Post on 09-Jul-2018
1
Rumfart på skoleskemaet
Inspirationskatalog
Indhold:
- Fysisk udfoldelse i rummet
- Fysisk sundhed og rumfart
- Komponenttest til rumfartsbrug
- Madmolekyler i rummad
- Materialer og test af materialer til anvendelse i rummet
- Raketter
- Recirkulation i rummet
- Rummad
2
Titel på forløb: Fysisk udfoldelse i rummet
Eventuel virksomhed: Danish Aerospace Company, MemPhys SDU
Kort beskrivelse af
forløb:
Ophold i rummet påvirker det menneskelige legeme. Massen af
knogler og muskler mindskes, når de ikke benyttes. Dette kan
resultere i bl.a. knogleskørhed. Denne viden gør det endnu
vigtigere, at få løst/minimeret problemerne inden en eventuel
marsrejse, der vil tage ca. 18 måneder.
Man har derfor gjort mange tiltag, for at muliggøre fysisk
udfoldelse i rumfærgerne.
Eleverne udvælger og udfører en række fysiologiske forsøg med
dem selv som forsøgskaniner. Forsøgene skal være relaterede
til de træningsøvelser, som udføres på ISS.
Opstartsidé: Virksomhedsbesøg på en dag hvor det er muligt at
overvære en træningsseance på ISS.
Eleven skal i et problemorienteret projektarbejde:
Formulere en problemstilling, der omhandler ”Fysisk
udfoldelse i rummet”
Indsamle og bearbejde informationer, så de kan
dokumentere deres problemstilling
Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse
problemet
Søgeord/tags: Muskler, knogler, træning i rummet
Niveau: 1. G
3
Fag der indgår i
forløb:
Biologi, Teknologi
Studieretninger: Alle
Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt 10-12 uger
Særlig
teknologi/udstyr:
Dato for forsøg/besøg skal aftales med Danish Aerospace
Company
Kernestof Teknologi
Produktudvikling
– metoder til idéudvikling
– systematisk produktudvikling med faserne behovserkendelse,
behovsundersøgelse, produktprincip, produktudformning og
produktionsforberedelse
– form og funktion i forbindelse med design af udvalgte produkter
– produktionsformer, enkeltstyks-, serie- og masseproduktion
Biologi
– udvalgte organsystemers opbygning og funktion
- opbygning af og eksempler på biologisk betydning af kulhydrater,
fedtstoffer og proteiner
4
Uge Aktivitet
1 Projektoplæg udleveres
2 Virksomhedsbesøg
3 Projektbeskrivelse afleveres
4 Ideudvikling, design, konstruktion
5 Ideudvikling, design, konstruktion
6 Ideudvikling, design, konstruktion
7 Ideudvikling, design, konstruktion
8 I værkstedet – fremstilling af produkt
9 I værkstedet – fremstilling af produkt
10 I værkstedet – fremstilling af produkt
11 Projektrapport og produkt afleveres
12 PP Fremlæggelse
Tidsforbrug:
- Det forventes at eleverne kan bruge 3-4 lektioner om ugen til gennemførelse af hele
forløbet.
Materialeoversigt:
- Da det vil være meget forskelligt hvilke materialer eleverne vil få brug for, er det elevernes
ansvar i samarbejde med læreren at få bestilt/fundet materialer til eget projekt.
Forsøgsbeskrivelser:
- Da eleverne selv designer og udfører forsøgene, er det eleverne der producerer
forsøgsbeskrivelser.
- Det er et krav til eleven, at der skal indsætte skitsetegninger/illustrationer/billeder af
forsøgsopstillinger og forsøgsbeskrivelser mv.
Dataark – eleverne medtager følgende i teknologirapporten:
- Eventuelle ark til opsamling af data, indsættes i forløbet
- Nødvendige informationer, specifikationer, data der skal bruges for at kunne lave forløbet.
5
Titel på forløb: Fysisk sundhed og rumfart
Eventuel
virksomhed:
Danish Aerospace Company
Kort beskrivelse af
forløb:
Eleverne udvælger og udfører en række fysiologiske forsøg med dem
selv som forsøgskaniner. Forsøgene skal være relaterede til de
træningsøvelser, som udføres på ISS.
Astronauterne ombord på ISS træner minimum 2 timer hver dag, enten
med kondi- eller styrketræning. De skal være i god fysisk form inden de
sendes op. Denne træning er af afgørende betydning for at imødegå de
negative konsekvenser langvarigt ophold i et mikrogravitations miljø har
for kroppen. Træningen styrres og overvåges fra jorden, og de
indsamlede data bruges til at give et billede af astronauternes generelle
sundhedstilstand.
Forberedelse på skolen: Forsøg med målinger med blodtryksmålere,
puls og kondicykel (evt. lånt Danish Aerospace Company-udstyr), i
forbindelse med konditests. Eksperiment med CO2 opløselighed i vand
ved hhv. stue- og kropstemperatur.
