Startsættet Energi, Arbejde, Effekt - NRGI.dk

Startsættet ENERGY, WORK, Energi, POWER Arbejde, STARTER Effekt SET
LEGO DACTA TM
LEGO DACTA Lærernotater Teacher Notes og and Arbejdsark Worksheets til LEGO for LEGO DACTA DACTA Sæt Set 9680 # 9 680
Mikro Værkstedet A/S
2009680 Mikro Værkstedet A/S
side 614.122.336

INDHOLD
Indholdsfortegnelse
Indledning 3
Oversigt over udstyr 4
Kom godt i gang 5-7
Vurderingsideer 8-10
Information om specielle byggeelementer 11-12
Elektriske målinger 13-14
Oversigt over aktiviteter 15
Kapitel 1 Introduktion til energi 16
Kapitel 2 Potentiel energi 17-20
Kapitel 3 Kinetisk energi 21-26
Kapitel 4 Kinetisk energi bliver til elektrisk energi 27-32
Kapitel 5 Lagring af energi 33-48
Kapitel 6 Projekter 49-58
Ordliste 59-60
side 2

VELKOMMEN
Indledning
Velkommen til eLAB og Startsættet 9680 - Energi, Arbejde, Effekt. Med dette sæt kan eleverne udforske
energibegrebet.
Startsættet 9680 - Energi, Arbejde, Effekt er det første byggesæt i det nye eLAB produkt fra LEGO
Dacta. eLAB systemet omfatter en række nye produkter som udforsker energibegrebet, elektricitet og
miljø. Eksempler på begreber som bliver behandlet i dette sæt: energiformer og energikilder, omdannelse,
overføring og lagring af energi, såvel som forholdet mellem energi, arbejde og effekt. Den røde tråd i
aktiviteterne er: Energi finder vi overalt. Vi kan ikke skabe eller ødelægge energi - vi kan dog omforme
eller overføre energien fra en form til en anden som tilfredsstiller vore behov.
Det efterfølgende byggesæt i produktserien eLAB er sæt 9681 - Vedvarende energi som bygger på de
grundlæggende begreber som bliver gennemgået i Startsættet: Energi, Arbejde, Effekt.
Startsættet 9680 Energi, Arbejde, Effekt er beregnet til at være første trin i at udforske energibegrebet.
Det er det første i et to-trins system og er grundlaget for 9681 - Vedvarende energi, som gennemgår tre
vedvarende energikilder: vind, vand og solenergi. Startsættet 9680 - Energi, Arbejde, Effekt kan også
bruges uafhængigt af det andet sæt, det vil sige til at studere fundamentale energiprincipper.
Startsættet 9680 - Energi, Arbejde, Effekt dækker i alt 4 grupper med totalt 8-16 elever. Når I er færdige
med Sættet 9680, kan I fortsætte med Sættet 9681 - vedvarende energi, for at udvide de grundlæggende
begreber. I kan udforske vedvarende energikilder og processer i denne forbindelse. ( I dette perspektiv
anbefaler vi at 3 sæt om vedvarende energikilder bliver brugt (1 for hver energikilde) og at 9680 tjener
som et ressourcesæt med ekstra udstyr, som kondensator og motorer til aktiviteterne der knytter sig til
vedvarende energikilder.)
Mikro Værkstedet A/S
+
side 3

Oversigt over udstyr
Startsættet Energi, Arbejde, Effekt
Artikel nummer: 9680
Sættet Vedvarende Energi
Artikel nummer: 9681
Lærervejlednings-CD-rom indeholdende: Lærernotater og arbejdsark
til sættene 9680 og 9681 samt et illustrativt inspirationsmateriale.
Hele materialet leveres på CD-rom sammen med en mappe.
LEGO kondensator
Artikel nummer: 9916
LEGO kondensator er inkluderet i Startsættet 9680 - Energi, Arbejde,
Effekt. Ekstra kondensatorer kan købes separat.
LEGO Solpanel
Artikel nummer: 9912
LEGO Solpanel er inkluderet i Sættet 9681 - Vedvarende Energi.
Ekstra Solpaneler kan købes separat.
E N E R GY, WORK, POWER STARTER SET
LEGO DACTA TM Teacher Notes and Worksheets for LEGO DACTA Set # 9 680
RENEWABLE ENERGY SET
2009680 4.122.336
LEGO DACTA TM Teacher Notes and Worksheets for LEGO DACTA Set # 9 681
2009681 4.122.335
side 4

Kom godt i gang
Notater til læreren og arbejdsark
Aktivitetspakken til Startsættet - Energi, Arbejde, Effekt er udviklet for at støtte forskellige
læringsaktiviteter for dig og dine elever. Disse noter er ideoplæg og ikke en fuldstændig lærervejledning.
Du vil naturligvis tilpasse din undervisning til elevernes baggrund og erfaring med temaet energi og
overførsel af energi. Elevernes alder og generelle færdigheder vil også påvirke dit valg af hvilke kapitler
og aktiviteter du vil bruge. Det er en af grundene til at målinger af arbejde og effekt er udsat til kapitel 6,
Projekter.
Efterhånden som du arbejder dig gennem aktiviteterne, vil du lægge mærke til at det handler om at forstå
energibegrebet, gennemføre målinger og foretage undersøgelser. Denne pakke indeholder også en førtest
og en test efter afsluttet undervisning. Aktiviteterne er bygget op af seks kapitler. Disse kapitler er:
Kapitel 1: Introduktion til energi
Kapitel 2: Potentiel energi
Kapitel 3: Kinetisk energi
Kapitel 4: Kinetisk energi bliver til elektrisk energi
Kapitel 5: Lagring af energi
Kapitel 6: Projekter
ELEVAKTIVITETER
Undersøgelse: bruge enkle modeller til at introducere begreber, energi og energioverførsler
Udforskning: bruge modellerne til at teste en hypotese eller udforske en forbindelse til at
forstærke disse begreber
Problemløsning: bruge elevernes kundskab til at designe og udvikle bedre systemer eller indretninger
Inspirationsmaterialet til energibegrebet
Inspirationsmaterialet til energibegrebet giver indgående information om energibegrebet og vedvarende
energi. Du finder mange eksempler på energioverførelse i fortid og nutid sammen med brug af
vedvarende energikilder, som vil være til hjælp når du introducerer emnet i klassen. Emnerne som er
omtalt i elevaktiviteterne refererer til Inspirationsmaterialet til energibegrebet.
Inspirationsmaterialet til energibegrebet finder du på CD-rommen.
Mikro Værkstedet A/S
side 5

Sortering af udstyr
Startsættet 9680 - Energi, Arbejde, Effekt består af 2 røde kasser med:
4 blå sorteringsbakker
4 byggevejledninger
4 oversigtskort over byggeelementer
Sættet er designet til at opnå maksimalt udbytte af »hands on« aktiviteter. Hvert 9680-sæt består af fire
ens sæt som indeholder byggeelementer sådan at de fire grupper kan bygge de samme ting samtidig (8-16
elever, afhængig af hvor store grupperne er).
Når du skal organisere sættet for brug i klasseværelset vær venligst opmærksom på følgende:
Elementerne er blandet i poserne og der er derfor ikke direkte sammenhæng mellem poser og
sorteringsbakkerne; poserne må åbnes og sorteres efterhånden.
Efter at du har fjernet alt indhold fra de røde kasser, placerer du to blå sorteringsbakker i hver af to de
røde kasser.
Brug oversigtskortet over byggeelementerne som nøgle til at sortere elementerne i deres respektive rum i
de fire kasser. Når alt er sorteret, skal alle fire kasser indeholde nøjagtig de samme elementer.
Når de blå kasser er ordnet, placerer du et oversigskort over byggeelementerne og to byggevejledninger i
hver kasse som et låg. Placer derefter et klart plastlåg over hver af de røde kasser.
4x 6x 6x 10x
6x 1x 2x 4x
2x 2x 2x 2x
1x 2x 2x
2x
2x
4x
2x
3x
2x
2x
2x
12x
8x
2x 2x
2x
3x
2x
2x
4x
1x 1x
1x 2x
2x
2x 2x
6x 1x
2x
1x
2x
5x
2x
2x
4x
2x
2x
4x
1x
4x
4x
4x
2x
2x 4x 2x
1x
4x
4x
4x
2x
2x
© 1999 LEGO Group. 4.122.341
side 6

Organisering af arbejdet
Undervisningstiden er meget begrænset i natur/teknik, og det er begrundelsen for at vi lægger så stor
vægt på at bruge de samme modeller til forskellige eksperimenter. Det er ikke meningen at eleverne skal
bruge tid på at bygge nye modeller til hver time.
(Derfor kan alle modeller som har med solenergi at gøre, bygges på samme tid).
Tips i dagligdagen:
* mærk opbevaringskasserne til de færdigbyggede modeller
* en ”tabt og fundet”- kasse til elementer som er i overskud
* husk at eleverne skal kontrollere at der ikke ligger noget på gulvet efter timen
* sørg for at der er et lager af elementer som bevirker at arbejdet ikke stopper selv om noget skulle
mangle
* alt byggearbejde kan udføres på en serveringsbakke eller i låget til kassen sådan, at I reducerer faren for
at noget falder på gulvet og bliver væk
* nummerer hvert minisæt og lad hver gruppe få det samme sæt hver gang sådan, at de bliver ansvarlig
for deres eget materiale.
HELE KLASSEN
* Skal lære de grundlæggende principper om energi og energioverføring
* Skal demonstrere med modeller
* Skal uddybe og diskutere resultater
GRUPPER
* Skal følge strukturerede arbejdsark
* Skal arbejde sammen for at planlægge og foretage målinger på modellerne
* Skal lære at arbejde som gruppe og præsentere resultater sammen
INDIVIDUELT
* Eleven lære at registrere egne resultater og kombinere dem med andres resultater
* Eleven præsentere egne resultater
Mikro Værkstedet A/S
side 7

Vurderingsideer
Elevernes selvvurdering
Selvvurdering bidrager til, at udvikle uafhængige elever. En enkel måde for eleverne, til at vurdere hvad
de har lært, er ved at føre dagbog. Hyppig skrivning udvikler ikke bare dygtighed skriftligt, men bidrager
også til større kvalitet i diskussionen i kasseværelset. Eleverne bliver bedre forberedt på sådanne
diskussioner og på problemløsning. Skrivning kræver tænkning, og det er tænkende elever vi ønsker at
udvikle.
Her er nogle forslag til spørgsmål som eleverne kan bruge i selvvurderingen:
Hvad lærte jeg?
Hvor godt lærte jeg det?
Hvor sjovt synes jeg det var? Hvad synes jeg var mest og mindst sjovt? Hvorfor?
Hvordan kan jeg bruge det jeg har lært i dagliglivet?
Hvor godt arbejdede min gruppe sammen? Hvordan kan dette samarbejde blive bedre?
side 8

