Rumfart på skoleskemaet Inspirationskatalog file1 Rumfart på skoleskemaet Inspirationskatalog Indhold: - Fysisk udfoldelse i rummet - Fysisk sundhed og rumfart - Komponenttest til

1

Rumfart på skoleskemaet

Inspirationskatalog

Indhold:

- Fysisk udfoldelse i rummet

- Fysisk sundhed og rumfart

- Komponenttest til rumfartsbrug

- Madmolekyler i rummad

- Materialer og test af materialer til anvendelse i rummet

- Raketter

- Recirkulation i rummet

- Rummad

2

Titel på forløb: Fysisk udfoldelse i rummet

Eventuel virksomhed: Danish Aerospace Company, MemPhys SDU

Kort beskrivelse af

forløb:

Ophold i rummet påvirker det menneskelige legeme. Massen af

knogler og muskler mindskes, når de ikke benyttes. Dette kan

resultere i bl.a. knogleskørhed. Denne viden gør det endnu

vigtigere, at få løst/minimeret problemerne inden en eventuel

marsrejse, der vil tage ca. 18 måneder.

Man har derfor gjort mange tiltag, for at muliggøre fysisk

udfoldelse i rumfærgerne.

Eleverne udvælger og udfører en række fysiologiske forsøg med

dem selv som forsøgskaniner. Forsøgene skal være relaterede

til de træningsøvelser, som udføres på ISS.

Opstartsidé: Virksomhedsbesøg på en dag hvor det er muligt at

overvære en træningsseance på ISS.

Eleven skal i et problemorienteret projektarbejde:

Formulere en problemstilling, der omhandler ”Fysisk

udfoldelse i rummet”

Indsamle og bearbejde informationer, så de kan

dokumentere deres problemstilling

Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse

problemet

Søgeord/tags: Muskler, knogler, træning i rummet

Niveau: 1. G

3

Fag der indgår i

forløb:

Biologi, Teknologi

Studieretninger: Alle

Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt 10-12 uger

Særlig

teknologi/udstyr:

Dato for forsøg/besøg skal aftales med Danish Aerospace

Company

Kernestof Teknologi

Produktudvikling

– metoder til idéudvikling

– systematisk produktudvikling med faserne behovserkendelse,

behovsundersøgelse, produktprincip, produktudformning og

produktionsforberedelse

– form og funktion i forbindelse med design af udvalgte produkter

– produktionsformer, enkeltstyks-, serie- og masseproduktion

Biologi

– udvalgte organsystemers opbygning og funktion

- opbygning af og eksempler på biologisk betydning af kulhydrater,

fedtstoffer og proteiner

4

Uge Aktivitet

1 Projektoplæg udleveres

2 Virksomhedsbesøg

3 Projektbeskrivelse afleveres

4 Ideudvikling, design, konstruktion




8 I værkstedet – fremstilling af produkt



11 Projektrapport og produkt afleveres

12 PP Fremlæggelse

Tidsforbrug:

- Det forventes at eleverne kan bruge 3-4 lektioner om ugen til gennemførelse af hele

forløbet.

Materialeoversigt:

- Da det vil være meget forskelligt hvilke materialer eleverne vil få brug for, er det elevernes

ansvar i samarbejde med læreren at få bestilt/fundet materialer til eget projekt.

Forsøgsbeskrivelser:

- Da eleverne selv designer og udfører forsøgene, er det eleverne der producerer

forsøgsbeskrivelser.

- Det er et krav til eleven, at der skal indsætte skitsetegninger/illustrationer/billeder af

forsøgsopstillinger og forsøgsbeskrivelser mv.

Dataark – eleverne medtager følgende i teknologirapporten:

- Eventuelle ark til opsamling af data, indsættes i forløbet

- Nødvendige informationer, specifikationer, data der skal bruges for at kunne lave forløbet.

5

Titel på forløb: Fysisk sundhed og rumfart

Eventuel

virksomhed:

Danish Aerospace Company

Kort beskrivelse af

forløb:

Eleverne udvælger og udfører en række fysiologiske forsøg med dem

selv som forsøgskaniner. Forsøgene skal være relaterede til de

træningsøvelser, som udføres på ISS.