Søgeord/tags: Sundhed, muskler, energiomsætning, respiration (celle), kredsløb,
lungefunktion, hjerte, kondition, livsstil og sygdomme, forebyggelse.
Niveau: 1.G
Fag der indgår i
forløb:
Kemi, Biologi, Samfundsfag
Studieretninger: HTX basis: Kemi B, Biologi C og Samfundsfag C
Tidsplan for forløb: Tre ugers forløb, typisk 2. semester (forår)
6
Særlig
teknologi/udstyr:
Planlægning af virksomhedsbesøg og eksperimentelt arbejde.
Blodtryksmåler, pulsmåler, kondicykel, evt. CO2 elektrode.
Beskrivelse af forløbet:
Teori om: cellulær respiration, reaktionsskemaer ved fotosyntese og forbrænding,
madmolekyler: kulhydrater og frie fedtsyre, kondition/iltoptag og hjerte-lunge kredsløb,
gassers opløselighed og koncentration (ideelle gasser).
Forberedelse på skolen: Forsøg med målinger med blodtryksmålere, puls og kondicykel (evt.
lånt Danish Aerospace Company-udstyr), i forbindelse med konditests. Eksperiment med CO2
opløselighed i vand ved hhv. stue- og kropstemperatur.
Virksomhedsbesøg på en dag hvor det er muligt at overvære en træningsseance på ISS, samt
undersøgelse af måden hvorpå træningsseancen dokumenteres.
Overraskelsesmoment for at simulere situationer i rummet inkluderes her for at udfordre
eleverne til at ændre tidsplanen for at få ekstra øvelser ind, som ikke lige kan laves om.
På baggrund af evaluering gentages forsøget senere.
Biologi rapport over kondition og kemijournal over CO2s opløselighed afleveres efter endt
projekt.
Kernestof:
Biologi kernestof:
Cellens opbygning, især mitokondrier og respiration
Energiomsætning – madmolekyler, bevægelse og kredsløb
Udvalgte organiske stoffer – Madmolekyler
Kemi kernestof:
Kemisk mængdeberegning, gasser og opløselighed
Organiske stofklasser – madmolekyler
Organiske stoffers egenskaber og anvendelser – energi
Kemisk analyse: Kvantitativ, kvalitativ, gasanalyse
Samfundsfag kernestof:
Kvantitativ og kvalitativ metode analyse af sundhed
Vækst og velfærd, prioritering af sundhed - forebyggelse eller behandling?
7
Aktivitetsoversigt og lektionsplan:
Uge/dag Moduler Emne Stikord
2 biologi Respiration, mitokondrier og
kredsløb
2 kemi Ideelle gasser, madmolekyler og
forbrænding
2 samfundsfag Livstilssygdomme, forebyggelse og
sundhedssystemet
økonomiske/politiske prioriteringer
2 biologi Kondition, konditest, blodtryk og
blodsukkermålinger
2 kemi Gasanalyser, kvalitativ og kvantitativ
bestemmelse af CO2.
2 samfundsfag Spørgeskemaundersøgelser om
udvalgte livsstilsygdomme i
befolkningen.
4 moduler Ekskursion til Danish Aerospace
Company
1 kemi/biologi Fælles spørgeskema evaluering af
forløbet
2 samfundsfag Fremlæggelse af resultater
8
Samarbejdsmuligheder:
Danish Aerospace Company - Odense (DANISH AEROSPACE COMPANY)
Materialeoversigt:
Kemi: CO2 elektrode, cola, balloner, sodastreamer (Blodgasanalyse)
Biologi: kondicykel, pulsmåler, blodtryksmåler, blodsukkermåler, Evt. dataloggersystem.
Samfundsfag: matematik/analyseprogram (Excel el.lign.)
Forsøgsbeskrivelse: Øvelsesvejledning om CO2 analyse, udvælg relevante: https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CCkQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.energi.case.dtu.dk%2Fenglish%2F~%2Fmedia%2FSubsites%2FEnergi_paa_lager%2FEnergi%2520paa%2520lager%2520ENGLISH%2FPdf%2FCASE_Eksperimenthaefte_kap2%2528100511%2529.ashx%3Fla%3Dda&ei=JjVsVZngIsmysQGjm4CIBQ&usg=AFQjCNF_nw9ttDtN_Xgk5FiA2k0Qjlw3cA&sig2=jBVlqNRFLGVbq_eku04zbA
Øvelsesvejledning til kondital-test og blodsukkersukker måling:
https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=
0CDIQFjAC&url=http%3A%2F%2Fbiokassen.mono.net%2Fupl%2Fwebsite%2Feksperimenter%2
FFKondital1.docx&ei=4jVsVfm0GsOcsAGDhYDANISH AEROSPACE
COMPANYQ&usg=AFQjCNE_UNQGTvkC63GxkWOpzK4cru0W4A&sig2=whxOJZ_7V0M41XQ0Wg
4HGQ
http://www.bioteknord.aau.dk/digitalAssets/105/105921_blodtryk_vejledning.pdf
http://www.biologitiltiden.dk/kapitel/9/
9
Titel på forløb: Test af komponenter til rumfartsbrug Eventuel
virksomhed:
Kort beskrivelse af
forløb:
Design og afprøv en mekanisme som kan simulere påvirkningen ved opsendelse af en beholder med elektronik til ISS. Undersøg hvilke påvirkninger et print vil blive udsat for under opsendelse/ophold i rummet.