Energi bliver målt i (sæt en cirkel om det rigtige svar):
A: newton B: euro C: hertz D: joule E: watt (1 point)
En modelbil bliver holdt halvvejs op på en skråplan.
a Hvordan ændrer energien sig hvis du slipper bilen?
……………………………………………………………………….. (1)
b Når du har sat bilen tilbage på skråplanet, hvordan kan du give den mere energi?
………………………………………………...................................... (1)
c Hvordan kan du fordoble energimængden i punkt b ovenfor?
……………………………………………………………………….. (1)
d Et stykke papir monteres ovenpå bilen på skråplanet.
Bilen bliver sluppet. Bilen vil ikke bevæge sig så langt som tidligere. Forklar hvorfor.
……………………………………………………………………….. (1)
Du har følgende udstyr til rådighed:
(A) (B) (C) (D)
a. Hvilke dele: A, B, C eller D ville du bruge til at få lys i lampen og fortæl
hvad du ville gøre for at få den til at lyse.
Jeg ville bruge ……………………………………………………….. (1)
For at få den til at lyse ville jeg ……………………………………… (1)
Hvordan kan du tilføre energi til
a en elastik? ........................................................................... (1)
b et lod? ........................................................................... (1)
c en kondensator? ................................................................ (1)
d et svinghjul? ........................................................................... (1)
Mikro Værkstedet A/S
Navn: ....................................
Klasse: ..................................
Dato: .....................................
Førtest: __________ Eftertest: ____________
side 9

Løsningsforslag
Energi bliver målt i (sæt en cirkel om det rigtige svar):
A: newton B: euro C: hertz D: joule E: watt (1 point)
En modelbil bliver holdt halvvejs op på en skråplan.
a Hvordan ændrer energien sig hvis du slipper bilen? Når det ruller ned af skråplanet, bliver
potentiel energi omdannet til kinetisk energi (1)
b Når du har sat bilen tilbage på skråplanet, hvordan kan du give den mere energi?
Start højere oppe (1)
c Hvordan kan du fordoble energimængden i punkt b ovenfor?
Gør starthøjden dobbelt så høj. (1)
d Et stykke papir monteres ovenpå bilen på skråplanet. Bilen bliver sluppet. Bilen vil ikke bevæge
sig så langt som tidligere. Forklar hvorfor. Der bruges energi for at skubbe luft til side. (1)
Du har følgende udstyr til rådighed:
(A) (B) (C) (D)
a. Hvilke dele: A, B, C eller D ville du bruge til at få lys i lampen og fortæl hvad du ville gøre for at
få den til at lyse.
Jeg ville bruge A, B C og D (1)
For at få den til at lyse ville jeg sætte håndtaget A på motor/generatoren.
Bruge ledning D til at forbinde B med lampen C. Dreje håndtaget på motoren/generatoren (1)
Hvordan kan du tilføre energi til
a en elastik? Gør den længere
b et lod? Løft loddet op
c en kondensator? Oplade kondensatoren
d et svinghjul? Få svinghjulet til at dreje
Navn: ....................................
Klasse: ..................................
Dato: .....................................
Førtest: __________ Eftertest: ____________
side 10

Information om specielle
byggeelementer
LEGO kondensator
Se side 29-31 i byggevejledningen til 9680 for flere tekniske specifikationer.
Kondensatorenheden indeholder en kondensator på 1 farad (1 F) og en ekstrakreds
sådan, at den kan bruges sammen med motoren/generatoren og solpanelet. Kredsen
beskytter også mod spændinger op til 18 volt i hver retning.
FORBIND KONDENSATOREN:
Kondensatoren vil ikke blive fuldt opladet hvis den bliver forkert forbundet eller hvis
generatoren roterer den forkerte vej. Det er vigtig at forbinde den præcis sådan som vist, i
byggevejledningerne til 9680 side 18 og at rotere generatoren med uret. Når den roterer
med uret, bliver positiv ladning genereret på generatorens venstre side
(vist med en rød klods).
En tilsvarende og negativ ladning bliver dannet på den højre side til generatoren
(vist med en sort klods).
LADNING AF KONDENSATOREN FØRSTE GANG ELLER EFTER AT DEN HAR
VÆRET UDE AF DRIFT ET STYKKE TID:
Giv eleverne det råd at de altid oplader kondensatoren til LED-indikatoren lyser rødt, for så
at bruge motoren til at tømme kondensatoren. Den vil på det tidspunkt være klar til, at give
konsistente resultater i elevernes eksperimenter.
Det tager længere tid at lade kondensatoren op, efter at den ikke har været i brug et stykke
tid, end når den bliver ladet op flere gange efter hinanden. Dette skyldes at alle
kondensatorer, også LEGO kondensatoren, taber ladning med tiden. Som eksempel kan vi
nævne, at motoren må have en spænding på mindst 1 V for at virke.
Hvis du lader kondensatoren helt op og forbinder den til motoren, og lader motoren kører
til den stopper, så vil den stoppe når spændingen til kondensatoren falder til 1 V. Når du så
lader den op igen, øger du blot spændingen fra 1 V til 2,5 V, og ikke fra nul som du skal
gøre hvis kondensatoren er helt tømt.
GEMT ENERGI:
Hvis du lader kondensatoren til 2,5 V, vil den gemme omtrent 3,1 J. Hvis motoren stopper
når spændingen er 1 V, vil det være omtrent 0,5 J igen i kondensatoren.
Den energi som er tilgængelig for overførsel er derfor 3,1 J - 0,5 J = 2,6 J.
BEHANDLING AF KONDENSATOREN
* hold kondensatoren tør
* kortslut ikke kondensatoren
* undgå fysiske skader
Mikro Værkstedet A/S
side 11

Information om specielt udstyr
LEGO Solpanel
Se side 29-31 i byggevejledningen 9680 for flere tekniske specifikationer.
Læg mærke til at solpanelet ikke er inkluderet i Startsættet 9680 - Energi,
Arbejde, Effekt. Den kan købes separat på Mikro Værkstedet eller som en del
af Sættet 9860 - Vedvarende energi.
Solpanelet er monteret i en højkvalitets plastramme med
tilkoblingsmuligheder til standard LEGO elementer. Den er udviklet til at
kunne bruges under et bredt spektrum af temperatur og lysforhold. Ideelt skal
den helst monteres sådan, at lyset falder vinkelret ind på solpanelets
overflade.
Hvis dele af solpanelet bliver dækket, for at variere effekten, anbefaler vi at
tildækningen sker horisontalt, parallelt med de 9 huller på toppen. Hvis vi
dækker den til vertikalt, fra side til side, så vil kredsen blive brudt.
Den ideelle lyskilde er fuldt sollys. Vær forsigtig hvis I bruger glødelampe
som lyskilde. Almindelige glødelamper producerer masser af varmeenergi, og
den bør kun bruges i korte perioder. I skal sørge for at lampen ikke placeres
for tæt på solpanelet ( mindst 8 cm derfra).
BEHANDLING AF SOLPANELET
* solpanelet er ikke vandtæt
* solpanelet må ikke kortsluttes
LEGO motoren
Se side 29-31 i byggevejledningen 9680 for flere tekniske
specifikationer.
LEGO motor er en kombineret motor og gearkasse. Gearkassen reducerer
rotationshastigheden til akslen, ned til en brugbar rotationshastighed på 350
rpm. Motoren starter med en spænding ned til 1 V, men pas på at spændingen
ikke overskrider maksimumsværdien på 9 V.
BRUGT SOM GENERATOR:
LEGO motoren kan også blive en elektrisk generator. Når akslen til motoren bliver drejet rundt, bevæger
spolen sig i et magnetfelt. Der bliver induceret en elektrisk strøm i spolen. Glidekontakterne eller
børsterne inden i motoren leder strømmen til kontaktpunkterne. Når den bliver brugt som en motor,
reducerer gearkassen rotationshastigheden til spolen. Når den bliver brugt som en generator, så sørger
gearkassen for at hastigheden til spolen bliver høj. Når du bruger motoren som generator, skal du ikke
øge hastigheden (geare) mere end du kan rotere akslen med hånden.
BEHANDLING AF MOTOREN
* motoren er ikke vandtæt
* max spænding på 9 V skal ikke overskrides
* motoren skal ikke være forbundet til spændingskilden uden at akslen kan rotere
* kortslut ikke motoren, når den bruges som generator.
side 12

Elektriske målinger
Efter at have udforsket energibegrebet sådan som det er tilrettelagt i
denne pakke, kan det være, du har lyst til at udvide brugen af dette
materiale til også at inkludere en introduktion til elektriske målinger.
VOLTMETRE
Et voltmeter bliver brugt til at måle spænding eller elektriske
potentialeforskelle i elektriske kredse. Voltmetre bliver altid forbundet
i parallelforbindelse. Måleenheden er volt (V).
AMPEREMETRE
Et amperemeter bliver brugt til at måle elektrisk strøm i en ledning.
Amperemetre bliver forbundet i serie. Måleenheden er ampere (A).
Hvis du ønsker at bruge LEGO Energi udstyr til sådanne målinger, skal
du lave nogle tilpasninger sådan at ledningerne passer til det
måleudstyr du bruger. Som altid når det gælder elektrisk udstyr, skal
du sørge for at du laver målinger som er sikkerhedsmæssigt
forsvarlige.
Hvis du vil udføre disse målinger, så anbefaler vi at du bruger bananstik med en beskyttende kappe.
Disse koblinger udsætter ikke udstyret for nogen løse ledninger og tillader komponenterne, at blive
forbundet på en sikker måde. Du må under ingen omstændighed putte ledninger ind i elektriske
stikkontakter.
Et enkelt arbejdsark til eleverne finder du på næste side.
Mikro Værkstedet A/S
side 13

Elektriske målinger
Et amperemeter måler elektrisk strøm som går igennem en elektrisk
kreds. Et voltmeter måler den elektriske spænding som ”skubber” den
elektriske strøm rundt i en kreds.
Lad os lave nogle målinger med amperemeter og voltmeter.
VI BRUGER VOLTMETER
1. Brug en ledning til at forbinde din generator til en lampe.
2. Sæt voltmeteret til lampen sådan som figuren viser. Voltmeteret er nu
forbundet parallelt med lampen.
3. Drej generatoren med uret. Observer hvad der sker med viseren på
voltmeteret. Hvis viseren bevæger sig den forkerte vej, skal du skifte
kontaktpunkter på voltmeteret.
a Hvor mange volt brugte du til at få lampen til at lyse? …………. V
b Hvad sker med spændingen hvis du drejer generatoren langsomt rundt
og derefter hurtigt rundt? ………………………………..
4. Indsæt amperemeteret i kredsen sådan som figuren viser. Amperemeteret
er nu forbundet serielt.
5. Drej generatoren med uret. Observer hvad der sker med viseren på
amperemeteret. Hvis viseren går den forkerte vej, skal du skifte
kontaktpunkter på amperemeteret.
a Hvor mange ampere var nødvendigt for at få lampen til at lyse?…... A
b Hvad sker der med strømmen hvis du drejer generatoren langsomt rundt
og derefter hurtigt rundt? …………………………………..
Dette har jeg lært
…………………………………………………
…………………………………………………
side 14