Astronauterne ombord på ISS træner minimum 2 timer hver dag, enten

med kondi- eller styrketræning. De skal være i god fysisk form inden de

sendes op. Denne træning er af afgørende betydning for at imødegå de

negative konsekvenser langvarigt ophold i et mikrogravitations miljø har

for kroppen. Træningen styrres og overvåges fra jorden, og de

indsamlede data bruges til at give et billede af astronauternes generelle

sundhedstilstand.

Forberedelse på skolen: Forsøg med målinger med blodtryksmålere,

puls og kondicykel (evt. lånt Danish Aerospace Company-udstyr), i

forbindelse med konditests. Eksperiment med CO2 opløselighed i vand

ved hhv. stue- og kropstemperatur.

Søgeord/tags: Sundhed, muskler, energiomsætning, respiration (celle), kredsløb,

lungefunktion, hjerte, kondition, livsstil og sygdomme, forebyggelse.

Niveau: 1.G

Fag der indgår i

forløb:

Kemi, Biologi, Samfundsfag

Studieretninger: HTX basis: Kemi B, Biologi C og Samfundsfag C

Tidsplan for forløb: Tre ugers forløb, typisk 2. semester (forår)

6

Særlig

teknologi/udstyr:

Planlægning af virksomhedsbesøg og eksperimentelt arbejde.

Blodtryksmåler, pulsmåler, kondicykel, evt. CO2 elektrode.

Beskrivelse af forløbet:

Teori om: cellulær respiration, reaktionsskemaer ved fotosyntese og forbrænding,

madmolekyler: kulhydrater og frie fedtsyre, kondition/iltoptag og hjerte-lunge kredsløb,

gassers opløselighed og koncentration (ideelle gasser).

Forberedelse på skolen: Forsøg med målinger med blodtryksmålere, puls og kondicykel (evt.

lånt Danish Aerospace Company-udstyr), i forbindelse med konditests. Eksperiment med CO2

opløselighed i vand ved hhv. stue- og kropstemperatur.

Virksomhedsbesøg på en dag hvor det er muligt at overvære en træningsseance på ISS, samt

undersøgelse af måden hvorpå træningsseancen dokumenteres.

Overraskelsesmoment for at simulere situationer i rummet inkluderes her for at udfordre

eleverne til at ændre tidsplanen for at få ekstra øvelser ind, som ikke lige kan laves om.

På baggrund af evaluering gentages forsøget senere.

Biologi rapport over kondition og kemijournal over CO2s opløselighed afleveres efter endt

projekt.

Kernestof:

Biologi kernestof:

Cellens opbygning, især mitokondrier og respiration

Energiomsætning – madmolekyler, bevægelse og kredsløb

Udvalgte organiske stoffer – Madmolekyler

Kemi kernestof:

Kemisk mængdeberegning, gasser og opløselighed

Organiske stofklasser – madmolekyler

Organiske stoffers egenskaber og anvendelser – energi

Kemisk analyse: Kvantitativ, kvalitativ, gasanalyse

Samfundsfag kernestof:

Kvantitativ og kvalitativ metode analyse af sundhed

Vækst og velfærd, prioritering af sundhed - forebyggelse eller behandling?

7

Aktivitetsoversigt og lektionsplan:

Uge/dag Moduler Emne Stikord

2 biologi Respiration, mitokondrier og

kredsløb

2 kemi Ideelle gasser, madmolekyler og

forbrænding

2 samfundsfag Livstilssygdomme, forebyggelse og

sundhedssystemet

økonomiske/politiske prioriteringer

2 biologi Kondition, konditest, blodtryk og

blodsukkermålinger

2 kemi Gasanalyser, kvalitativ og kvantitativ

bestemmelse af CO2.

2 samfundsfag Spørgeskemaundersøgelser om

udvalgte livsstilsygdomme i

befolkningen.