Søgeord/tags:
Niveau: 3.G
Fag der indgår i
forløb:
Fysik A, Elteknik A
Studieretninger:
Tidsplan for forløb: 10 moduler af 75 minutter
Særlig teknologi:
10
Beskrivelse af forløbet Som et introforløb til elteknik, skal der fremstilles et simpelt print, med fokus på loddeteknik, og komponentlære. Det er tanken at printet senere vil blive udsat for forskellige stresspåvirkninger, som skal simulere de påvirkninger, det vil blive udsat for under opsendelse/ophold i rummet. Påvirkninger som beholderen bliver udsat for, og som vi kan efterligne:
Temperatursving (bagning i ovn, afkøling i fryser)
Accelerationer (montering på højtaler, accelerationen kan findes ved at tage 𝑎 =𝑑2𝑓(𝑡)
𝑑𝑡2, hvor
𝑓(𝑡) er membranens svingning)
Trykændringer (vakuumklokke, der er ikke overtryk i rummet)
Evt. stresstest med: centrifuge, opsendelse med raket og droptest Krav:
Printet skal kunne monteres i en standard 330mL sodavandsdåse (hvis det skal kobles med CanSat)
Printet fastlægges i elteknik, men kan bestå af batteri, pære, diode, modstande
Til opsendelse skal man regne med max payload på 9 g. Undersøg og dokumenter:
Hvor store kraftpåvirkninger udsættes udstyr generelt for, når det sendes i rummet.
Hvordan kan man designe et testforsøg, så man sikrer ikke at overskride den ønskede acceleration?
Hvor store kræftpåvirkninger arbejder I med?
Hvordan virkede printet inden/efter de blev testet (karakteristik) o Resistor o Diode o Glødepærer o Batteri
11
Kernestof HTX Faglige mål Kernestof
Kunne analysere og vurdere fysiske, tekniske og teknologiske problemstillinger ud fra modelbegrebet og på baggrund af modellen redegøre for anvendelsen. Herunder anvendelse inden for det tekniske og teknologiske område
Kraftbegrebet og Newtons love. Herunder fjederkræfter, gravitationsloven, tryk, opdrift og gnidning
Temperaturbegrebet, varme, indre energi
Begreber og love til beskrivelse og beregning af jævnstrømskredsløb. Herunder elektromotorisk kraft og indre modstand
Elektriske og magnetiske kræfter og felter. Herunder særligt elektriske felter i kapacitorer og magnetiske felter omkring ledere og spoler
Faglige mål Kernestof
2) Produktions- og procesovervågning:
Anvende og foretage hensigtsmæssigt valg af måleinstrumenter
Foretage relevante målinger
Udføre analyse af måleresultater.
2) Produktions- og procesovervågning:
Måling og indsigt i måleinstrumenter.
Fag/studieretninger Fysik A, Elteknik A
Aktivitetsoversigt - Forventet tidsramme to uger i hvert fag.
Samarbejdsmuligheder - DANISH AEROSPACE COMPANY (eneste fynske virksomhed der er certificeret til at lodde til
rumfartsbrug, og har kendskab til problematikker i forbindelse med udstyr i rummet)
Materialeoversigt - Højttaler 12”-16” til vibrationstest.
- Tonegenerator med forstærker.
- Vakuumklokke med motor.
- Ovn/fryser
12
- Evt. mikroskop til test af lodninger.
Forsøgsbeskrivelser Udvikles med eleverne efter testinteresse.
13
Titel på forløb Madmolekyler i Rummad
Eventuel virksomhed: MemPhys (SDU)
Kort beskrivelse af
forløb:
Mad til brug i rummet udgør en helt særlig udfordring. Dels er
transport af mad til astronauterne på ISS meget dyr, og derfor
prioriteres lav vægt, og dels er der både et sensomotorisk og
ernærings meget kompliceret felt at dække
Søgeord/tags: Madmolekyler, kost, sundhed, rummad, syntese, eksperimenter,
problemformulering, projektarbejde, umami, smag, teknologisk
produktion, fødevare, fordøjelse, organiske stoffer,
Niveau: 1. G
Fag der indgår i
forløb:
Kemi, Biologi og Teknologi
Studieretninger: HTX basis: Kemi B, Biologi C og Teknologi B
Tidsplan for forløb: Kemi/Biologi: 3 uger med overlap på 1 uge Teknologi: 5-6 uger
Særlig
udstyr/teknologi:
Adgang til levnedsmiddel produktions laboratorier/ køkken.