Oversigt over aktiviteterne
Kapitel 1 Introduktion til energi
1 A Hvad er energi?
Kapitel 2 Potentiel energi
1 B Det er hårdt arbejde!
2 B Brug en gearkasse
Kapitel 3 Kinetisk energi
1 C Fuld speed fremad
2 C Luftmodstand: Hvilken kraft!
3 C Det som går op, skal komme ned
Kapitel 4 Kinetisk energi bliver til elektrisk energi
1 D Vi laver elektrisk energi
2 D Vi forbinder en generator til en motor
3 D Kan du få noget ud af ingenting?
Kapitel 5 Lagring af energi
1 E Lagring af energi i en elastik
2 E Elastikmotor
3 E Lad os måle!
4 E Lagring af kinetisk energi
5 E Lagring af elektrisk energi
6 E Hvor meget energi?
7 E Hvor effektiv er den elektriske kondensator?
8 E Strømforsyningen
Kapitel 6 Flere projekter
1 F Må den bedste elastik vinde!
2 F Energispild: fakta eller fiktion?
3 F Effektelevatoren
4 F Kapløb til toppen!
5 F Fuld speed fremad
Mikro Værkstedet A/S
side 15

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 1: Introduktion til energi
Hvad er energi?
Mål for aktiviteten
* Energi finder vi overalt omkring os
* Energi kan forekomme i mange forskellige former
* Energi kan omdannes fra en form til en anden
* Vi kan ikke ødelægge eller skabe energi
Diskussion
* Spørg eleverne hvad de tror energi er for noget, og lav en liste med ting som kræver energi for at virke.
Lav plakater med resultaterne.
* Understreg at vi har brug for energi, for at leve. Vores energi kommer fra den mad vi spiser. Diskuter
energiforbrug i dagliglivet. Store dele af vor energi kommer fra solen.
Energiformer
* Diskuter at energi kan have mange forskellige former
* Klassen kan samlet udvikle en liste med forskellige energiformer, som for eksempel:
varmeenergi, lys, lyd, kemisk, elektrisk, kærnekraft, bevægelse eller kinetisk, beliggenheds eller potentiel.
* Introducer enten de dagligdags begreber beliggenhedsenergi/bevægelsesenergi eller de mere
naturfaglige navn potentiel/kinetisk. Det kan være ønskelig at vente med at introducere mere specifikke
begreber af potentiel energi (gravitation, elastik etc.) til senere i undervisningsforløbet.
Energioverførsel
* Diskuter loven om energibevarelse og energioverførsel. Forklar at nogle energioverførsler er særdeles
brugbare, mens andre energioverførsler er uønskede og ikke så brugbare.
* Elever kan tegne en tabel over energioverførsler som tabellen nedenunder.
Energioverførselsdiagrammer bliver diskuteret senere, men det kan være at du ønsker at introducere dem
på nuværende tidspunkt.
1.
2.
3.
4.
Energiomformer
Energi ind Energi ud Anden energi ud
vindmølle vind mekanisk elektrisk
Aktivitetsark
Inspirationsmaterialet til energibegrebet giver mere dybdeinformation om energi i verden omkring os,
deriblandt hvordan vi laver, lagrer og transporterer energi. Du vil også finde mange eksempler som du
kan bruge i introduktionen af energibegrebet i din klasse.
1A
side 16

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 2: Potentiel energi
Det er hårdt arbejde!
Mål for aktiviteten
* En kraft er nødvendig for at kunne løfte en genstand
* Der bliver udført et arbejde når vi løfter en genstand
* Kraft bliver målt i newton (N) og energi bliver målt i joule (J)
* En genstand får potentiel energi når den bliver løftet
Diskussion
* Bestem på forhånd hvor stor masse loddet skal have for at
aflæsningen på kraftmåleren skal blive brugbar. Tag også med i
betragtning den næste aktivitet (2 B), hvor I skal bruge en gearkasse
som giver en meget mindre målbar kraft.
* Understreg at en kraft skal bruges, til at løfte en genstand og at
arbejde bliver udført når en kraft får flyttet sit angrebspunkt.
Ekstra opgave
Diskuter forholdet mellem arbejde, kraft og bevægelse.
Mikro Værkstedet A/S
Udført arbejde (J) = kraft (N) x længde (m) i kraftens retning
Denne formel kan bruges til at udregne energien i et lod.
Eksempler på elevsvar
.
3. Elevsvarene vil variere.
4. Elevsvarene vil variere.
5. Elevsvarene vil variere.
6. Gravitation ( nogle elever vil måske inkludere friktion)
7a Det falder
7b Lasten mister potentiel energi og får kinetisk energi
DETTE HAR JEG LÆRT
* Hvordan jeg skal bruge spillet og kraftmåleren for at måle i newton
* Lasten har potentiel energi på toppen, og får kinetisk energi når den falder.
Aktivitetsark
1B
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 17

Arbejdsark
Navn ...................................
Kopieringsoriginal
KAPITEL 2 : Potentiel energi 1B Navn ...................................
Dato ....................................
Ekstra udstyr: målebånd, følsom kraftmåler, lod som kan hænges op, krog
Det er hårdt arbejde!
Lad os bruge et spil til at løfte en tung genstand
1. Skaf eller byg et modelspil som vist på side 2-4 i
byggevejledningen.
2. Få din kammerat til at holde modellen, så tråden går over kanten
på bordet.
3. Fæst krogen til tråden.
Brug en kraftmåler. Hvor stor er kraften på krogen?
………………………………………. (antag at 100 g = 1 N)
4. Drej på spillet indtil krogen er fri fra gulvet. Noter hvor let eller
hvor tungt det er at dreje.
Brug kraftmåleren til at måle kraften som er nødvendig for at dreje
håndtaget.
Kraftmåleren måler ………………………….. N
5. Derefter placerer du et målebånd/metermål tæt på krogen, og
tæller hvor mange gange du drejer håndtaget rundt for at hæve en
passende vægt, lad os sige 10 cm eller 20 cm.
Det tager …………. Omdrejninger at løfte krogen …………. cm
6. Hvis den løftede kraft på kraftmåleren er for lille, til at kunne
måles, skal du hænge et større lod på krogen.
Hvilke kræfter skal du overvinde, for at løfte loddet?
……………………………………………………….
7. Når du løfter loddet, tilfører du beliggenhedsenergi (potentiel energi) til
loddet.
Energi bliver målt i joule (J).
Slip spillet når loddet er på toppen.
a. Hvad sker med loddet? ..……………………………………
b. Hvilke energioverførsel finder sted? ……………………….
DETTE HAR JEG LÆRT
…………………………………….
……………………………………..
side 18

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 2: Potentiel energi
Brug en gearkasse
Mål for aktiviteten
* Gearkassen er en kraftforstærker
* Spillet skal køre flere gange, for at løfte en genstand når vi bruger en
gearkasse, og antal omdrejninger er knyttet til gear-forholdet
(udvekslingsforholdet).
Diskussion
* Den gule gearkasse virker som en kraftforstærker. Det er nu meget
nemmere at løfte loddet. Den teoretiske kraftforstærkning er lig med
gearforholdet i gearkassen.
* Friktionstab forhindrer at gearkassen yder lige så meget som den
teoretiske kraftforstærkning.
* Den gule gearkasse er gearet ned med forholdet 24: 1. Med mindre I
har en meget sensitiv kraftmåler, vil det ikke være muligt at måle
kraften på håndtaget nu. Forskellen mærker du alligevel nemt når du
drejer på håndtaget.
* Begreberne arbejde og energi, bør gennemgås igen, hvis det er
længe siden.
Eksempler på elevsvar
1. 24 gange
2. Elevsvarene vil variere
3a. Lettere
3b. Elevsvarene vil variere
3c. Det falder ikke
4a. Elevsvarene vil variere
4b. Elevsvarene vil variere
4c. Elevsvarene vil variere
DETTE HAR JEG LÆRT
* Ved at bruge en gearkasse, bliver det nemmere at løfte genstande
* Vi skal løfte meget længere (dreje mere på spillet) når vi bruger en
gearkasse
* Gearforholdet bestemmer hvor mange gange vi skal dreje på håndtaget når
løftekraften bliver mindre
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
2B
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 19

Arbejdsark
Navn ...................................
Kopieringsoriginal
KAPITEL 2 : Potentiel energi 2B Navn ...................................
Dato ....................................
Ekstra udstyr: målebånd, følsom kraftmåler, lod som kan hænges op, krog
Brug en gearkasse
Lad os undersøge om det er lettere at løfte når spillet har en gearkasse
1. Skaf eller byg modellen af et spil på siderne 5-6 i byggevejledningen. Tæl
hvor mange gange du må dreje håndtaget for at få spillet til at køre en gang
rundt.Hvor mange gange drejede du?
…………………………… omdrejninger
2. Gentag undersøgelsen med gearkassen i Aktivitet 1 B.
Brug den samme krog og det samme lod.
Kraften på krogen var ……………. N (antag at 100 g = 1 N)
3. Drej på spillet til krogen slipper gulvet. Brug en følsom kraftmåler til at
måle kraften der blev brugt, til at dreje håndtaget.
a Var det tungere eller lettere at dreje håndtaget med gearkassen?
……………………………………………………………..
b Kraftmåleren viser ……………….. N
c Slip håndtaget. Hvad sker der med krogen?
......………………………………………………………….
4. Herefter placerer du målebåndet tæt på tråden med krogen, og tæller hvor
mange gange du drejer håndtaget for at hæve krogen den samme højde som
du gjorde i aktivitet 1 B.
a Det tog ……….. omdrejninger for at løfte krogen ….. cm
Hvor mange omdrejninger skulle der til for at du kunne løfte krogen med
b spillet? ………… omdrejninger
c spillet og gearkassen? …………….. omdrejninger
DETTE HAR JEG LÆRT
………………………………………………………….
…………………………………………………………
side 20

