1189 "Vipp, vei og vinn! Newton-Camp Vest-Agder"

10.00: praktisk info, inndeling i grupper
10.15: litt teori og evt. en enkel grubleoppgave (vektstang) og hviskelek (presisjon)
11.00: planlegging og bygging av vippe
12.30: lunsj
13.15: avslutte bygging/klargjøre for konkurranser
13.45: oppgaver/konkurranser
15.30: oppsummering, premiering og opprydding
16.00: avslutning

 Elevgruppa på 20 deles inn i grupper på 4. Det vil være en voksen som følger/støtter i arbeidet til hver gruppe. 

Historie/bakgrunn – vektskål:
Ei skålvekt er et instrument som skal måle massen til en gjenstand/legeme. Skålvekta sammenlikner gjenstandens masse med en referansemasse (lodd).

Denne typen vekter har vært i bruk i mange hundre år. Blant de eldste funnene fra middelalder-Oslo (tidlig 1000-tall) er deler av en skålvekt. Håndholdte balansevekter og vektlodd er ikke uvanlige i gravfunn fra vikingetiden. Det som mest sannsynlig ble målt opp på disse vektene var gull, sølv, mynter, apotekervarer og krydderier. Skålvekten var handelsmannens spesielle redskap.

Skålvekta benytter vektstangprinsippet. Prinsippet med vektstang var godt kjent et par tusen år f.Kr, men det var den kjente matematikeren og fysikeren Arkimedes (287 f.Kr – 212 f.Kr) som gav de første utførlige beskrivelsene av prinsippet. Hans vektstanglov ble formulert omtrent slik:

Størrelser er i likevekt ved avstander omvendt proporsjonale med deres vekter.

Arkimedes ble så begeistret over denne oppdagelsen at han utbrøt: «Gi meg et fast punkt i universet, og jeg skal flytte jorden».

Prinsippene om vektstang er brukt i utallige sammenhenger. Arkimedes konstruerte noen store kastemaskiner – katapulter – som kastet digre steiner langt avgårde. Innen byggekunsten er vektstangprinsippet brukt både for å etablere store bruspenn og til å reise store statuer. Det finnes et vell av tekniske oppfinnelser som bruker denne loven: vekta, biljekken, vippebrua, skrujernet skiftenøkkelen, spettet, brekkjernet osv.

Fysikken bak – vektskål/vippe:

                                            

(Skålvekt, bilde fra NDLA)




En vektstang kan dreie om et fast punkt og blir påvirket av krefter i motsatte retninger. Størrelsen på de enkelte dreiekreftene kalles dreiemomenter.
Når vektstangen er i likevekt er den utsatt for to like store, men motsatt rettede krefter. Dreiemomentet finnes ved å multiplisere kraften med avstanden til aksen (det faste punktet). Vi sier ofte kraft x arm.
            F2 · D2 =  F1 · D1

Elevene skal bruke det de kan om vekt og vektstangprinsippet til å bygge en vippe som kan brukes som vekt.

Oppgaven er todelt:

• Først del går ut på å bygge selve vippa. Det er opp til elevene om de vil ha det faste punktet på midten eller ikke. Kriteriene som vippa/arbeidet vurderes etter vil være kvalitet, nøyaktighet, kreativitet og samarbeid.
• Andre del går ut på å bruke vippa som vekt. Resultatet her vil bli avgjort etter hvor nøyaktig de forskjellige gjenstandene blir veid inn.

Før byggingen starter vil elevene få en gjennomgang av hva som er viktig å passe på når en skal lage et produkt som dette. Kriteriene som oppgavene måles etter vil samsvare med dette.

Newton Oppgave 1 – PLANLEGGING / BYGGING
Med utgangspunkt i det dere kan om vekter og vektstangprinsippet skal dere nå bygge en vippe som skal brukes til å veie forskjellige gjenstander. Det er opp til dere om dere vil ha det faste punktet midt på vippa eller ikke.

Først skal dere tenke gjennom hvordan dere skal bygge vippa og lage en prosjektplan. Denne planen skal inneholde

• Gruppenavn/gruppemedlemmer
• Enkel skisse som viser vippa
• Mål/lengder på materialer dere ønsker å bruke
• Oversikt over verktøy dere ønsker å bruke

Prosjektplanen skal godkjennes av en leder før dere begynner å bygge.

Lengden på vippa skal være mellom 1,5 og 2 meter. Høyden skal være minimum 50 cm (til toppen av vektarmen). Vippa må minimum tåle 5 kg vekt på hver side. Det må også være mulig å stable stein og andre materialer på endene av vippa. Vippa må kunne stå uten støtte når gjenstandene veies inn og den må tåle å flyttes.

Når vippa/arbeidet skal vurderes vil det bli lagt vekt på:

• Definerte mål (lengde (mellom 1,5m-2m), høyde (minst 50 cm til vippa))
• Kvalitet/robusthet (at vippa kan stå av seg selv, at den kan flyttes på, at den tar mist 5 kg på hver side)
• Kreativitet/design
• Samarbeid/innsats

Dere kan få inntil 5 poeng på hvert kriterium, til sammen maks 20 poeng.


Newton Oppgave 2 – TESTING
Så er det tid for å teste at alt virker som planlagt…..

1) Ved å bruke en ei bøtte, et målebånd og vann skal dere ved hjelp av dumpehuska finne eksakt 5 kg stein. 2 poeng til beste lag.

2) Dere skal så finne et nytt lass med stein som gir så god likevekt som mulig med første lass.

De to steinlassene vil så bli veid på en vekt av en leder. Avviket hver av haugene har fra 5 kg og differansen mellom de to haugene bestemmes. Den gruppa som har minst totalt avvik vinner konkurransen. 2 poeng til beste lag.

3) Finn og vei inn 500 g mose. 2 poeng til beste lag.

4) Finn og vei inn 1 kg kvist. 2 poeng til beste lag

5) Finn og vei inn 3,5 kg grus/sand. 2 poeng til beste lag

6) Finn vekten på utdelt mengde ved. 2 poeng til beste lag

7) Svar på grubleoppgavene om vektstang. 6 poeng for riktig svar (2 poeng per grubleoppgave)

8) Så noen spørsmål om det dere har jobbet med i dag:

• Hva er dere mest fornøyd med av det dere har fått til i dag?
• Hva er dere mest overrasket over av det dere har erfart i dag?
• Hva er dere mest fornøyd med når det gjelder samarbeidet i gruppa?

2 poeng for å ha svart på alle spørsmålene.