Studietur til MemPhys (SDU)
14
Beskrivelse af forløbet:
Mad til brug i rummet udgør en helt særlig udfordring. Dels er transport af mad til
astronauterne på ISS meget dyr, og derfor prioriteres lav vægt. Desuden er der et både
sensomotorisk og ernærings kompliceret felt at dække. Astronauterne oplever, at
smagsoplevelser er meget anderledes end hvis sammen maden indtages på jorden i vante
rammer – maden smager simpelthen af mindre. Åbenlyst er det vigtigt, at astronauterne får
den ernæring og de vitaminer og mineraler de skal bruge for at kunne opretholde en god
sundhedstilstand. Derudover skal kosten understøtte at astronauterne kan imødekomme de
særlige virkninger på kroppen, som ophold i et mikrogravitationsmiljø giver.
Oplæg til eksperimentelt arbejde med mad til astronauter
Gruppeinddeling og hjælp til idegenerering, problemformulering og produktudvikling af
mad til astronauter
Eksperimentelt arbejde i grupper
Præsentation med både skriftelig (projektrapport) og mundtlig (powerpoint)
fremlæggelse af produkt for resten af klassen
Studietur til MemPhys (SDU) og høre om mad struktur og alger
Madmolekylerne protein, fedtstof, kulhydrater og nukleotider i relation til sundhed og
mulighed for at sammensætte kosten til en astronaut
Teori om: Udvalgte organiske stoffer – Madmolekyler: kulhydrater, fedt og proteiner,
Vitaminer, DNA/nukleotider, Celleopbygning (især membran og receptorer), Smag: sødt,
salt, sur, bitter og umami, fødevare struktur, tekstur og konsistens. Organiske
molekylers interaktion, isomeri, dufte, funktionelle grupper (især hydroxygrupper og
estre). Fordøjelsessystemet: Enzymer i mund og tarm. Kemisk syntese og bioteknologisk
produktion. Metode til ideudvikling, problemanalyse og dokumentation fulgt af
problemformulering, systematisk produktudvikling
15
Kernestof:
Biologi Kernestof:
Bioteknologisk produktion: Ekstraktion, fermentering
Cellemembran og receptorer
Udvalgte organiske stoffer – madmolekyler, Vitaminer, DNA
Kemi Kernestof:
Organiske stofklasser – Madmolekyler, duft, smag
Organiske stoffers egenskaber og anvendelser – duft smag energi
Isomeri smagsreceptorer
Kemisk syntese: Estre, vitaminer, ekstraktioner
Kemisk analyse: Kvantitativ, kvalitativ and f.eks fedt protein kulhydrat salte i rummad
Teknologi pensum:
Metode til ideeudvikling, problemanalyse og dokumentation fulgt af problemformulering,
systematisk produktudvikling, tidsplanlægning
Produktformer
16
Aktivitetsoversigt og lektionsplan:
Uge/dag Modul Emne Data
2 Biologi Indledende teori om fordøjelse,
herunder fordøjelses enzymer
2 Kemi Indledende teori om madmolekyler
herunder vitaminer og enzymer
generelt.
2 Biologi Cellemembraner og overflade
receptorer i forbindelse med smag,
og næringsoptag.
2 kemi Funktionelle grupper i organisk
kemi, estere, hydroxygrupper og
aldehyder, dufstoffer og syntese.
2 Biologi Bioteknologisk produktion,
herunder ekstraktion, fermentering
og genmanipulation.
2 kemi Organiske isomeri med fokus på
receptor bindinger og
enzymgenkendelse.
4 Studietur til MemPhys SDU
2 teknologi Projektoplæg gruppeopdeling
informationssøgning og
idegenerering.
4 teknologi Problemafgrænsning,
problemformulering, godkendelse
af projekt. Bestillingsliste!
4 teknologi Eksperimentelt arbejde
4 teknologi Eksperimentelt arbejde
4 teknologi Færdiggørelse og klargøring af
præsentation.
2 teknologi Fremlæggelse og feedback
Samarbejdsmuligheder:
MemPhys (SDU) el.lign andre virksomheder.
17
Materialeoversigt:
Eleverne finder materialer i relation til deres projekbeskrivelse.
Forsøgsbeskrivelse:
Elever designer selv deres eksperimenter.
Dataark:
Individuelt.
18
Titel på forløb: Materialer og test af materialer til
anvendelse i rummet
Eventuel virksomhed: Danish Aerospace Company
Kort beskrivelse af
forløb:
Materialer, der anvendes i rummet opfører sig ikke nødvendigvis
på samme måde som på jorden. Derfor er det vigtigt at foretage
grundige tests af de materialer, der skal anvendes til at fremstille
produkter, der skal anvendes i det aggressive miljø, som findes i
det ydre rum.