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 3: Kinetisk energi
Fuld speed fremad
Mål for aktiviteten
* Bilen taber potentiel energi og får kinetisk energi
når den kører nedad et skråplan
* Bilen vil køre længere, hvis vi placerer den højere op på skråplanet
* Jo højere skråplanet er, jo større potentiel energi får bilen og jo større
bliver den kinetiske energi
* Registrere resultater og fremstille dem grafisk
Diskussion
* Skråplanet bør gå jævnt over i en horisontal del. Det kan du gøre, ved at
tape et stykke tyndt karton til skråplanet nederst. Prøvebanen bør være så
jævn som muligt.
Eksempler på elevsvar
4a. Højere eller lavere placering ændrer den potentielle energi
4b. Gør højden til skråplanet større
4c. Hastigheden steg og stoplængden var længere
4d. Ved at øge højden til skråplanet, øger vi også den kinetiske energi
4e. For at få et mere nøjagtigt resultat
DETTE HAR JEG LÆRT
* Jo højere skråplanet er, jo hurtigere kører bilen og jo længere kører den.
* Bilen har potentiel energi på toppen af skråplanet.
* Når bilen bevæger sig ned ad skråplanet, taber den potentiel energi og får kinetisk energi.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
1C
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 21

Arbejdsark
Navn ...................................
Kopieringsoriginal
KAPITEL 3 : Kinetisk energi 1C Navn ...................................
Dato ....................................
Ekstra udstyr: målebånd, følsom kraftmåler, lod som kan hænges, krog
Fuld speed fremad
Lad os bruge et skråplan til at lave potentiel energi om til kinetisk energi.
På et horisontalt plan vil friktionen sænke bilens hastighed. Afstanden
den kører giver os et mål for bilens kinetiske energi.
1. Skaf eller byg testbilen på siderne 7-9 i byggevejledningen. Sæt skråplanet
op med en lille hældning. Marker en jævn testbane i fortsættelsen af
skråplanet.
2. Mål højden til skråplanet. Placer bilen på toppen. Slip den. Når den standser,
måler du hvor langt den kørte fra nedre ende af skråplanet.
Gennemfør to forsøg endnu. Fuldfør første række i tabellen.
3. Gentag forsøget i trin 2, for 3 forsøg endnu. Du øger højden til
skråplanet med nogen få centimeter hver gang.
4. Fuldfør tabellen.
Højden på skråplanet (cm) Afstand før bilen standser
Forsøg 1
Forsøg 2
Forsøg 3
Forsøg 4
a Hvorfor er det vigtigt at starte bilen fra samme sted på skråplanet hver gang?
………………………
b Hvordan øgede du den potentielle energi til bilen?
…………………………………….
c Hvilken virkning havde det på bilens hastighed og stoplængde?
……………………………………..
d Hvilken virkning havde det på bilens kinetiske energi?
……………………………………..
e Hvorfor er det vigtigt, at udføre flere målinger i hvert forsøg?
……………………………………..
Ekstra opgave
Tegn en graf som viser længde som funktion af skråplanets højde.
DETTE HAR JEG LÆRT
…………………………..…………………………..
…………………………..…………………………..
Måling 1 Måling 2 Måling 3 Gennomsnit
side 22

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 3: Kinetisk energi
Luftmodstand - hvilken kraft!
Mål for aktiviteten
* Luftmodstand reducerer hastigheden til genstande som bevæger sig
* Energi bruges til at skubbe luften væk, som står i vejen for køretøjet,
og denne energi bliver ikke tilgængelig for bilen.
Diskussion
* Dette forsøg er ligesom det forrige forsøg. Denne gang skal højden
på skråplanet holdes konstant, mens luftmodstanden øges ved at øge
arealet på papstykket der står på tværs af bilens bevægelsesretning.
Almindelige postkort eller tilsvarende kort kan give passende
luftmodstand.
* Eleverne bør finde ud af, at noget af bilens energi bliver brugt til at
skubbe luft til siden. Denne energi bliver ikke tilgængelig som kinetisk
energi for bilen. Bilen kommer ikke så hurtigt ned ad skråplanet.
Bilens stoplængde efter skråplanet giver os et mål for bilens kinetiske
energi.
* Bildesignere prøver, at gøre bilerne så glatte og strømlinjede som
muligt for at reducere luftmodstanden. Dette gør at bilen udnytter
benzinen på en mere effektiv måde. Dette forhold kan I tit finde i
bilmagasiner og brochurer som luftmodstands- koefficienten C. Jo
lavere C værdi, desto bedre.
Eksempler på elevsvar
Elevernes metoder til at præsentere resultaterne vil variere med
deres undersøgelser.
DETTE HAR JEG LÆRT
* Jo flere kort (med større flade), jo langsommere kører bilen.
* Luftmodstand får bilen til, at køre langsommere
* Energi skal der til, for at få luften væk fra bilen.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
2C
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 23

Arbejdsark
Navn ...................................
Kopieringsoriginal
KAPITEL 3 : Kinetisk energi 2C Navn ...................................
Dato ....................................
Ekstra udstyr: lille skråplan, klodser eller stativ for at kunne hæve skråplanet, målebånd, 3
pap-plader a 15 cm x 10 cm og tape.
Luftmodstand - hvilken kraft!
Vi kender alle til hvor vanskeligt det er at cykle mod vinden. Biler og
andre hurtigkørende køretøjer er strømlinjeformede for at reducere
luftmodstanden.
Lad os undersøge virkningen af luftmodstanden på en testbil.
Fastgør papkort til bilen for at undersøge den virkning de har, på
bilens hastighed.
* Skaf eller byg en testbil som vist på siderne 7-9 i byggevejledningen.
* Fastgør et papkort som vist på figuren til højre.
Overvej:
* hvordan du vil sætte skråplanet og testbanen op. Se arbejdsark 1 C.
* hvor du vil starte bilen
* hvordan du vil registrere dine resultater, overskrifter i tabellen etc.
* hvilke faktorer du vil holde konstant
* hvordan du vil præsentere dine resultater og rapportere tilbage til
klassen
Forslag:
* For at ændre på luftmodstanden kan du bruge tape til,
at fastgøre et kort til bilen.
* Derefterr kan du fastgøre endnu et kort på toppen af det forrige for at
give endnu mere luftmodstand.
Dette har jeg lært
……………………………………..……………………………………..
……………………………………..……………………………………..
side 24

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 3: Kinetisk energi
Mål for aktiviteten
* Friktionen reducerer hastigheden på en bil
* Friktion fører til, at noget af den kinetiske energi bliver omdannet til varmeenergi
Diskussion
* Diskuter hvor på bilen du vil måle højden når den står på skråplanet
* Diskuter virkningen af friktion i en motor og andet maskineri og hvordan ingeniører bruger olie, til at
smøre overflader som er udsat for friktion. Du skal selvfølgelig ikke smøre nogen af LEGO delene.
* I de fleste mekaniske systemer bliver noget af energien omdannet til varmeenergi.
* Som en tillægsdemonstration kan du sætte et U-formet stykke af en gardinskinne op. Fastgør den med
klips til et stativ, og rul en tung metalkugle fra den ene ende til den anden. I dette tilfælde vil friktionen
være mindre, men stor nok til at kuglen standser efter et stykke tid.
* Grupper skal arbejde sammen i større team for, at fuldføre denne aktivitet.
Eksempler på elevsvar
2a. Den gik ikke så langt op.
2b. Den rullede tilbage på skråplanet og op på den anden side.
2c. Det var friktion mellem overfladerne, så energi var nødvendig for at overvinde friktionen
Ekstra opgave
Grafen vil vise en markeret mindre højde. Hvor meget højden aftager vil afhænge af friktionen i
de forskellige modeller.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
Det som går op, må komme ned
3C
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 25

Kopieringsoriginal
KAPITEL 3 : Kinetisk energi
Ekstra udstyr: Du skal bruge to sæt af udstyret fra arbejdsark 1 C
Opgaven
Arbejdsark
3C
Kan bilens kinetiske energi blive omdannet til potentiel energi?
Lad os placere to skråplan mod hinanden og undersøge.
1. Skaf eller byg en testbil som er vist på siderne 7-9 i byggevejledningen. Arbejd sammen med en
anden gruppe, sæt skråplanene op mod hinanden (se figuren), så de danner en V-form.
Tjek at skråplanene har samme højde.
2. Placer bilen på toppen af det ene skråplan. Slip den og læg mærke til hvor langt den kører.
a Kørte bilen ligeså højt op på det andet skråplan?
…………………………………………..
b Hvad skete der mere?
………………………………………….
c Hvor forsvandt den ”tabte” energi hen?
………………………………………….
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Det som går op, må komme ned
Ekstra opgave
Marker og mål højden som bilen kører på hvert skråplan.
Overvej hvilket punkt på bilen, du vil bruge som målepunkt. Tegn et søjlediagram eller en
graf som viser højden som bilen kører hver gang.
side 26

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 4: Kinetisk energi bliver
til elektrisk energi
Vi laver elektrisk energi
Mål for aktiviteten
* Elektricitet bliver lavet når akslen på en motor bliver drejet rundt
* Når en motor bliver brugt på denne måde kaldes den
en generator eller dynamo
* Tegne energioverførselsdiagram
Diskussion
* Bemærk at de to grønne brikker på »motoren« viser at den nu er en
generator
* Til at begynde med, er det nemt at dreje på generatoren, fordi vi kun
skal overvinde friktionen. Når en lampe bliver forbundet, bliver elektrisk
energi omdannet til lys og varmeenergi og ekstra arbejde skal udføres for
at dreje generatoren.
* Energioverførselsdiagram er en fin måde, at vise energiovergangerne på.
De viser både de nyttige og de unyttige energioverførsler.
Eleverne bør kunne tegne diagrammer for nogle af de overgange som
allerede er studeret.
* Inspirationsmaterialet til energibegrebet indeholder yderligere information
om elektrisk energi.
Ekstra opgave
Hvis en passende kraftmåler er tilgængelig, bør eleverne måle
rotationskraften som er nødvendig for at dreje generator-akslen før og
efter at lampen er forbundet.
Eksempler på elevsvar
2a. Let
2b. Mekanisk/kinetiske energi
3. Vanskeligere
4. Kinetisk energi til elektrisk energi
5. Energi er nødvendig for, at lave den ekstra elektriske energi som er nødvendig for at
lampen skal lyse. Derfor må mere arbejde udføres for at dreje på akslen.
6. Elektrisk energi bliver lysenergi
7. Varmeenergi
DETTE HAR JEG LÆRT
* Når du drejer på akslen til en motor, bliver der lavet elektrisk energi.
* Hvordan vi skal tegne et energioverførselsdiagram
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
1D
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 27