4 moduler Ekskursion til Danish Aerospace

Company

1 kemi/biologi Fælles spørgeskema evaluering af

forløbet

2 samfundsfag Fremlæggelse af resultater

8

Samarbejdsmuligheder:

Danish Aerospace Company - Odense (DANISH AEROSPACE COMPANY)

Materialeoversigt:

Kemi: CO2 elektrode, cola, balloner, sodastreamer (Blodgasanalyse)

Biologi: kondicykel, pulsmåler, blodtryksmåler, blodsukkermåler, Evt. dataloggersystem.

Samfundsfag: matematik/analyseprogram (Excel el.lign.)

Forsøgsbeskrivelse: Øvelsesvejledning om CO2 analyse, udvælg relevante: https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CCkQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.energi.case.dtu.dk%2Fenglish%2F~%2Fmedia%2FSubsites%2FEnergi_paa_lager%2FEnergi%2520paa%2520lager%2520ENGLISH%2FPdf%2FCASE_Eksperimenthaefte_kap2%2528100511%2529.ashx%3Fla%3Dda&ei=JjVsVZngIsmysQGjm4CIBQ&usg=AFQjCNF_nw9ttDtN_Xgk5FiA2k0Qjlw3cA&sig2=jBVlqNRFLGVbq_eku04zbA

Øvelsesvejledning til kondital-test og blodsukkersukker måling:

https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=

0CDIQFjAC&url=http%3A%2F%2Fbiokassen.mono.net%2Fupl%2Fwebsite%2Feksperimenter%2

FFKondital1.docx&ei=4jVsVfm0GsOcsAGDhYDANISH AEROSPACE

COMPANYQ&usg=AFQjCNE_UNQGTvkC63GxkWOpzK4cru0W4A&sig2=whxOJZ_7V0M41XQ0Wg

4HGQ

http://www.bioteknord.aau.dk/digitalAssets/105/105921_blodtryk_vejledning.pdf

http://www.biologitiltiden.dk/kapitel/9/

https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CCkQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.energi.case.dtu.dk%2Fenglish%2F~%2Fmedia%2FSubsites%2FEnergi_paa_lager%2FEnergi%2520paa%2520lager%2520ENGLISH%2FPdf%2FCASE_Eksperimenthaefte_kap2%2528100511%2529.ashx%3Fla%3Dda&ei=JjVsVZngIsmysQGjm4CIBQ&usg=AFQjCNF_nw9ttDtN_Xgk5FiA2k0Qjlw3cA&sig2=jBVlqNRFLGVbq_eku04zbA





https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0CDIQFjAC&url=http%3A%2F%2Fbiokassen.mono.net%2Fupl%2Fwebsite%2Feksperimenter%2FFKondital1.docx&ei=4jVsVfm0GsOcsAGDhYDACQ&usg=AFQjCNE_UNQGTvkC63GxkWOpzK4cru0W4A&sig2=whxOJZ_7V0M41XQ0Wg4HGQ





http://www.bioteknord.aau.dk/digitalAssets/105/105921_blodtryk_vejledning.pdf

http://www.biologitiltiden.dk/kapitel/9/

9

Titel på forløb: Test af komponenter til rumfartsbrug Eventuel

virksomhed:

Kort beskrivelse af

forløb:

Design og afprøv en mekanisme som kan simulere påvirkningen ved opsendelse af en beholder med elektronik til ISS. Undersøg hvilke påvirkninger et print vil blive udsat for under opsendelse/ophold i rummet.

Søgeord/tags:

Niveau: 3.G

Fag der indgår i

forløb:

Fysik A, Elteknik A

Studieretninger:

Tidsplan for forløb: 10 moduler af 75 minutter

Særlig teknologi:

10

Beskrivelse af forløbet Som et introforløb til elteknik, skal der fremstilles et simpelt print, med fokus på loddeteknik, og komponentlære. Det er tanken at printet senere vil blive udsat for forskellige stresspåvirkninger, som skal simulere de påvirkninger, det vil blive udsat for under opsendelse/ophold i rummet. Påvirkninger som beholderen bliver udsat for, og som vi kan efterligne:

Temperatursving (bagning i ovn, afkøling i fryser)

Accelerationer (montering på højtaler, accelerationen kan findes ved at tage 𝑎 =𝑑2𝑓(𝑡)

𝑑𝑡2, hvor

𝑓(𝑡) er membranens svingning)

Trykændringer (vakuumklokke, der er ikke overtryk i rummet)

Evt. stresstest med: centrifuge, opsendelse med raket og droptest Krav:

Printet skal kunne monteres i en standard 330mL sodavandsdåse (hvis det skal kobles med CanSat)

Printet fastlægges i elteknik, men kan bestå af batteri, pære, diode, modstande

Til opsendelse skal man regne med max payload på 9 g. Undersøg og dokumenter:

Hvor store kraftpåvirkninger udsættes udstyr generelt for, når det sendes i rummet.

