiöiden havainnointiin, tieteellisten kysymysten tekoon ja tutkimuksen itsenäiseen suunnitteluun. Työhön liittyvä valmis aineisto ja monistepohjat löytyvät pdf-muotoisina edimensiosta*. Kaikki aineisto on vapaasti muunneltavissa kullekin ryhmälle ja luokkatasolle sopivaksi. Artikkelin kirjoittajat osallistuivat USA:n luonnontieteiden opettajien järjestön NSTA:n konferenssiin San Antoniossa Teksasissa 11. 14.4. 2013. Yksi laajan konferenssin mielenkiintoisimmista kokemuksista oli tohtori Edward Donovanin esitys Physics of Flying Things. Nämä lentävät esineet eivät olleet kalliita kauko-ohjattavia lentokoneita tai helikoptereita, vaan ne oli valmistettu paperista, imupilleistä, paperiliittimistä ym. yksinkertaisista tarvikkeista. Valitsimme esiteltäväksi kopterin (whirlybird), joka on monipuolinen, opettavainen, muokattavissa oleva ja lisäksi hauska laite koululuokassa rakennettavaksi. * http://www.maol.fi/julkaisut/edimensio/dimensiossa-julkaistua/ Valmis kopteri. Työ kannattaa toteuttaa neljän viiden oppilaan tutkimusryhmissä. Ensimmäinen vaihe on kopterin rakentaminen. Kopioi edimensiosta ladattavissa oleva Kopterin kaava A4-arkille, yhdestä A4-arkista tulee siis kaksi kopteria. Numeroituja vaiheita seuraten (opettaja voi näyttää mallia) työ onnistuu varmasti, ja kopteri voi lähteä iloisesti pyörien ensilennolleen. Ennen kuin päästään varsinaisiin tieteellisiin kokeisiin tehdään esitutkimusta. Koelento raportoidaan huolellisesti. Tätä varten on olemassa monistepoh- edimensio 2013

Ville ja Santeri tutkivat kopterin lentoa. ja Koelennon havaintoja 1. Ohjeen mukaisesti opiskelijoiden pitää tehdä useita havaintoja kopterin liikkeestä, kirjata havaintonsa ylös ja kuvata liikettä myös piirtämällä. Opiskelijoita pyydetään myös miettimään, millaisia kokeita kopterilla voisi tehdä. Voisiko sen liikettä kenties muuttaa nopeammaksi tai hitaammaksi? Miten massan lisääminen vaikuttaa putoamisaikaan? Miten nopeuden voi mitata? Miten kiihtyvyys muuttuu lennon aikana? Liikkeen ymmärtämisen kannalta on olennaista tietää, mitä voimia kopteriin vaikuttaa ja millä tavalla ne vaikuttavat. Opiskelijoiden on koelennon yhteydessä pohdittava seuraavien neljän voiman vaikutusta: painovoima, väliaineen vastus, ilman nostovoima ja tukivoima. Voimien suuruussuhteilla ja vaikutusajalla on merkitystä. Voimakuvion piirtäminen auttaa hahmottamaan tilannetta ja ehkä myös herättää kysymyksiä jatkotutkimusta varten (monistepohja Koelennon havaintoja 2 ). Koelennon ja sen herättämien kysymysten johdattelemana on aika siirtyä varsinaisen tieteellisen tutkimuksen pariin (monistepohjat Tieteellinen menetelmä 1 ja 2 ). Työmoniste sopii muidenkin tutkimusten pohjaksi, sillä siinä käydään läpi oikean tutkimuksen vaiheet. Tiedemiesryhmämme ovat kenties nostaneet esiin asioita, joita he haluavat mitata. Opiskelijoiden tulee kirjata ensin työn tarkoitus, omin sanoin mutta täsmällisesti. Seuraavaksi he kirjaavat ylös, mitä tietoa heillä jo on tutkittavasta aiheesta. Sitten on hypoteesin vuoro, ja sen laatimisessa auttavat koelennon aikana tehdyt tarkat havainnot. Opiskelijaryhmät suunnittelevat koejärjestelyn, kirjaamalla ensin tarvittavat välineet ja kuvaamalla sitten kokeen vaiheet täsmällisesti. Tulosten käsittelyn tilan voi käyttää tulosten taulukointiin. Yksi valmis taulukointimalli löytyy aineistostamme. Graafisen esityksen voi tehdä erilliselle paperille. Viimeinen vaihe eli työn arviointi ja pohdinta on tärkeä: johtopäätökset, hypoteesin paikkansapitävyys sekä virhelähteiden arviointi. Opiskelijoiden pitää siis pohtia, mitä he ovat oppineet työn suorittamisesta ja mitä olisi voinut tehdä toisin. Uusia sovelluksia tai tutkimuksen kohteita on voinut tulla esiin työn aikana. Näiden valmiiden materiaalien avulla on helppo lähteä mukaan helikopterilennolle. Kaksi kaksipuoleista monistetta, muutama paperiliitin ja puolikas arkki helikopterin valmistukseen ryhmää kohti riittävät. Työn pitäisi onnistua yhden oppitunnin aikana. Tärkeä tutkimusväline eli ajanottolaite (jolla voi mitata myös väliaikoja) löytyy nykyisin useimpien opiskelijoiden puhelimesta. Lisäksi tarvitaan vain metrimitta sekä uteliasta ja innokasta tutkijan mieltä, mikä on kaiken tiedonhankinnan perusta! Kopteriaineisto > edimensio 2013