Søgeord/tags: Testing materials in space: http://misse1.larc.nasa.gov/
Niveau: 1. G 2. G
Fag der indgår i
forløb:
Teknologi, Fysik, Matematik
Studieretninger: Alle
Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt 10-12 uger
Kernestof Teknologi
Materialer og bearbejdningsprocesser
Fysik
Matematik
19
Uge Aktivitet
1 Projektoplæg udleveres
2 Virksomhedsbesøg
3 Projektbeskrivelse afleveres
4 Ideudvikling, design, konstruktion
5 Ideudvikling, design, konstruktion
6 Ideudvikling, design, konstruktion
7 Ideudvikling, design, konstruktion
8 I værkstedet – fremstilling af produkt
9 I værkstedet – fremstilling af produkt
10 I værkstedet – fremstilling af produkt
11 Projektrapport og produkt afleveres
12 PP Fremlæggelse
Beskrivelse af forløbet:
Materialer, der anvendes i rummet opfører sig ikke nødvendigvis på samme måde som på
jorden. Derfor er det vigtigt at foretage grundige tests af de materialer, der skal anvendes til at
fremstille produkter, der skal anvendes i det aggressive miljø, som findes i det ydre rum.
Opstartsidé: Materialeworkshop hvor eleverne medbringer et materiale, de skal beskrive i
fagtermer (hårhed, sprødhed, elastisitet o.lign.) Et demonstrationsforsøg, hvor den kraft, der
skal til for at deformere et materiale måles. Der kan evt. laves brud-forsøg.
Eleven skal i et problemorienteret projektarbejde:
Formulere en problemstilling, der omhandler ”Materialer og test af materialer til
anvendelse i rummet”
Indsamle og bearbejde informationer, så de kan dokumentere deres problemstilling
Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse problemet.
20
Kernestof – HTX:
Teknologi
Materialer og bearbejdningsprocesser
- udvalgte materialer, deres egenskaber, opbygning og egnethed i forskellige sammenhænge
- udvalgte elektroniske komponenter, deres opbygning, virkemåde og anvendelse
- enhedsoperationer, processer, bearbejdnings- og sammenføjningsmetoder i tilknytning til
de udvalgte materialer og
- komponenter
- sikkerhed og sundhed i forbindelse med arbejde i værksteder og laboratorier.
Fysik
- kraftbegrebet og Newtons love, herunder tyngdekraft, tryk, opdrift og gnidning
- temperaturbegrebet, varme, indre energi, tilstandsformer, faseovergange, idealgasloven
og gassers arbejde samt termodynamikkens første hovedsætning
Matematik
- regningsarternes hierarki, reduktion, regler for regning med potenser og rødder,
ligningsløsning, både analytisk, grafisk og ved hjælp af IT
- geometrisk og analytisk vektorregning i planen, herunder bestemmelse af projektioner,
afstande og vinkler
Tidsforbrug:
- Det forventes at eleverne kan bruge 3-4 lektioner om ugen til gennemførelse af hele
forløbet.
Materialeoversigt:
- Da det vil være meget forskelligt hvilke materialer eleverne vil få brug for, er det elevernes
ansvar i samarbejde med læreren at få bestilt/fundet materialer til eget projekt.
21
Forsøgsbeskrivelser:
- Hvis der indgår forsøg, eksperimenter eller undersøgelser skal disse være beskrevet så
detaljeret, at de kan gennemføres uden forfatterens viden om forløbet. Da eleverne selv
designer og udfører forsøgene, er det eleverne der producerer forsøgsbeskrivelser.
- Det er et krav til eleven at der skal indsættes skitsetegninger/illustrationer/billeder af
forsøgsopstillinger og forsøgsbeskrivelser mv. i teknologirapporten
Dataark – eleverne medtager følgende i teknologirapporten:
- Eventuelle ark til opsamling af data, indsætter de i forløbet
- Nødvendige informationer, specifikationer, data der skal bruges for at kunne lave forløbet.
22
-
Titel på forløb: Raketter Eventuel
virksomhed:
Kort beskrivelse af
forløb:
Gennem dette forløb er det intentionen at I bliver fortrolige med virkelighedens barske realiteter, når vi arbejder med fysik i en ikke ideel verden. Dette gøres ved at lave beregninger på et teoretisk system (Det skrå kast), udføre forsøg og sammenholde data med teorien. Derefter korrigeres teorien, ved at tage betragtninger med omkring den
virkelige verden, og se på hvordan fx vindmodstand korrigerer teorien.
Søgeord/tags:
Niveau: 2. G
Fag der indgår i
forløb:
Fysik B/A
Studieretninger: MatFys
Tidsplan for forløb: 10 moduler af 75 minutter
Særlig teknologi: Trykluftsrampe til affyring af raketter. Cykelpumpe med manometer. HighSpeed camera (fx Casio High Speed EXILIM EX-FH100)
23
Beskrivelse af forløbet Gennem dette forløb er det intentionen at I bliver fortrolige med virkelighedens barske realiteter, når vi arbejder med fysik i en ikke ideel verden. Dette gøres ved at lave beregninger på et teoretisk system (Det skrå kast), udføre forsøg og sammenholde data med teorien. Derefter korrigeres teorien, ved at tage betragtninger med omkring den virkelige verden, og se på hvordan fx vindmodstand korrigerer teorien.