Hvordan kan man designe et testforsøg, så man sikrer ikke at overskride den ønskede acceleration?

Hvor store kræftpåvirkninger arbejder I med?

Hvordan virkede printet inden/efter de blev testet (karakteristik) o Resistor o Diode o Glødepærer o Batteri

11

Kernestof HTX Faglige mål Kernestof

Kunne analysere og vurdere fysiske, tekniske og teknologiske problemstillinger ud fra modelbegrebet og på baggrund af modellen redegøre for anvendelsen. Herunder anvendelse inden for det tekniske og teknologiske område

Kraftbegrebet og Newtons love. Herunder fjederkræfter, gravitationsloven, tryk, opdrift og gnidning

Temperaturbegrebet, varme, indre energi

Begreber og love til beskrivelse og beregning af jævnstrømskredsløb. Herunder elektromotorisk kraft og indre modstand

Elektriske og magnetiske kræfter og felter. Herunder særligt elektriske felter i kapacitorer og magnetiske felter omkring ledere og spoler

Faglige mål Kernestof

2) Produktions- og procesovervågning:

Anvende og foretage hensigtsmæssigt valg af måleinstrumenter

Foretage relevante målinger

Udføre analyse af måleresultater.

2) Produktions- og procesovervågning:

Måling og indsigt i måleinstrumenter.

Fag/studieretninger Fysik A, Elteknik A

Aktivitetsoversigt - Forventet tidsramme to uger i hvert fag.

Samarbejdsmuligheder - DANISH AEROSPACE COMPANY (eneste fynske virksomhed der er certificeret til at lodde til

rumfartsbrug, og har kendskab til problematikker i forbindelse med udstyr i rummet)

Materialeoversigt - Højttaler 12”-16” til vibrationstest.

- Tonegenerator med forstærker.

- Vakuumklokke med motor.

- Ovn/fryser

12

- Evt. mikroskop til test af lodninger.

Forsøgsbeskrivelser Udvikles med eleverne efter testinteresse.

13

Titel på forløb Madmolekyler i Rummad

Eventuel virksomhed: MemPhys (SDU)

Kort beskrivelse af

forløb:

Mad til brug i rummet udgør en helt særlig udfordring. Dels er

transport af mad til astronauterne på ISS meget dyr, og derfor

prioriteres lav vægt, og dels er der både et sensomotorisk og

ernærings meget kompliceret felt at dække

Søgeord/tags: Madmolekyler, kost, sundhed, rummad, syntese, eksperimenter,

problemformulering, projektarbejde, umami, smag, teknologisk

produktion, fødevare, fordøjelse, organiske stoffer,

Niveau: 1. G

Fag der indgår i

forløb:

Kemi, Biologi og Teknologi

Studieretninger: HTX basis: Kemi B, Biologi C og Teknologi B

Tidsplan for forløb: Kemi/Biologi: 3 uger med overlap på 1 uge Teknologi: 5-6 uger

Særlig

udstyr/teknologi:

Adgang til levnedsmiddel produktions laboratorier/ køkken.

Studietur til MemPhys (SDU)

14


Mad til brug i rummet udgør en helt særlig udfordring. Dels er transport af mad til

astronauterne på ISS meget dyr, og derfor prioriteres lav vægt. Desuden er der et både

sensomotorisk og ernærings kompliceret felt at dække. Astronauterne oplever, at

smagsoplevelser er meget anderledes end hvis sammen maden indtages på jorden i vante

rammer – maden smager simpelthen af mindre. Åbenlyst er det vigtigt, at astronauterne får

den ernæring og de vitaminer og mineraler de skal bruge for at kunne opretholde en god

sundhedstilstand. Derudover skal kosten understøtte at astronauterne kan imødekomme de

særlige virkninger på kroppen, som ophold i et mikrogravitationsmiljø giver.