Kopieringsoriginal
Ekstra udstyr: ingenting
Vi har alle prøvet at koble en motor til et batteri og set motoren dreje.
Motoren omdanner elektrisk energi til kinetisk energi.
Lad os undersøge om vi kan bruge en motor til at lave elektrisk energi.
1. Sæt en stor trisse på motorakslen. En grå lille brik udgør et godt håndtag. Sæt
to grønne brikker på for at vise at vi bruger motoren som generator for at
danne elektrisk energi.
2. Drej på håndtaget og mærk hvor let den kører.
a Var det let eller tungt at dreje rundt?
…………………………………………………
b Hvilken slags energi overfører du når du drejer på håndtaget?
………………………………………………………..
3. Når vi bruger motoren til at lave elektrisk energi, kalder vi det engen
erator. Nogle gange kalder vi den også en dynamo. De grønne brikker
viser, at motoren bliver brugt som generator.
Forbind en lampe til den ene ende af ledningen og forbind den anden ende til
motoren/generatoren. Drej på håndtaget for at få lys i lampen. Mærk hvor
nemt den drejer. Var det lettere eller tungere at dreje end tidligere?
…………………………………………………………………….
4. Noter den energioverførsel som finder sted i generatoren.
Fra ………………… til ………………………….
5. Forklar hvorfor det er tungere at dreje på håndtaget når lampen er forbundet.
………………………………………
………………………………………
6. Noter den nyttige energioverførsel, der finder sted i lampen.
Fra ………………………. til …………………………
7. Hvilken form for energi får vi fra lampen som vi ikke får gavn af?
…………………………………………………….
Det er ofte en fordel at tegne et energioverførselsdiagram.
Dette er et energioverførselsdiagram for en lampe.
Jo bredere pilene er, jo mere energi er tilstede.
Dette har jeg lært
………………………………………..
………………………………………..
Arbejdsark
KAPITEL 3 : Kinetisk energi blir
til elektrisk energi
1D
Vi laver elektrisk energi
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Elektrisk
energi
ind
Lysenergi ud
Varmeenergi
ud
side 28

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 4: Kinetisk energi bliver
til elektrisk energi
Mål for aktiviteten
* En generator kan lave nok elektricitet til at få en motor til at dreje
* Jo hurtigere vi drejer på generatoren, jo hurtigere kører motoren.
Diskussion
* Eleverne bør finde ud af, at det kræver ekstra arbejde for at dreje
generatoren når motoren er tilkoblet, ligesom da lampen var koblet til.
* De bør også finde ud af, at vi ved at øge hastigheden på generatoren,
også øger omdrejningshastigheden til motoren
* Det er vigtigt at etablere gode rutiner for senere arbejde, derfor skal
eleverne vende sig til, at mærke motoren med to grønne brikker når de
bruger den som en generator.
* Denne aktivitet kræver to motorer pr. gruppe. Hvis ekstra motorer ikke
er tilgængelige, må grupper gå sammen og samarbejde for at få nok
udstyr.
Eksempler på elevsvar
2. Motoren kører.
3. Da vi drejede håndtaget hurtigere, kørte motoren hurtigere,
og langsommere da vi drejede langsommere.
4. Elevsvarene vil variere.
5. Energioverførelsesdiagram
6.
DETTE HAR JEG LÆRT
* At en generator kan drive en motor.
* At hastigheden på motoren afhænger af hastigheden på
generatoren.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
Vi kobler en generator til en motor
Elektrisk
energi
Varme
Kinetisk
energi
Kinetisk energi
Varme
2D
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
Elektrisk
energi
side 29

Arbejdsark
Lad os undersøge om vi kan bruge vores generator til at drive en motor.
1. Tilslut en motor til en generator med en ledning. Sæt et stort svinghjul på
hver. Brug en lille grå brik som håndtag. Sæt to grønne brikker på den der
skal være generator.
2. Drej håndtaget på generatoren. Følg med i hvad der sker med svinghjulet
på motoren.
Hvad sker med den anden motor?……………………………….
3. Drej hurtigere på håndtaget, derefter lidt langsommere. Hvad sker med
motoren?
…………………………………………………
4. Brug en kraftmåler til at måle hvor stor kraft du skal bruge, for at dreje
generator-hjulet.
Hvor stor kraft skulle du bruge? ………………… N
5. Tegn et energioverførselsdiagram for motoren.
6. Tegn et energioverførselsdiagram for generatoren.
2D
DETTE HAR JEG LÆRT
………………………………..………………………………..
………………………………..………………………………..
Navn ...................................
Kopieringsoriginal
KAPITEL 4 : Kinetisk energi bliver
Navn ...................................
til elektrisk energi
Dato ....................................
Ekstra udstyr: kraftmåler. Læg mærke til at I har en motor i sættet. I skal derfor skaffe jer
endnu en motor fra læreren, eller I må arbejde sammen med en anden gruppe.
Vi kobler en generator til en motor
side 30

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 4: Kinetisk energi bliver
til elektrisk energi
Mål for aktiviteten
* At designe en undersøgelse om effektiviteten på et generator/motor system.
* Systemet kan ikke være 100 % effektivt.
Diskussion
* Ment som en åben undersøgelse hvor eleverne gør deres egne valg omkring
målinger og hvor tit målinger bør udføres.
* En mulig strategi er at sammenligne antal omdrejninger på generatoren og på
motoren i et givet tidsinterval.
* Nogle elever kan behøve hjælp til, at forstå begrebet effektivitet, andre kan nemt
gå videre, og beregne effektiviteten i procent.
Eksempler på elevsvar
Svarene vil afhænge af de individuelle løsninger på denne undersøgelse.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
Kan du få noget ud af ingenting?
3D
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 31

Problemløsning
Er generator/motor-systemet en effektiv måde at overføre energi på?
Ekstra udstyr: Ingenting
ARBEJDSARK
Kopieringsoriginal 3D
KAPITEL 4 : Kinetisk energi bliver
til elektrisk energi
Kan du få noget ud af ingenting?
Opgaven
Brug udstyret fra arbejdsark 2 D til at undersøge hvor meget energi du tilfører
systemet og hvor meget du får ud.
Overvej:
* hvordan du vil måle energi ind i systemet, og energien ud af systemet
* hvilke målinger du vil foretage og hvor mange
* hvordan du vil registrere og præsentere resultaterne
* hvordan du vil præsentere dine konklusioner
Ekstra opgave
Hvordan bliver effektiviteten ændret når du kobler en lampe til motoren?
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 32

Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Lagring af energi i en elastik
Mål for aktiviteten
* Energi kan blive lagret i en elastik
* Energien i en elastik kan øges ved at strække elastikken, og jo mere energi i elastikken, jo
længere kan bilen køre.
Diskussion
* Dette arbejdsark indeholder en enkel opstilling, som skaber aktiviteten. Eleverne skal opmuntres
til, at lave deres egne udgaver af forsøgene. Det kan være på sin plads at diskutere, nogle ønskede
sider ved forsøget. Det gælder blandt andet muligheden, for at forlænge elastikken en bestemt
længde så det bliver muligt at tilføre den samme energimængde hver gang.
* Et godt designet forsøg vil tilfredsstille kriterierne i punktene som er gennemgået under
overskriften »Overvej«.
* Overvej når grafen for udvidelse som funktion af kørt længde, skal tegnes: valg af enheder på
akserne, nøjagtighed når du skriver punktene ind fra tabellen, resultaterne må ikke modsige
hinanden, hvordan kontroleres målinger som ikke stemmer overens med andre resultater etc.
* Præsentationen for klassen kan godt være en kort tale, en video, en plakat, en side i et magasin
eller en præsentation på skolens intranet etc.
* Inspirationsmaterialet til energibegrebet indeholder mere information om opbevaring af energi.
Eksempler på løsninger
Aktivitetsark
1E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 33

Du skal bruge energi til at forlænge en elastik. Energien bliver gemt som elastikenergi (potentiel energi).
Vi kan udnytte denne energi, ved frigørelse af elastikken.
Opgaven
Problemløsning
ARBEJDSARK
Kopieringsoriginal 1E
KAPITEL 5 : Kinetisk energi bliver
til elektrisk energi
Lagring af energi i en elastik
Skaf eller byg en testbil som vist på siderne 7-9 i byggevejledningen. Design og byg en enkel
elastisk katapult som kan sende din bil hen ad en testbane.
Dit design skal indeholde:
* en måde som sikrer, at bilen får lige meget energi hver gang
* en måde at ændre energimængden som er gemt i elastikken
Overvej:
* hvordan du vil bedømme et godt design
* hvordan du vil gøre det til en retfærdig test
* hvordan du vil måle energien som er gemt, og den der bliver frigjort
* hvordan du vil registrere dine målinger
* hvilke grafer du vil tegne
* hvordan du vil præsentere dine resultater og konklusioner for resten af klassen
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 34

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Elastikmotoren
Mål for aktiviteten
* En indretning til at gemme elastikenergi, kalder vi nogle gange en
elastikmotor
* Elastikken gemmer en form for potentiel energi som vi kalder
belastningsenergi
Diskussion
* Få testbilen bygget før timen med eleverne, så spares der tid
* Eleverne skal være fortrolige med låsemekanismen på elastikmotoren
sådan at uønskede udladninger af energi ikke finder sted
* Læg vægt på behovet for en jævn testbane, en let bilmodel kan køre galt
på en ujævn bane
* Inspirationsmaterialet om energibegrebet indeholder mere information
om lagring af energi
Eksempler på elevsvar
3 a Armen flytter sig tilbage til sin ikke-forlængede position
(den bevæger sig fremad)
3 b Bilen kører fremad
3 c Når bilen kører fremad vil den midterste nogle gange koble fra
3 d Bilen kører ikke så langt
3 e Belastningsenergi
DETTE HAR JEG LÆRT
* Elastikmotoren kan lagre belastningsenergi
* Jo mere elastikken er forlænget, des mere energi er gemt.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
2E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 35

Kopieringsoriginal
Arbejdsark
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Elastikmotoren
Energi kan i nogle tilfælde gemmes i en elastik. Lad os lave en elastikmotor
og bruge den i en bil, som får en let tilgængelig energikilde via
elastikmotoren.
1. Skaf eller byg en elastikmotor som vist på siderne 11-17 i byggevejledningen.
Sæt den på din testbil.
2. Tjek at låsemekanismen på elastikmotoren er forbundet med gearhjulet. Dette
vil forhindre hjulet i at dreje indtil du er klar til at køre. Tjek at de tre gear på
siden er forbundet til hinanden.
3. Sæt bilen på testbanen, træk kontrolarmen til elastikken bagud. Frigør
låsemekanismen.
a Hvad sker der med kontrolarmen? ………………………………..
b Hvad sker der med bilen? …………………………..……………..
c Hvad sker der med gearene på siden af modellen?
……………………………………………………………..........…
d Hvad sker der hvis armen blot trækkes delvist tilbage?
…………………………………………….....……………….……
e Hvilken slags energi er gemt i elastikken?
………………………………………………………….....….……
DETTE HAR JEG LÆRT
……………………………………………………
……………………………………………………
2E
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 36

Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Lad os måle!
Mål for aktiviteten
* Kalibrering kalder vi det, når vi laver en nøjagtig måleskala
* At designe og at kalibrere en måleskala for en elastikmotor
Diskussion
* Bed eleverne om at forberede en præsentation af deres resultater for resten af
klassen
* De kan: forberede en tale, forberede en rapport for et teknisk magasin, designe en
serie med hjælpekort/instruktionskort for en yngre klasse etc.
* Rapporten og undersøgelsen skal dække punktene som er nævnt i ”Overvej” -
afsnittet.
Enkle løsninger
Aktivitetsark
3E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 37

Problemløsning
Kopieringsoriginal 3E
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Lad os måle!
ARBEJDSARK
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Nogle gange ønsker vi ikke, at bilen skal køre hele længden af testbanen. Det ville være nyttigt, at have
en skala som giver et nøjagtigt mål for hvor meget energi elastikmotoren indeholdt.
Opgaven
Design og lav en skala som passer til din bil. Den bør have markeringer som viser hvor langt
tilbage armen må trækkes, for at bilen skal køre den halve vej, en fjerdedel af vejen, tre fjerdedele
af vejen etc.
Overvej:
* hvad er et godt design
* betyder halvdelen på armen til elastikmotoren det samme som den halve vej for bilen?
* hvad slags form, skal skalaen have?
* hvor skal vi fastgøre skalaen på modellen?
* hvordan vil du kalibrere skalaen?
* hvor mange gange vil du gennemføre hvert forsøg
* hvilke målinger skal du udføre, og hvordan vil du registrere dine målinger
* hvordan vil du teste nøjagtigheden af din kalibrering
* hvordan vil du præsentere dine resultater.
side 38

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Lagring af kinetisk energi
Mål for aktiviteten
* Kinetisk energi kan lagres i et svinghjul
* Friktion reducerer hurtigt den lagrede kinetiske energi
Diskussion
* Diskuter energitab med eleverne. I dette tilfælde er det svært at beholde
den gemte energi, fordi friktionen hurtigt overfører energi til
varmeenergi.
* Diskuter brugen af svinghjul i bilen, hvor de bliver brugt til at give en
jævn gang i motoren mellem de forskellige takter
* Inspirationsmaterialet om energibegrebet indeholder mere information
om svinghjulet.
Eksempler på elevsvar
2. Elevsvarene vil variere.
3. Det er ikke nemt at få konsistente resultater.
4. Forsøge at skubbe med samme kraft og hastighed over den
samme længde. Giver ikke altid konsistente resultater.
5. Friktionen fra luften og i kuglelejerne danner varmeenergi.
DETTE HAR JEG LÆRT
* At svinghjulet lagrer kinetisk energi.
* At friktion hurtigt reducerer gemt kinetisk energi til varmeenergi.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
4E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 39

Kopieringsoriginal
Arbejdsark
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Ekstra udstyr: Testbane og målebånd
For at gemme kinetiske energi skal du have noget til at bevæge sig,
vedligeholde bevægelsen, sådan at energien er tilgængelig for dig når du
behøver den.
Et svinghjul kan bruges til at gemme kinetisk energi. Nogle legetøjsbiler
bruger svinghjul. Du skubber hårdt på dem, så slipper du dem og energien
som er gemt i svinghjulet holder bilen i bevægelse.
Svinghjul bliver brugt i bilmotorer for at få dem til at køre jævnt.
Lad os bygge et svinghjul.
Vi kan kalde det et lager for kinetisk energi.
1. Skaf eller byg svinghjulet på siderne 19-21 i byggevejledningen.
2. Skub bilen sådan at du giver bevægelse til svinghjulet. Flyt den hurtigt over
til testbanen og mål hvor langt den kører.
Hvor langt kørte din bil? ……………….. cm
3. Gentag trin 2. Er det nemt at få resultater som ikke afviger for meget fra
hinanden?…………………………………………………
4. Prøv om du kan udvikle en metode, der giver bilen den samme energi
hver gang.
Hvad gjorde du og blev resultaterne mere pålidelige?
………………………………………………………..
5. Hvordan bliver den tilgængelige energi ”tabt”?
…………………………………………………………
4E
Lagring af kinetisk energi
DETTE HAR JEG LÆRT
………………………………..…………………………………………..
………………………………..…………………………………………..
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 40

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Lagring af elektrisk energi
Mål for aktiviteten
* En kondensator kan gemme elektrisk energi
* Lagringsgrænsen bliver nået når den røde diode blinker
* Polariteten, det vil sige tilslutningspunkterne og retningen på strømmen,
skal iagttages.
Diskussion
* Refererer til side 11 i introduktionen for informationer om hvordan du
skal behandle LEGO kondensatoren
* Mind eleverne om, at de skal undersøge tilslutningspunkterne fra
generatoren til kondensatoren
* Som beskrevet på side 11 i introduktionen, skal du forsikre dig om at
kondensatoren er monteret rigtigt inden brug, så resultaterne bliver
pålidelige.
* Inspirationsmaterialet om energibegrebet indeholder mere information
om kondensatorer.
Eksempler på elevsvar
3. Den drejer langsomt i samme retning
4. Den drejer hurtigere og længere
5. Den drejer hjulet længere
DETTE HAR JEG LÆRT
Kondensatoren gemmer elektrisk energi.
* Jo mere elektrisk energi vi tilfører, desto mere får vi ud.
* Kondensatoren er fuldt opladet når den røde diode blinker. Så vil *
den ikke kunne gemme mere energi.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
5E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 41

Kopieringsoriginal
Vi ved at kemikalierne i et element eller et batteri (2 eller flere elementer)
kan give os elektrisk energi.
En elektrisk kondensator bruger ikke kemikalier til at gemme elektrisk energi.
Den er lavet af to metalplader med et tyndt isolerende lag imellem. Når du
oplader kondensatoren, overføres en positiv ladning (+) til den ene plade,
mens en negativ og numerisk lige så stor ladning overføres til den anden
plade. Det er ikke nogen ladning på nogen af pladerne på en tom kondensator.
Lad os bruge en elektrisk kondensator
Arbejdsark
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Ekstra udstyr: ingenting
5E
Lagring af elektrisk energi
Husk at give kondensatoren en startladning og aflad den med en motor.
1. For at undersøge om kondensatoren er tom, kan du koble den til en motor.
Motoren vil ikke køre hvis kondensatoren er afladet.
2. Monter et stort trissehjul til akslen på motoren, og fastgør en lille grå brik
som håndtag til hjulet. Monter to grønne brikker for at vise at det er en
generator.
3. Forbind kondensatoren og generatoren. Vær opmærksom på at du kobler
dem rigtigt sammen som vist på side 18 i byggevejledningen.
Drej håndtaget med uret nogle få gange, for så at slippe.
Hvad sker der med trissen?
………………………………………………
4. Når den er afladet (motoren standser), forsøg at dreje den 20 gange. Hvad
var forskellen fra forrige gang?
………………………………………………………
5. Denne gang skal du dreje håndtaget til den røde diode blinker og dermed
viser at kondensatoren er fuldt opladet.
Hvad var forskellen fra forrige gang?
………………………………………….
Husk at du altid kobler elementerne som vist, og altid drejer med uret. Hvis
du drejer den forkerte vej, vil du ikke være i stand til at lade kondensatoren
fuldt op. Vær ikke bekymret for at noget skal gå i stykker, fordi en speciel
kreds forhindrer at kondensatoren bliver ødelagt.
DETTE HAR JEG LÆRT
…………………………………………………………………………
................………………………………………………………………
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 42

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Hvor meget energi?
Mål for aktiviteten
* Jo flere omgange på generatoren, des mere energi bliver gemt i
kondensatoren og jo længere vil bilen køre.
* Når den er fuldt opladet, vil kondensatoren ikke kunne indeholde mere
energi.
Diskussion
* Afhængigt af hvor relevant det er: Denne aktivitet kunne også udføres
som en prøve eller eksamen hvor problemet bliver givet til eleverne uden
trin for trin instruktion. Eleverne bliver inviteret til at designe og foretage
undersøgelser selv.
* Forsikr dig om at kondensatoren er præpareret rigtigt for at give rigtige
resultater, som beskrevet på side 11 i Introduktionen.
* Grafen skal stige med stigende ladning. Den vil flade ud når
kondensatoren er fuldt opladet.
* Inspirationsmaterialet til energibegrebet indeholder mere information
om kondensatorer.
Eksempler på elevsvar
Grafen viser at et stigende antal omdrejninger på generatoren øger
den elektriske energi som bliver gemt i kondensatoren, indtil den er
fuldt opladet og ikke kan optage mere.
DETTE HAR JEG LÆRT
* Hvordan jeg skal bruge målt længde for bilen, som et mål for
elektrisk energi der er gemt i kondensatoren.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
K
K
K
6E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 43

Kopieringsoriginal
Lad os undersøge hvor langt en bil kan køre når vi bruger en
kondensator som energikilde. Den er opladet med en generator som er
drejet et antal gange.
NB: Husk at give kondensatoren en startladning, og at aflade den med en
motor.
1. Marker en jævn testbane på gulvet eller på en bænk.
2. Brug motoren som generator til at oplade kondensatoren. Brug den store
trisse og et håndtag. Drej 10 omgange, og hold så på trissen for at forhindre
den i at dreje. Kobl kondensatoren fra.
3. Erstat trissen med et 24 tænders gearhjul. Kobl motoren til din testbil.
Forsikre at gearhjulene går ind i hinanden.
4. Sæt testbilen på testbanen, kobl kondensatoren til, og mål hvor langt bilen
kører på 10 omdrejningers opladning. Registrér dine resultater i en tabel.
5. Gentag trin 2, 3 og 4. Hver gang øger du antal omdrejninger på generatorhåndtaget.
6. Tegn en graf der viser den afstand bilen bevæger sig som funktion af antal
omdrejninger.
Forklar formen på grafen
afstanden bilen
bevæger sig
......................................................................……………………………..
Dette har jeg lært
…………………………………………..
…………………………………………..
Arbejdsark
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Ekstra udstyr: testbane og målebånd
Hvor meget energi?
antal omdrejninger på
generatorhåndtaget
6E
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
K
K
K
side 44

Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Hvor effektiv er den elektriske
kondensator?
Mål for aktiviteten
* At måle effektiviteten til kondensator/motor systemet
Aktivitetsark
Diskussion
* Denne aktivitet er beregnet til at være en selvstændig undersøgelse. Det kan være nødvendigt at
sætte ”scenen” for denne undersøgelse og at diskutere med eleverne hvordan man måler energien i
kondensatoren, og energien den afgiver.
* En måde at undersøge på, vil være at skubbe bilen med kondensatoren en målt længde langs
testbanen for at lade kondensatoren op. Derefter kan de måle afstanden som bilen kører, når den
slippes.
* Vurder elevernes undersøgelse og resultaterne i forhold til de kriterier som du finder under
overskriften »Overvej«.
* Forsikr dig om at kondensatoren er rigtigt opladet som i beskrivelsen på side 11 i introduktionen,
så resultaterne bliver konsistente.
7E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 45