/ \oilv-a-o L / \eivlaq C h';lnf t c,l c- )a$of tl, -.'{ o L Lru',L kop*e a l-t kop{erf -T / A A {ai}q \ D \o.,\ o L leillaaq D,L frat \q B \eilla-a. \J i 1 *t_ ts {a-i fo t/ D L \a-t\a' lgjlata-a A +o"i+q 5 {a'fa,l t1) 1t t- * la-f la --T B eillae :\ B 4a'fq t/ D*affq (.

1 KOELENNON HAVANTOJA JA POHDNTAA 1: HELKOPTER NM: PVM: RYHMÄ: OSA 1: Helikopteri - liike Arvioi helikopterisi lento- ominaisuuksia. Kerro kokonaisin virkkein vähintään viisi (5) testilennoista tekemääsi havaintoa. (Millaista liike on? Onko liike nopeaa vai hidasta? Lennon kestoaika, suunta?) Piirrä viereiseen ruutuun kuva lennosta. Mitä muita havaintoja teit? OSA 2: Helikopteri - koelennot Mitä muuta voit helikopterin lennosta tutkia? Miten muuttaisit helikopteria, jotta se lentäisi paremmin, nopeammin, hitaammin? Miten voit määrittää helikopterin lentonopeuden? Kuvaile 3-4 tutkimusta, jotka voit tehdä helikopterilla:

2 KOELENNON HAVANTOJA JA POHDNTAA 2 OSA 3: Helikopteri - voimat Mitkä ovat neljä helikopterin lentoon vaikuttavaa voimaa? 1. 2. 3. 4. Miten painovoima, ilmanvastus, nostovoima ja työntövoima vaikuttavat helikopterin lentoon? Mikä voima vaikuttaa helikopterin lentoon eniten? Miksi? OSA 4: Piirrä voimakuvio, jossa näkyvät helikopteriin vaikuttavat voimat (nimeä voimat) OSA 5: Soveltava tehtävä: Vaikuttavatko yllä mainitut neljä voimaa myös maanpinnalla liikkuviin esineisiin?

Sivu 1 NM: RYHMÄ: PVM: / 201 HELKOPTER TETEELLNEN MENETELMÄ 1 - Työmoniste 1. Mitä olet tutkimassa? (Työn tarkoitus) 2. 22. Tau 2. Mitä tiedät aiheesta? (Taustatiedot) 3. Mitä oletat tapahtuvan? (Hypoteesi) 4. Mitä tarvitset? (Välineet) 5. Miten tutkit? (Työn vaiheet) Jatkuu

TETEELLNEN MENETELMÄ 2 6. Mitä tapahtui? (Mittaustulokset ja havainnot taulukoina ja kuvina.) 7. Mitä opit? (Johtopäätelmät, hypoteesin arviointi, virhetarkastelu, käytännön sovellukset; mitä uutta opit? Mitä voisi tehdä toisin? Jatkotutkimukset)

Paperiliittimien määrä (massa/paino) ( g/n) Putoamismatka (m) Aika T 1 1.pudotuskerta (s) Aika T 2 2. pudotuskerta (s) Aika T 3 3. pudotuskerta (s) Aika keskiarvo: (T 1 +T s +T 3 )/3 (s) Keskinopeus= matka/aika (m/s) Piirrä kuvaaja (massa/paino, nopeus) koordinaatistoon. Havainnot ja kommentit: 7. Mitä opit? (Johtopäätelmät, hypoteesin arviointi, virhetarkastelu, käytännön sovellukset; mitä uutta opit? mitä voisi tehdä toisin? jatkotutkimukset)