Oplæg til eksperimentelt arbejde med mad til astronauter

Gruppeinddeling og hjælp til idegenerering, problemformulering og produktudvikling af

mad til astronauter

Eksperimentelt arbejde i grupper

Præsentation med både skriftelig (projektrapport) og mundtlig (powerpoint)

fremlæggelse af produkt for resten af klassen

Studietur til MemPhys (SDU) og høre om mad struktur og alger

Madmolekylerne protein, fedtstof, kulhydrater og nukleotider i relation til sundhed og

mulighed for at sammensætte kosten til en astronaut

Teori om: Udvalgte organiske stoffer – Madmolekyler: kulhydrater, fedt og proteiner,

Vitaminer, DNA/nukleotider, Celleopbygning (især membran og receptorer), Smag: sødt,

salt, sur, bitter og umami, fødevare struktur, tekstur og konsistens. Organiske

molekylers interaktion, isomeri, dufte, funktionelle grupper (især hydroxygrupper og

estre). Fordøjelsessystemet: Enzymer i mund og tarm. Kemisk syntese og bioteknologisk

produktion. Metode til ideudvikling, problemanalyse og dokumentation fulgt af

problemformulering, systematisk produktudvikling

15

Kernestof:

Biologi Kernestof:

Bioteknologisk produktion: Ekstraktion, fermentering

Cellemembran og receptorer

Udvalgte organiske stoffer – madmolekyler, Vitaminer, DNA

Kemi Kernestof:

Organiske stofklasser – Madmolekyler, duft, smag

Organiske stoffers egenskaber og anvendelser – duft smag energi

Isomeri smagsreceptorer

Kemisk syntese: Estre, vitaminer, ekstraktioner

Kemisk analyse: Kvantitativ, kvalitativ and f.eks fedt protein kulhydrat salte i rummad

Teknologi pensum:

Metode til ideeudvikling, problemanalyse og dokumentation fulgt af problemformulering,

systematisk produktudvikling, tidsplanlægning

Produktformer

16

Aktivitetsoversigt og lektionsplan:

Uge/dag Modul Emne Data

2 Biologi Indledende teori om fordøjelse,

herunder fordøjelses enzymer

2 Kemi Indledende teori om madmolekyler

herunder vitaminer og enzymer

generelt.

2 Biologi Cellemembraner og overflade

receptorer i forbindelse med smag,

og næringsoptag.

2 kemi Funktionelle grupper i organisk

kemi, estere, hydroxygrupper og

aldehyder, dufstoffer og syntese.

2 Biologi Bioteknologisk produktion,

herunder ekstraktion, fermentering

og genmanipulation.

2 kemi Organiske isomeri med fokus på

receptor bindinger og

enzymgenkendelse.

4 Studietur til MemPhys SDU

2 teknologi Projektoplæg gruppeopdeling

informationssøgning og

idegenerering.

4 teknologi Problemafgrænsning,

problemformulering, godkendelse

af projekt. Bestillingsliste!

4 teknologi Eksperimentelt arbejde

4 teknologi Eksperimentelt arbejde

4 teknologi Færdiggørelse og klargøring af

præsentation.

2 teknologi Fremlæggelse og feedback

Samarbejdsmuligheder:

MemPhys (SDU) el.lign andre virksomheder.

17

Materialeoversigt:

Eleverne finder materialer i relation til deres projekbeskrivelse.

Forsøgsbeskrivelse:

Elever designer selv deres eksperimenter.

Dataark:

Individuelt.

18

Titel på forløb: Materialer og test af materialer til

anvendelse i rummet

Eventuel virksomhed: Danish Aerospace Company

Kort beskrivelse af

forløb:

Materialer, der anvendes i rummet opfører sig ikke nødvendigvis

på samme måde som på jorden. Derfor er det vigtigt at foretage

grundige tests af de materialer, der skal anvendes til at fremstille

produkter, der skal anvendes i det aggressive miljø, som findes i

det ydre rum.

