Faldskærmen
Uden luftmodstand ville en fjer og en sten falde lige hurtigt. Med faldskærme kan eleverne se, hvor meget luften bremser. De bygger skærme i forskellige størrelser og finder sammenhængen mellem areal og faldtid.
Hvordan påvirker faldskærmens areal den tid, det tager at falde?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Stopur, digitalt | 192800 | 1 pr. gruppe |
| Målebånd 3 m | 192630 | 1 pr. gruppe |
| Lineal 30 cm | 580012 | Til at måle skærmen |
| Kern vægt 500 g/0,01 g (EHA 500-2) | 806037 | Til at veje faldskærm og last |
| Bevægelsessensor, trådløs | PS-3219 | Til at se fald og hastighed |
Andet udstyr: plastposer eller affaldssække; snor; modellervoks eller en lille figur som last; saks og tape.
Sikkerhed
Når faldskærmene slippes fra en trappe eller en stol, skal der være en voksen til stede, og området under skal være afspærret.
Sådan gør I
- Klip kvadrater af plastpose med sidelængde 10, 20, 30 og 40 cm.
- Bind en snor på 30 cm i hvert hjørne og saml snorene i en knude med en klump modellervoks på 10 g.
- Slip den mindste faldskærm fra en fast højde på ca. 2,5 m og tag tid, til den rammer gulvet.
- Gentag tre gange og find gennemsnittet.
- Gør det samme med de andre faldskærme og notér arealet og faldtiden i en tabel.
- Tegn en graf med areal på x-aksen og faldtid på y-aksen.
Med PASCO-sensor
Læg den trådløse bevægelsessensor PS-3219 på gulvet, så den peger opad, og slip faldskærmen lige over den. SPARKvue viser afstand og hastighed som funktion af tid.
Eleverne kan se, at hastigheden først stiger og derefter bliver konstant. Det er faldskærmens sluthastighed, også kaldet terminalhastighed.
Hvad sker der?
Tyngdekraften trækker faldskærmen nedad, mens luften skubber imod. Luftmodstanden bliver større, jo hurtigere faldskærmen falder, og jo større arealet er.
Når luftmodstanden er lige så stor som tyngdekraften, holder faldskærmen op med at accelerere og falder med konstant fart. En stor skærm når den balance ved en lavere fart.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvilken faldskærm faldt langsomst, og hvorfor?
- Bliver faldtiden dobbelt så lang, når arealet bliver dobbelt så stort?
- Hvad sker der, hvis I gør lasten tungere?
- Hvorfor har rigtige faldskærme et hul i toppen?
Til læreren
Faldtiderne bliver korte, så de fleste grupper får store usikkerheder med stopur. Lad gerne eleverne filme faldet med mobilen og tælle billeder for at få mere præcise tider.
Differentiering: Yngre elever sammenligner blot stor og lille. Ældre elever arbejder med kræfter, terminalhastighed og med, at sammenhængen ikke er lineær.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