24
Kernestof - HTX Faglige mål Kernestof
Eleverne skal:
– kende, kunne anvende og analysere fysiske
størrelser, dimensioner og enheder
– kunne anvende fagets sprog og terminologi
mundtligt og skriftligt til dokumentation og
formidling og kunne veksle mellem
hverdagssprog og fagsprog
– have indsigt i fysikkens grundlæggende love
og kunne benytte disse i forbindelse med det
eksperimentelle arbejde og til løsning af
teoretiske, teknologiske og tekniske problemer
– kunne analysere og vurdere fysiske, tekniske
og teknologiske problemstillinger ud fra
modelbegrebet og på baggrund af modellen
redegøre for anvendelsen, herunder
anvendelse inden for det tekniske og
teknologiske område
– kunne analysere problemstillinger, opstille
løsningsmodeller, planlægge og gennemføre
fysiske eksperimenter, hvori der indgår
målinger, beregninger og vurderinger
– bevægelse i én og to dimensioner, herunder
bevægelse på skråplan, skråt kast og jævn
cirkelbevægelse
– kraftbegrebet og Newtons love, herunder
fjederkræfter, gravitationsloven, tryk, opdrift og
gnidning
– energibegrebet, kræfters arbejde og
tilhørende potentielle energier, kinetisk energi,
rotationsenergi, omsætning mellem
energiformer og arbejde samt energibevarelse
– temperaturbegrebet, varme, indre energi,
tilstandsformer, faseovergange, idealgasloven
og gassers arbejde
25
Fag/studieretninger der indgår i forløbet Fysik B/A
Evt. Matematik A (parabelbaner og iterationer)
26
Aktivitetsoversigt og lektionsplan - Oversigt over antallet af lektioner der skal forventes for at gennemføre hele forløbet
Lektion Plan Indhold
1 Udlevering af opgave Opgaven udleveres og indholdet diskuteres.
Hvilken teori skal man anvende. Hvordan skal en raket
designes. Osv.
2-3 Kinematik Teori om det skrå kast med beregninger på den model
eleverne fremstiller
4 Design af prototype Fremstilling af raket. Hver gruppe udleveres 1 14mm møtrik, 1
rulle klar tape og 2 ark farvet karton.
Gruppen skal argumentere for deres valg af design, skal
kartonnen vendes på den lange eller korte led? Antallet og
størrelse af halefinner? Form på næsen?
5-6 Test ifht. det skrå
kast
Ved at lave videooptagelser af affyringen tæt på med
højhastighedskamera kan man få værdier for starthastighed og
vinkel, sammenholdt med afstand til nedslag for raketten
(50m-125m alt efter omhyggelighed med raket)
Sammenlign med skrå kast beregning.
Optag banekurven og plot vha Tracker eller LoggerPro
7 Vindmodstand Udvid beregningerne til at dække vindmodstand. (Teori)
8 Lav beregninger på
nedslag ud fra
seneste model og
test
Dataopsamling billeder og målinger
9 Databehandling Sammenlign teori og data med henblik på at dokumentere
processen til rapport
10 Aflevering af rapport
27
Samarbejdsmuligheder - Ikke aktuelt
Materialeoversigt - Per gruppe per raket
o 1 rulle klar tape (rigeligt tape for holdbarhed af raketter)
o 2 ark farvet karton A4
o 1 stk 14mm møtrik (til at flytte tyngdepunktet frem i raketten)
- Raketrampe
o Rampen er fremstillet af 1,5” stålrør, bøjet 90deg ved 50cm og 90deg yderligere
ved 1m således at det danner en U-profil når det ligges på jorden. I den ene ende
placeres en fatning med cykel/auto-ventil, i den anden en kugle/magnetventil og en
90deg samle led hvorpå affyringsrøret et 50cm 1,5” stålrør placeres, således at man
kan justere affyringsvinklen.
28
- Cykelpumpe med manometer
- Højhastigheds kamera, fx ”Casio High Speed EXILIM EX-FH100”
- 50+ meter målebånd, eller gps tracker
Forsøgsbeskrivelser - Til test af raketterne skal der anvendes en bane af ca. 150m
- Raketterne affyres ved et tryk ca. 6 Bar, og slipper rampen med ca. 50m/s
- Afmål og noter starttryk, affyringsvinkel og skudlængde
Dataark Måling
#
Skudvinkel
[𝑑𝑒𝑔]
Starttryk
[𝑃𝑎]
Starthastighed
[𝑚
𝑠]
Skudlængde
[𝑚]
1
2
3
…
29
Titel på forløb: Recirkulation i rummet
Eventuel virksomhed: Danish Aerospace Company, MemPhys, SDU,
Kort beskrivelse af
forløb:
Ved ophold i rummet i lange perioder skal det sikres, at der er
vand, ilt og næring nok. I rummet skal der bl.a. fjernes CO2 og
genindvindes vand og ilt. Dette betyder, at der produceres nye
forsyninger af vand og ilt ved at kombinere eller nedbryde
biprodukter fra andre processer.