Søgeord/tags: Testing materials in space: http://misse1.larc.nasa.gov/

Niveau: 1. G 2. G

Fag der indgår i

forløb:

Teknologi, Fysik, Matematik


Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt 10-12 uger

Kernestof Teknologi

Materialer og bearbejdningsprocesser

Fysik

Matematik

https://nvhus.sharepoint.com/javascript/openNASAWindow('http/::misse1.larc.nasa.gov:')

19

Uge Aktivitet


2 Virksomhedsbesøg










12 PP Fremlæggelse


Materialer, der anvendes i rummet opfører sig ikke nødvendigvis på samme måde som på

jorden. Derfor er det vigtigt at foretage grundige tests af de materialer, der skal anvendes til at

fremstille produkter, der skal anvendes i det aggressive miljø, som findes i det ydre rum.

Opstartsidé: Materialeworkshop hvor eleverne medbringer et materiale, de skal beskrive i

fagtermer (hårhed, sprødhed, elastisitet o.lign.) Et demonstrationsforsøg, hvor den kraft, der

skal til for at deformere et materiale måles. Der kan evt. laves brud-forsøg.


Formulere en problemstilling, der omhandler ”Materialer og test af materialer til

anvendelse i rummet”

Indsamle og bearbejde informationer, så de kan dokumentere deres problemstilling

Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse problemet.

20

Kernestof – HTX:

Teknologi

Materialer og bearbejdningsprocesser

- udvalgte materialer, deres egenskaber, opbygning og egnethed i forskellige sammenhænge

- udvalgte elektroniske komponenter, deres opbygning, virkemåde og anvendelse

- enhedsoperationer, processer, bearbejdnings- og sammenføjningsmetoder i tilknytning til

de udvalgte materialer og

- komponenter

- sikkerhed og sundhed i forbindelse med arbejde i værksteder og laboratorier.

Fysik

- kraftbegrebet og Newtons love, herunder tyngdekraft, tryk, opdrift og gnidning

- temperaturbegrebet, varme, indre energi, tilstandsformer, faseovergange, idealgasloven

og gassers arbejde samt termodynamikkens første hovedsætning

Matematik

- regningsarternes hierarki, reduktion, regler for regning med potenser og rødder,

ligningsløsning, både analytisk, grafisk og ved hjælp af IT

- geometrisk og analytisk vektorregning i planen, herunder bestemmelse af projektioner,

afstande og vinkler

Tidsforbrug:


forløbet.

Materialeoversigt:



21


- Hvis der indgår forsøg, eksperimenter eller undersøgelser skal disse være beskrevet så

detaljeret, at de kan gennemføres uden forfatterens viden om forløbet. Da eleverne selv

designer og udfører forsøgene, er det eleverne der producerer forsøgsbeskrivelser.

- Det er et krav til eleven at der skal indsættes skitsetegninger/illustrationer/billeder af

forsøgsopstillinger og forsøgsbeskrivelser mv. i teknologirapporten

Dataark – eleverne medtager følgende i teknologirapporten:

- Eventuelle ark til opsamling af data, indsætter de i forløbet


22

-

Titel på forløb: Raketter Eventuel

virksomhed:

Kort beskrivelse af

forløb:

Gennem dette forløb er det intentionen at I bliver fortrolige med virkelighedens barske realiteter, når vi arbejder med fysik i en ikke ideel verden. Dette gøres ved at lave beregninger på et teoretisk system (Det skrå kast), udføre forsøg og sammenholde data med teorien. Derefter korrigeres teorien, ved at tage betragtninger med omkring den

virkelige verden, og se på hvordan fx vindmodstand korrigerer teorien.

