Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

barnetrinn 5-7
ungdomstrinn 8-10

Katapult

Slik lager du en katapult.

Hugo Christensen

Fremgangsmåte

Katapult 1

1. Se bildet. Del stangen slik at den midterste delen blir 10 cm lang. Merk av punkter.

2. Legg hengeren på bordet slik bildet viser.

3. Legg tommelene slik bildet viser.

Katapult 2

4. Bøy stangen rett opp slik bildet viser. (Du må kanskje ha hjelp av en voksen). Du må bruke litt krefter. Hvis du kan sette den fast i ei skruestikke, er det lettere, og du får en mer nøyaktig knekk. Du kan og bruke ei tang når du skal knekke opp. Vær nøye med denne jobben. Hvis knekken blir skjev, blir katapulten skjev!

Katapult 3

5. Bøy opp til du får en vinkel på 90 grader.

Katapult 4

6. Snu katapulten og strekk den ut som pilen viser. Strekk ut slik at du får en vinkel på 45 grader med underlaget.

Katapult 5

7. Bøy opp på midten slik at den står støtt.

Katapult 6

8. Vri opphengskroken slik at den ligger som en god, flat støtte i bakkant av katapulten.

Katapult 7

9. Monter på tre kraftige strikker og en plastskje.

10. Monter på en trepinne som en avstandsforsterking. Skjær et hakk i hver ende og tape/lim den fast slik at den ikke glir.

11. Stram opp strikkene slik at du får mer energi i skjeen (mer strikkenergi/stillingsenergi).

Aktiviteter, tips og problemstillinger

Katapultaktiviteter

Treffe blink

Alternativ 1

Du skal treffe en blink som ligger eller står på bakken/gulvet. Blinken kan være et objekt eller en liggende blink som på figuren.i. Bestem en avstand mellom katapulten og blinken.f.eks. 4 meter. Gjennomfør fem forsøk et annet sted. Når dere mener at dere har funnet riktig avtrekk, kommer dere til arenaen og gjennomfører finaleskytingen. Dere får tre finaleskytinger. I gamle dager hadde de selvfølgelig trent før de gikk i krigen. De visste hvilken energi katapulten skulle ha for å kunne skyte en bestemt lengde. De visste også hva som måtte til hvis målet lå høyere eller lavere enn katapulten.

Alternativ 2

Bestem en minste avstand fra blinken.Gjennomfør forsøk som over. Du plasserer katapulten hvor du vil, men nå med en minsteavstand.
Hvem skyter lengst?
Konkurransen går ut på å skyte lengst.

Tips og problemstillinger til utforsking

Hva kan du gjøre for å få katapulten til å skyte lengre? (Øke stillingsenergien og dermed bevegelsesenergien). Hvordan vil det gå hvis du bruker en lengre skje, eller en kortere? Gjennomfør forsøk med teskje og sammenlign.Har utskytingsvinkelen noe å si for hvor langt prosjektilet går? (Tenk ekstremt; Hva hvis vinkelen er 0o - vannrett utskyting - og hva hvis vinkelen er 90o eller veritkal utskyting?) Hvordan vil det gå hvis du strammer strikkene mer? Er det viktig hvilken strikk du strammer? Må du stramme alle? Er en strikk viktigere enn en annen? Lag gjerne en tegning for å vise. Kan du finne en optimal måte å montere skjeen i strikkene?

Faglig forklaring

Energiformer

I katapulten benytter vi oss av mekanisk energi som stillingsenergi og bevegelsesenergi. Stillingsenergi lagres når noe beveges i motsatt retning av kraften som virker på gjenstanden, f.eks når vi løfter en stein fra bakken. Bevegelsesenergi har vi i alt som beveger seg.

Energikjeder

Energi kan gå gjennom mange ledd. Da får vi en energikjede. Leddene fra sola til katapulten kaller vi en energikjede. Når energien går fra ett ledd i energikjeden til et annet, har vi en energiovergang. For katapulten kan vi sette opp energikjeden: solenergi, planteenergi, matenergi, muskelenergi, strikkenergi, prosjektilenergi, lydenergi og varmeenergi.

Energioverganger

Energien kan gå fra en form til en annen. I kroppen din er energien lagret som kjemisk energi. Den kan du omdanne til bevegelsesenergi i musklene og med fingrene dra opp strikken i katapulten. Da lader du strikken (kall det gjerne strikkenergi). Strikken får stillingsenergi, og når du slipper får du bevegelsesenergi i strikken og dermed også i prosjektilet.

Utskyting

I teorien, når vi ser bort fra luftmotstanden, vil en utgangsvinkel på 45 grader være optimalt for lengst mulig kast.

Til læreren:

Problematiser dette for elevene ved å spørre; Hvor langt vil prosjektilet gå dersom vi skyter det rett opp, 90 grader vertikalt? Hvor langt vil prosjektilet gå dersom vi skyter det vannrett, 0 grader horisontalt? Det bør ikke være vanskelig å få elevene til å forstå at dersom projektilet får mest stillingsenergi i vertikal retning, vil det også få mer bevegelsesenergi vertikalt enn horisontalt. Det bør heller ikke være vanskelig å få elevene til å forstå at prosjektilet bør ha like mye vertikal som horisontal energi (45 grader) for at det skal gå lengst. Hvilken utgangsvinkel bør Andreas Thorkildsen ha på spydet når han kaster?

Tilknytning til læreplan (Fagfornyelsen, LK20)

Læreplan i naturfag (NAT01-04)
Kjerneelement
- Naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter (KE67)
- Energi og materie (KE69)
Kompetansemål
- 4. trinn
  
  utforske observerbare størrelser som fart og temperatur og knytte dem til energi (KM800)
  
  samtale om hva energi er, og utforske ulike energikjeder (KM783)

Materialer og utstyr

Stålkleshenger (fås kjøpt på renseri)

3 strikker

Plastskje

Trepinne

Ammunisjon (sukkerbit,mandler, småstein eller annet gratismateriale)

Tema

Energi og materie

Kan utføres i sammenheng med

Orlandos oppdrag

Nettressurser

Artikkel i Science in School om kulebanen

(scienceinschool.org)

Forfatter

Hugo Christensen