Søgeord/tags: Recirkulation, genindvinding, ilt, næring, CO2,
Niveau: 1. G 2. G
Fag der indgår i
forløb:
Kemi, Biologi, Teknologi
Studieretninger: Alle
Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt på 10-12 uger
Særlig
teknolog/udstyr:
Dato for forsøg/besøg skal aftales med Danish Aerospace
Company
Kernestof Teknologi: Teknologi- og miljøvurdering
– teknologi som teknik, viden, organisation og produkt
Biologi:
– cellens opbygning og udvalgte celleorganellers overordnede
funktion, herunder forskelle på plante-, dyre-, svampe- og
bakterieceller
Kemi:
– stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper,
tilstandsformer, opløselighed og isomeri.
30
Beskrivelse af forløbet:
Ved ophold i rummet i lange perioder skal det sikres at der er vand, ilt og næring nok. I rummet
skal der bl.a. fjernes CO2 og genindvindes vand og ilt. Dette betyder, at der produceres nye
forsyninger af vand og ilt ved at kombinere eller nedbryde biprodukter fra andre processer.
NASAs ingeniører refererer til genbrug af vand og luft som "closing the loop". Biprodukterne fra
menneskets stofskifte, kuldioxid (dødelig i høje koncentrationer) og vanddamp, udgør en
udfordring i forhold til at fjerne disse fra rumfartøjers kabineatmosfære (et forseglet miljø).
Opstartsidé: Eleverne kører en beskidt vandprøve gennem et aktivt kulfilter og måler
bakterieantal før og efter.
Kernestof:
Teknologi: Teknologi- og miljøvurdering
– teknologi som teknik, viden, organisation og produkt
– teknologiudvikling som lineær og interaktiv udvikling
– teknologivurdering som konsekvensvurdering, helhedsvurdering og konstruktiv vurdering
– globale, regionale og lokale miljøeffekters årsager og virkninger
– miljøvurdering, vurdering af materialer og produkters påvirkning af miljøet.
Biologi:
– cellens opbygning og udvalgte celleorganellers overordnede funktion, herunder forskelle på
plante-, dyre-, svampe- og bakterieceller
– mikroorganismers vækst og vækstfaktorers betydning for denne
– enzymers opbygning og funktion og elementær enzymkinetik
– et eksempel på en bioteknologisk metodes anvendelse i produktion
– eksempler på biologiske reguleringsmekanismer og deres betydningen for opretholdelse af et
stabilt indre miljø
– energiomsætning i celle, individ og økosystem, herunder fotosyntese, respiration, gæring og
energistrømme
– eksempler på stofkredsløb og betydningen af menneskets indgreb i disse
31
– et eksempel på anvendelse af biologisk viden med henblik på miljøbeskyttelse
Kemi:
– stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og
isomeri
– simple kemiske beregninger, herunder stofmængdeberegning og pH-beregning
– kvantitative og kvalitative analyser
– anvendelser af kemi i hverdag og inden for teknik, produktion og teknologi.
Eleverne skal i et problemorienteret projektarbejde:
formulere en problemstilling, der omhandler ”Recirkulation i Rummet
indsamle og bearbejde informationer, så de kan dokumentere deres problemstilling
udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse problemet
Aktivitetsoversigt:
Uge Aktivitet
1 Projektoplæg udleveres
2 Virksomhedsbesøg
3 Projektbeskrivelse afleveres
4 Ideudvikling, design, konstruktion
5 Ideudvikling, design, konstruktion
6 Ideudvikling, design, konstruktion
7 Ideudvikling, design, konstruktion
8 I værkstedet – fremstilling af produkt
9 I værkstedet – fremstilling af produkt
10 I værkstedet – fremstilling af produkt
11 Projektrapport og produkt afleveres
12 PP Fremlæggelse
Tidsforbrug:
- Det forventes at eleverne kan bruge 3-4 lektioner om ugen til gennemførelse af hele
forløbet.
32
Materialeoversigt:
- Da det vil være meget forskelligt hvilke materialer eleverne vil få brug for, er det elevernes
ansvar i samarbejde med læreren at få bestilt/fundet materialer til eget projekt.
Forsøgsbeskrivelser:
- Hvis der indgår forsøg, eksperimenter eller undersøgelser skal disse være beskrevet så
detaljeret, at de kan gennemføres uden forfatterenes viden om forløbet. Da eleverne selv
designer og udfører forsøgene, er det eleverne der producerer forsøgsbeskrivelser.