Søgeord/tags:

Niveau: 2. G

Fag der indgår i

forløb:

Fysik B/A

Studieretninger: MatFys

Tidsplan for forløb: 10 moduler af 75 minutter

Særlig teknologi: Trykluftsrampe til affyring af raketter. Cykelpumpe med manometer. HighSpeed camera (fx Casio High Speed EXILIM EX-FH100)

23

Beskrivelse af forløbet Gennem dette forløb er det intentionen at I bliver fortrolige med virkelighedens barske realiteter, når vi arbejder med fysik i en ikke ideel verden. Dette gøres ved at lave beregninger på et teoretisk system (Det skrå kast), udføre forsøg og sammenholde data med teorien. Derefter korrigeres teorien, ved at tage betragtninger med omkring den virkelige verden, og se på hvordan fx vindmodstand korrigerer teorien.

24

Kernestof - HTX Faglige mål Kernestof

Eleverne skal:

– kende, kunne anvende og analysere fysiske

størrelser, dimensioner og enheder

– kunne anvende fagets sprog og terminologi

mundtligt og skriftligt til dokumentation og

formidling og kunne veksle mellem

hverdagssprog og fagsprog

– have indsigt i fysikkens grundlæggende love

og kunne benytte disse i forbindelse med det

eksperimentelle arbejde og til løsning af

teoretiske, teknologiske og tekniske problemer

– kunne analysere og vurdere fysiske, tekniske

og teknologiske problemstillinger ud fra

modelbegrebet og på baggrund af modellen

redegøre for anvendelsen, herunder

anvendelse inden for det tekniske og

teknologiske område

– kunne analysere problemstillinger, opstille

løsningsmodeller, planlægge og gennemføre

fysiske eksperimenter, hvori der indgår

målinger, beregninger og vurderinger

– bevægelse i én og to dimensioner, herunder

bevægelse på skråplan, skråt kast og jævn

cirkelbevægelse

– kraftbegrebet og Newtons love, herunder

fjederkræfter, gravitationsloven, tryk, opdrift og

gnidning

– energibegrebet, kræfters arbejde og

tilhørende potentielle energier, kinetisk energi,

rotationsenergi, omsætning mellem

energiformer og arbejde samt energibevarelse

– temperaturbegrebet, varme, indre energi,

tilstandsformer, faseovergange, idealgasloven

og gassers arbejde

25

Fag/studieretninger der indgår i forløbet Fysik B/A

Evt. Matematik A (parabelbaner og iterationer)

26

Aktivitetsoversigt og lektionsplan - Oversigt over antallet af lektioner der skal forventes for at gennemføre hele forløbet

Lektion Plan Indhold

1 Udlevering af opgave Opgaven udleveres og indholdet diskuteres.

Hvilken teori skal man anvende. Hvordan skal en raket

designes. Osv.

2-3 Kinematik Teori om det skrå kast med beregninger på den model

eleverne fremstiller

4 Design af prototype Fremstilling af raket. Hver gruppe udleveres 1 14mm møtrik, 1

rulle klar tape og 2 ark farvet karton.

Gruppen skal argumentere for deres valg af design, skal

kartonnen vendes på den lange eller korte led? Antallet og

størrelse af halefinner? Form på næsen?

5-6 Test ifht. det skrå

kast

Ved at lave videooptagelser af affyringen tæt på med

højhastighedskamera kan man få værdier for starthastighed og

vinkel, sammenholdt med afstand til nedslag for raketten

(50m-125m alt efter omhyggelighed med raket)

Sammenlign med skrå kast beregning.

Optag banekurven og plot vha Tracker eller LoggerPro

7 Vindmodstand Udvid beregningerne til at dække vindmodstand. (Teori)

8 Lav beregninger på

nedslag ud fra

seneste model og

test

Dataopsamling billeder og målinger

9 Databehandling Sammenlign teori og data med henblik på at dokumentere

processen til rapport

10 Aflevering af rapport

27

Samarbejdsmuligheder - Ikke aktuelt

Materialeoversigt - Per gruppe per raket

o 1 rulle klar tape (rigeligt tape for holdbarhed af raketter)

o 2 ark farvet karton A4

o 1 stk 14mm møtrik (til at flytte tyngdepunktet frem i raketten)

- Raketrampe

o Rampen er fremstillet af 1,5” stålrør, bøjet 90deg ved 50cm og 90deg yderligere

ved 1m således at det danner en U-profil når det ligges på jorden. I den ene ende

placeres en fatning med cykel/auto-ventil, i den anden en kugle/magnetventil og en

90deg samle led hvorpå affyringsrøret et 50cm 1,5” stålrør placeres, således at man

kan justere affyringsvinklen.