Ekstra udstyr: ingen ting
Opgaven
Problemløsning
ARBEJDSARK
Kopieringsoriginal 7E
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Hvor effektiv er den
elektriske kondensator?
Undersøg effektiviteten til kombinationen kondensator/motor.
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Overvej:
* hvordan du vil lave en retfærdig test
* hvordan du vil undersøge effekten på et skråplan
* hvor mange gange du vil gennemføre hvert testløb
* hvordan du vil måle energien der tilføres kondensatoren, og energien der frigøres fra den
* hvordan du vil registrere dine resultater
* hvordan du vil præsentere dine resultater
side 46

Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 5: Lagring af energi
Et ledningsnet
Mål for aktiviteten
* I et ledningsnet skal forsyningen svare til efterspørgselen
* Energi kan blive lagret i en kondensator og derefter blive brugt når
efterspørgselen er tilstede
Diskussion
* Diskuter hvordan efterspørgselen efter elektrisk energi ændrer sig
fra time til time i løbet af en dag. Undersøgelse af
fjernsynsprogrammet, er vigtigt, specielt i forhold til store
sportsarrangementer, for at kunne forudsige noget om efterspørgselen
efter elektricitet.
* Diskuter brugen af pumpeanlæg til at gemme vand, til at kunne
møde specielle toppe i efterspørgselen efter elektrisk energi
* Inspirationsmaterialet til energibegrebet indeholder mere information
om levering/fordeling af elektrisk energi.
* Denne aktivitet kræver flere motorer pr. gruppe. Hvis ekstra motorer
ikke er tilgængelige, skal flere grupper arbejde sammen i denne
aktivitet.
Eksempler på elevsvar
2a. Det stiger
2b. Hastigheden aftager og lysstyrken aftager
2c. Alle standser
3a. Det blev mindre
3b. Motoren kørte hurtigere og lampen lyste stærkere
4. Kraften blev mindre efterhånden som
kondensatoren blev opladet
5. Kondensatoren afleverede elektrisk energi og motoren
fortsatte med at køre
DETTE HAR JEG LÆRT
* Energitilførsel skal svare til efterspørgsel
* Energi kan blive gemt i en kondensator og så blive brugt til at
møde toppene i efterspørgselen.
Mikro Værkstedet A/S
Aktivitetsark
8E
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 47

Kopieringsoriginal
Vi kan ikke få mere ud af et energisystem end det vi tilfører det. Vi afleverer elektrisk
energi i hele landet gennem et netværk af ledninger som vi kalder elektricitetsforsyningsnettet.
NB: Husk at give kondensatoren en startladning, for så at aflade den gennem en
motor.
Lad os lave et forsyningsnet til elektrisk energi
1. Sæt et håndtag på, og grønne klodser på generatoren, og kobbel derefter en motor
til generatoren. Drej generatoren. Læg mærke til hvad der sker med motoren, og
hvor svært det er at dreje på generatoren.
2. Kobbel en lampe og en anden motor ind i kredsen. Drej generatoren med samme
hastighed og mærk efter, hvor svært det er at dreje nu.
Når du øger belastningen, hvad sker der så med:
a kraften der skal til for at dreje generatoren?………………………..
b motorer og lamper? ………………………………………..
c Hvad sker der med motoren når du stopper med at dreje på
generatoren?………………………………………..………
3. Brug endnu en generator i dit system.
Hvad sker der med:
a Kraften til at dreje på den første generator, når den anden også bliver
brugt? ……………………………………………….
b Motorer og lamper?……………………………………….
4. Det at have et rigtigt energiværk i reserve, klar til at overtage hvis noget skulle ske,
er meget kostbart. Lad os koble en kondensator til, for at kunne møde toppen i
efterspørgselen. Forbind en generator, kondensator og motor. Undersøg
tilslutningspunkterne. Drej håndtaget for at lave elektricitet til at drive motoren og
lade kondensatoren op. Hvad lægger du mærke til med kraften som du drejer med,
efterhånden som kondensatoren bliver opladet?...........................…………………
5. Kobbel en ekstra lampe på, eller en ekstra motor.
Hvad sker når du standser omdrejningen af generatoren?
………………………………………………………………….
Hydroelektriske energiværker kan blive brugt som energilagre. De kan blive taget
hurtigt i brug når efterspørgselen er stor. Nogle pumper vand tilbage til reservoiret
når efterspørgselen er lille.
Dette har jeg lært
……………………………………
……………………………………
Arbejdsark
KAPITEL 5 : Lagring af energi
Et ledningsnet
8E
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 48

Mål for aktiviteten
* Designe testudstyr for et sæt af elastikker
* Teste elastikken
* Forberede en rapport til et forbrugermagasin
Diskussion
* Testudstyret kan bygges på testbilen og elastikmotoren. Det vil være en grænse for
hvor store elastikker det er muligt at teste med udstyret.
* Eleverne kan komme frem til, at de kan lave bedre testudstyr baseret på arbejdet i
Kapitel 5, aktivitet 1 E.
* Vurder elevarbejderne ud fra kriterier som du finder i afsnittet ”Overvej”.
Enkel løsning
Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 6: Projekter
Må den bedste elastik vinde!
Aktivitetsark
1F
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 49

Problemløsning
Du arbejder for et forbrugermagasin. Du er blevet spurgt om du og dine kolleger kan teste elastikker for
at finde ud af hvilken elastik som egner sig bedst til at gemme energi. De ønsker sig en rapport med svar
på følgende spørgsmål. Materialet skal bruges i næste nummer af deres magasin.
* Hvilken elastik lagrer mest energi?
* Er to elastikker bedre end en?
* Er tykke elastikker bedre end tynde?
* Er lange elastikker bedre end korte?
ARBEJDSARK
Kopieringsoriginal 1F
KAPITEL 6 : Projekter
Må den bedste elastik vinde!
Opgaven
Design og lav testudstyr for at teste et sæt af elastikker
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Overvej:
* hvad slags testudstyr du vil bruge
* hvordan du vil tilrettelægge en retfærdig test, mellem forskellige typer og tykkelser af elastikker
* hvilke målinger du vil foretage
* hvordan du vil registrere dine målinger
* hvordan du vil præsentere dine resultater for læserne
side 50

Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 6: Projekter
Aktivitetsark
Energispild: fakta eller fiktion?
Mål for aktiviteten
* Bestemme om lys etc. på en bil bidrager til at tage energi ud af bilens energiforsyning
* Bruge en kondensator til at simulere energiforsyningen til en bil
* Designe, lede og rapportere undersøgelser
Diskussion
* Giv kun eleverne vejledning når det er nødvendigt. De bør være i stand til at bruge deres
erfaringer fra de tidligere aktiviteter.
* En løsning kan være at lade kondensatoren fuldt op, koble den til motoren på bilen, og
lad bilen køre hen ad testbanen. Derefter kan de gentage forsøget med en lampe i kredsen.
Det er muligt at lampen ikke vil lyse nævneværdigt, men effekten på den tilbagelagte
længde, vil være mærkbar.
* Forskellen mellem energibehovet for at køre en virkelig bil, og energibehovet til alt
elektrisk tillægsudstyr, vil måske ikke være så stor som i vort eksperiment, men princippet
er det samme.
* I forbindelse med denne ekstra opgave, kan du forklare og forstærke begrebet effektivitet
og reduktion i effektivitet.
2F
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 51

Problemløsning
Micks far kører altid med varmelegemerne i vinduet og i sæderne tændt. Han siger at det ikke har nogen
effekt på benzinforbruget i bilen. Du er optaget af at folk bruger værdifulde og uerstattelige
energiressourcer på en unødvendig måde.
Ekstra udstyr: testbane og målebånd
Opgaven
Design et enkelt forsøg, til at vise ham at det er energispild at have varmespiralerne tændte når
det ikke er nødvendigt. Det øger bilens energiforbrug.
Du må være i stand til at måle hvor langt bilen vil køre med og uden lys.
Ekstra opgave
Beregn tabet i effektivitet når lysene er tændt.
ARBEJDSARK
Kopieringsoriginal 2F
KAPITEL 6 : Projekter
Energispild: fakta eller fiktion?
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
side 52

Mål for aktiviteten
* Design en model som kan løfte mursten op på et bygningsstillads
* Foretag målinger og beregn arbejdet der bliver udført for at løfte murstenene op
* Udfør også andre målinger som f.eks. tidsmålinger, så du kan bestemme effekten på motoren.
Diskussion
* Dette projekt har en stigende sværhedsgrad. På sit letteste niveau består opgaven i at designe
forsøget, med en matematisk udvidelse, ved at beregne det aktuelle arbejde med at løfte mursten
eller lodder i en krog. I en videre udvidelse måles tiden sådan at effekten kan beregnes.
* En passende ændring ville være at koble motoren til et spil med gear og bruge en drivrem til
overføring af kraften. En opladet kondensator kan blive brugt som energikilde.
* Husk at måle kraften i newton og højden i meter når I skal beregne arbejdet som bliver udført,
ikke centimeter, til trods for den lille højde. Når I skal beregne effekten, skal tiden være angivet i
sekunder.
Enkel løsning
Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 6: Projekter
Effektelevatoren
Aktivitetsark
3F
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 53

Problemløsning
Kopieringsoriginal 3F
KAPITEL 6 : Projekter
Effektelevatoren
ARBEJDSARK
Thomas har irriteret sig i mange år over hvor tungt det er at løfte mursten op på stillads på bygninger.
Opgaven
Design og lav et system til at løfte mursten. Brug kondensatoren som energikilde. Brug lodder og en
krog eller byggeklodser.
Undersøg hvor meget energi din model har behov for til at løfte hver klods eller lod.
Husk at arbejde er defineret på denne måde:
arbejde (J) = kraft (N) x længde i kraftens retning (m)
Overvej:
* hvordan du vil arrangere dit forsøg
* hvilke målinger du vil foretage og hvordan du vil registrere dem
* hvordan du vil præsentere dine resultater for klassen
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Ekstra opgave
Effekt er et begreb vi bruger når vi taler om maskiner og andre energiomformere.
Effekt er hastigheden hvormed energioverførslen eller omdannelsen sker med.
Hvis vi udfører et arbejde på 1 J på 1 s, så er effekten 1 W.
Hvis vi udfører et arbejde på 4 J på 2 s, så er effekten 2 W.
Effekt (W) = arbejde (J)/tid (s)
Gentag undersøgelsen. Mål hvor lang tid det tager at løfte loddet en given længde.
Gør rede for hvad du finder ud af.
side 54

Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 6: Projekter
Kapløb til toppen!
Aktivitetsark
Mål for aktiviteten
* Design testudstyr for at finde ud af, hvor meget energi vi gemmer i en kondensator
* Foretag målinger og beregn arbejdet som bliver udført
* Udfør yderligere målinger, så vi kan bestemme effekten af kondensatoren og motoren
Diskussion
* Denne aktivitet starter med undersøgelsen af arbejdet som bliver udført af en bil med en kondensator
som energikilde. En videre udvidelse består i at måle tiden for at kunne beregne effekten til bilen, når den
kører op ad et skråplan
* Læreren bør vurdere om de forskellige ekstra aktiviteter bør fordeles mellem grupperne i klassen. Hver
gruppe skal rapportere til sidst.
* En passende strategi vil være at foretage målinger mens bilen kører op ad skråplanet.
* Husk at måle kraften i newton og højden i meter når I skal beregne arbejdet som bliver udført, ikke
centimeter, til trods for den lille højde.
4F
* I kan måle kraften ved at bruge en kraftmåler og veje bilen med tilbehør. I dette tilfælde skal I også
måle den vertikale højde, som bilen bevæger sig i. Diskuter forskellige grunde til at det skal gøres sådan.
Højden kan måles ved, at måle forskellen i højde mellem der hvor bilen starter, og der den standser.
* Det kan ske at kondensatoren har mere end nok energi til at bringe bilen til toppen af skråplanet. Det
kan være nødvendigt at øge højden på skråplanet for at forhindre dette. Det kan også forhindres ved at
lægge ekstra belastning på bilen eller ved hurtigt at stoppe hjulenes bevægelse på toppen, og bringe bilen
ned til startpunktet igen og slippe den.
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 55

Problemløsning
Kopieringsoriginal 4F
KAPITEL 6 : Projekter
Kapløb til toppen!
ARBEJDSARK
Ida er meget glad for sin nye elektriske kondensator, og hun ønsker at teste den. Hun er interesseret i at få
at vide hvor meget energi den kan indeholde og hvilken effekt den kan levere til modelbilen.
Ekstra udstyr: målebånd, skråplan, stativudstyr eller andet udstyr til at hæve skråplanet
med, stopur og kraftmåler.
Opgaven
Design og gennemfør en undersøgelse for at finde den totale energi til en kondensator og effekten
den er i stand til at give en modelbil. (NB: Brug et skråplan som testbane)
Husk:
* at skråplanet ikke må hælde for meget
* at formelen for arbejde når du løfter en genstand er
arbejde (J) = kraft (N) x længde i kraftens retning (m)
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Overvej:
* hvordan du vil arrangere dit forsøg
* hvilke målinger du vil foretage og hvordan du vil registrere dem. Specielt skal du overveje hvilke målinger
du bør foretage for at måle længden og kraften der bruges.
* hvad du vil gøre hvis bilen kommer til toppen af skråplanet før alt energi er opbrugt
* hvordan du vil præsentere dine resultater for resten af klassen
Ekstra opgave 1
Effekt er et mål for hvor hurtigt energioverføringen finder sted. Vi måler effekt i watt (W).
effekt (W) = arbejde (J) / tid (s)
Mål tiden bilen bruger på vejen op ad skråplanet. Gentag dine målinger. Rapporter de resultater du kommer
frem til.
Ekstra opgave 2
Find energien som er lagret i kondensatoren når generatoren er drejet et givet antal, for eksempel
10, 20, 30 etc.
side 56

Mikro Værkstedet A/S
Problemløsning
Lærernotater som kan bruges sammen med sættet 9680
KAPITEL 6: Projekter
Fuld speed fremad
Mål for aktiviteten
* Design testudstyr for at finde energien som er gemt i et svinghjul i en bil
* Foretag målinger og beregn arbejdet som er udført
* Foretag yderligere målinger, som at måle tiden, for at afgøre effekten af svinghjulet
Diskussion
* Dette projekt er meget lig med det tidligere projekt (4 F). Begge har en stigende sværhedsgrad. Det
nemmeste er at undersøge arbejdet som bliver udført af svinghjulbilen. En videre udvidelse måler hvor
hurtigt bilen kører op ad skråplanet så vi kan beregne effekten.
* Læreren bør vurdere om de forskellige ekstra aktiviteter bør fordeles mellem grupperne i klassen. Hver
gruppe skal rapportere til sidst.
* En passende strategi vil være, at foretage målinger mens svinghjulbilen køre op ad skråplanet.
Husk at måle kraften i newton og højden i meter når I skal beregne arbejdet som bliver udført, ikke
centimeter, til trods for den lille højde.
* I kan måle kraften ved at bruge en kraftmåler og veje bilen, med tilbehør. I tilfælde af det skal I også
måle den vertikale højde som bilen bevæger sig. Diskuter grunde til, at det skal udføres på den måde.
Højden kan måles ved at måle forskellen i højde mellem der hvor bilen starter, og hvor den standser.
* Nogle elever vil måske bruge kraftmåleren til at måle den nøjagtige kraft der er nødvendig, for at
trække bilen op ad skråplanet. I dette tilfældet skal I måle længden langs skråplanet. Diskuter
nødvendigheden af at måle kraften mens svinghjulet ikke overfører energi til bilen,
men fortsat er fæstet til den.
Målingen må foretages når den bliver trukket op ad skråplanet. Statisk friktion er større end glidefriktion.
* Diskuter fordelene med de forskellige målemetoder.
Aktivitetsark
5F
ARBEJDSARK PÅ NÆSTE SIDE
side 57

Problemløsning
Kopieringsoriginal 5F
KAPITEL 6 : Projekter
Fuld speed fremad
Nina er særdeles glad for sit nye svinghjul, og hun ønsker at teste den. Hun er interesseret i at vide hvor
meget energi den kan indeholde, og hvilken effekt den kan aflevere til modelbilen.
Ekstra udstyr: målebånd, skråplan, stativudstyr eller andet udstyr til at hæve
skråplanet med, stopur og kraftmåler.
Opgaven
Design og gennemfør denne undersøgelse (NB: Brug et skråplan som testbane)
Husk:
* at skråplanet ikke må hælde for meget
* at formelen for arbejde når du løfter en last er
arbejde (J) = kraft (N) x længde i kraftens retning (m)
Overvej:
* hvordan du vil arrangere dit forsøg
* hvilke målinger du vil foretage og hvordan du vil registrere dem. Specielt skal du overveje hvilke
målinger du bør foretage for at måle længden og kraften som bliver brugt
* hvordan du vil præsentere dine resultater for resten af klassen
Ekstra opgave
Effekt er et begreb vi bruger når vi taler om maskiner og andre energiomformere.
Effekt er hastigheden som energioverførslen eller omdannelsen sker med.
Hvis vi udføre et arbejde på 1 J på 1 s, så er effekten 1 W.
Hvis vi udføre et arbejde på 4 J på 2 s, så er effekten 2 W.
Effekt (W) = arbejde (J)/tid (s)
ARBEJDSARK
Navn ...................................
Navn ...................................
Dato ....................................
Gentag undersøgelsen. Mål hvor lang tid det tager for svinghjulbilen at køre en given længde, op
ad skråplanet. Gør rede for hvad du finder ud af.
side 58

ORDLISTE
Acceleration Hvis du trykker gaspedalen på bilen ned, så kører bilen hurtigere og hurtigere. Vi siger
at bilen accelererer. Acceleration er hastighedsforandring pr. tid. Den måles i m/s2.
Arbejde Arbejde er defineret som produktet af en kraft og en længde: Arbejde (J) = kraft (N) x
længde (m) i kraftens retning Hvis du løfter skoletasken fra gulvet op til bordpladen, så
har du udført et arbejde. 1 joule er arbejde, som er udført når en kraft på 1 N, flytter en
genstand 1 m i kraftens retning.
Amperemeter Et amperemeter er et apparat som måler den elektriske strøm i en kreds. Apparatet
kobles i serie i kredsen og det måler strøm i ampere (A).
Kræfter Kraftsum = 0 eller kræfter i ligevægt Hvis to eller flere kræfter som virker på en
genstand, er i ligevægt, det vil sige at summen er lig nul, så vil de totalt set ikke have
nogen effekt på genstandens bevægelse. Hvis den er i ro, så vil den fortsat være i ro.
Hvis den bevæger sig med konstant hastighed, så vil den fortsætte med konstant
hastighed.
Kondensator En indretning til at gemme elektrisk energi.
Kreds En lukket vej som den elektriske strøm følger.
Energi Energi er evnen til at udføre arbejde. Energi har også med varme at gøre. Det kommer
vi ikke ind på her. Energi måler vi i joule (J).
Energibevaring Energi kan ikke blive skabt eller gå til grunde. Energi bliver omdannet fra en form til en
anden. Den forsvinder ikke.
Kraft Et skub eller træk som kan ændre bevægelsen på en genstand. Enheden for kraft er
newton (N) som tilsvarer omtrent tyngden på et lod på 100 g.
Friktion En kraft som forsøger at hindre bevægelse når to legemer glider mod hinanden.
Luftmodstand er en kraft som virker mod bevægelsen i luft.
Generator Denne indretning indeholder magneter og spoler som omdanner kinetiske energi til
elektrisk energi ved elektrisk induktion
Kilogram Et kilogram er enheden for masse (kg).
Kinetisk energi Det er energi som en genstand har, på grund af sin bevægelse. Vi kalder det også
bevægelsesenergi
Masse Masse måler vi i kg og den fortæller os noget om stofmængden i stoffet. Massen bliver
ikke ændret af gravitationen.
Mikro Værkstedet A/S
side 59

Motor En motor er det samme som en generator. Den omformer elektrisk energi til mekanisk energi.
Potentiel energi Potentiel energi er det samme som beliggenhedsenergi. Det er en form for oplagret
energi. En genstand som holdes over gulvet har potentiel energi i forhold til gulvet.
En udstrækket elastik eller en stålfjeder har også potentiel energi.
Effekt Effekten fortæller hvor hurtigt energi overføres eller omdannes. Effekt = energi
overført/tid. Enheden er watt (W).
Hastighed Hastighed er defineret som længde delt med tid: v = s/t
Kraftmoment Kraftmoment bruger vi når en genstand kan dreje sig om en akse. Kraftmomentet et
defineret som kraften der virker, ganget med afstanden vinkelret fra omdrejningsaksen
til kraftens retning. Enheden for kraftmoment bliver derfor Nm.
Tyngde Tyngden er den kraft som gravitationen virker på en genstand med. Siden tyngden er
påvirket af gravitationen, vil tyngden til en genstand være mindre på månen end på
jorden. Tyngden måles i newton (N).
side 60

Kolofon
Dette materiale er oversat og bearbejdet af Anita Ingebrigtsen og Kristian Østergaard
Mikro Værkstedet A/S på grundlag af det norske materiale der findes på denne CD.
Mikro Værkstedet A/S
side 1