- Det er et krav til eleven at der skal indsættes skitsetegninger/illustrationer/billeder af
forsøgsopstillinger og forsøgsbeskrivelser mv.
Dataark
– eleverne medtager følgende i teknologirapporten:
- Eventuelle ark til opsamling af data, indsættes i forløbet
- Nødvendige informationer, specifikationer, data der skal bruges for at kunne lave forløbet.
Links:
http://www.nasa.gov/pdf/146558main_RecyclingEDA%28final%29%204_10_06.pdf
33
Titel på forløb: Rummad
Eventuel virksomhed: MemPhys, SDU
Kort beskrivelse af
forløb:
I rummet er mad en udfordring. Der er ingen tyngdekraft, så
krummer og dråber svæver omkring. Duftmolekyler cirkuleres
ikke uden tyngdekraft, så maden dufter ikke og bliver kedelig.
Dette har en ikke ubetydelig indflydelse på humøret hos
astronauter.
Eleven skal i et problemorienteret projektarbejde:
Formulere en problemstilling, der omhandler ”Rummad”
Indsamle og bearbejde informationer, så de kan
dokumentere deres problemstilling
Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse
problemet
Søgeord/tags: kost, sundhed, rummad, http://www.spacekids.co.uk/spacefood/
Niveau: 1. G 2.G
Fag der indgår i
forløb:
Kemi, biologi & Teknologi
Studieretninger: Alle
Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt: 10-12 uger
Kernestof Teknologi - Produktudvikling
Biologi
Kemi
34
Uge Aktivitet
1 Projektoplæg udleveres
2 Virksomhedsbesøg
3 Projektbeskrivelse afleveres
4 Ideudvikling, design, konstruktion
5 Ideudvikling, design, konstruktion
6 Ideudvikling, design, konstruktion
7 Ideudvikling, design, konstruktion
8 I værkstedet – fremstilling af produkt
9 I værkstedet – fremstilling af produkt
10 I værkstedet – fremstilling af produkt
11 Projektrapport og produkt afleveres
12 PP Fremlæggelse
Beskrivelse af forløbet
I rummet er mad en udfordring. Der er ingen tyngdekraft, så krummer og dråber svæver
omkring. Duftmolekyler cirkuleres ikke uden tyngdekraft, så maden dufter ikke og bliver
kedelig. Dette har en ikke ubetydelig indflydelse på humøret hos astronauter. Tubemad bliver
kedeligt og mangler lækker tekstur. Smagen begrænses til sur, sød, salt, bitter og umami. Dette
bevirker at astronauter mister appetitten og får svært ved at vedligeholde deres krop, da de
ikke indtager de nødvendige kalorier og næringsstoffer. En fremtidsvision er rumkapsler, hvor
astronauter dyrker jordnødder, spinat, kål, ris mm., men dette er endnu ikke teknisk muligt.
35
Opstartsidé: Lad eleverne leve af astronautmad projektets første dag.
Eleven skal i et problemorienteret projektarbejde:
Formulere en problemstilling, der omhandler ”Rummad”
Indsamle og bearbejde informationer, så de kan dokumentere deres problemstilling
Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse problemet
Da der er tale om et teknologiforløb, skal eleverne selv sørge for at nedenstående bliver
udarbejdet.
Kernestof:
Teknologiforløbet dækker kernestoffet i de emner som eleverne vælger at fordybe sig i.
- HTX
Teknologi - Produktudvikling
– metoder til idéudvikling
– systematisk produktudvikling med faserne behovserkendelse, behovsundersøgelse,
produktprincip, produktudformning og produktionsforberedelse
– form og funktion i forbindelse med design af udvalgte produkter
– produktionsformer, enkeltstyks-, serie- og masseproduktion.
Biologi
– udvalgte organsystemers opbygning og funktion
- opbygning af og eksempler på biologisk betydning af kulhydrater, fedtstoffer, proteiner
Kemi
– stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og
isomeri
– simple kemiske beregninger, herunder stofmængdeberegning og pH-beregning
Fag/studieretninger der indgår i forløbet
Aktivitetsoversigt og lektionsplan
36
- Oversigt over antallet af lektioner der skal forventes for at gennemføre hele forløbet
- Oversigt over progression af lektionerne
Samarbejdsmuligheder
- Lokale fødevarervirksomheder
Materialeoversigt
- Angivelse af materialer ud over det der må forventes at kunne findes i basissamlingen
- Henvisninger til relevante websteder hvor materialer kan købes
Forsøgsbeskrivelser
- Hvis der indgår forsøg, eksperimenter eller undersøgelser skal disse være beskrevet så
detaljeret, at de kan gennemføres uden forfatterens viden om forløbet.
- Hvis det er nødvendigt, skal skitsetegninger/illustrationer/billeder af forsøgsopstillinger
mv. indsættes.
Dataark
- Hvis der findes ark til opsamling af data, indsættes de i forløbet
- Nødvendige informationer, specifikationer, data der skal bruges for at kunne lave forløbet.