28

- Cykelpumpe med manometer

- Højhastigheds kamera, fx ”Casio High Speed EXILIM EX-FH100”

- 50+ meter målebånd, eller gps tracker

Forsøgsbeskrivelser - Til test af raketterne skal der anvendes en bane af ca. 150m

- Raketterne affyres ved et tryk ca. 6 Bar, og slipper rampen med ca. 50m/s

- Afmål og noter starttryk, affyringsvinkel og skudlængde

Dataark Måling

#

Skudvinkel

[𝑑𝑒𝑔]

Starttryk

[𝑃𝑎]

Starthastighed

[𝑚

𝑠]

Skudlængde

[𝑚]

1

2

3

…

29

Titel på forløb: Recirkulation i rummet

Eventuel virksomhed: Danish Aerospace Company, MemPhys, SDU,

Kort beskrivelse af

forløb:

Ved ophold i rummet i lange perioder skal det sikres, at der er

vand, ilt og næring nok. I rummet skal der bl.a. fjernes CO2 og

genindvindes vand og ilt. Dette betyder, at der produceres nye

forsyninger af vand og ilt ved at kombinere eller nedbryde

biprodukter fra andre processer.

Søgeord/tags: Recirkulation, genindvinding, ilt, næring, CO2,

Niveau: 1. G 2. G

Fag der indgår i

forløb:

Kemi, Biologi, Teknologi


Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt på 10-12 uger

Særlig

teknolog/udstyr:

Dato for forsøg/besøg skal aftales med Danish Aerospace

Company

Kernestof Teknologi: Teknologi- og miljøvurdering

– teknologi som teknik, viden, organisation og produkt

Biologi:

– cellens opbygning og udvalgte celleorganellers overordnede

funktion, herunder forskelle på plante-, dyre-, svampe- og

bakterieceller

Kemi:

– stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper,

tilstandsformer, opløselighed og isomeri.

30


Ved ophold i rummet i lange perioder skal det sikres at der er vand, ilt og næring nok. I rummet

skal der bl.a. fjernes CO2 og genindvindes vand og ilt. Dette betyder, at der produceres nye

forsyninger af vand og ilt ved at kombinere eller nedbryde biprodukter fra andre processer.

NASAs ingeniører refererer til genbrug af vand og luft som "closing the loop". Biprodukterne fra

menneskets stofskifte, kuldioxid (dødelig i høje koncentrationer) og vanddamp, udgør en

udfordring i forhold til at fjerne disse fra rumfartøjers kabineatmosfære (et forseglet miljø).

Opstartsidé: Eleverne kører en beskidt vandprøve gennem et aktivt kulfilter og måler

bakterieantal før og efter.

Kernestof:

Teknologi: Teknologi- og miljøvurdering

– teknologi som teknik, viden, organisation og produkt

– teknologiudvikling som lineær og interaktiv udvikling

– teknologivurdering som konsekvensvurdering, helhedsvurdering og konstruktiv vurdering

– globale, regionale og lokale miljøeffekters årsager og virkninger

– miljøvurdering, vurdering af materialer og produkters påvirkning af miljøet.

Biologi:

– cellens opbygning og udvalgte celleorganellers overordnede funktion, herunder forskelle på

plante-, dyre-, svampe- og bakterieceller

– mikroorganismers vækst og vækstfaktorers betydning for denne

– enzymers opbygning og funktion og elementær enzymkinetik

– et eksempel på en bioteknologisk metodes anvendelse i produktion

– eksempler på biologiske reguleringsmekanismer og deres betydningen for opretholdelse af et

stabilt indre miljø

– energiomsætning i celle, individ og økosystem, herunder fotosyntese, respiration, gæring og

energistrømme

– eksempler på stofkredsløb og betydningen af menneskets indgreb i disse

31

– et eksempel på anvendelse af biologisk viden med henblik på miljøbeskyttelse

Kemi:

– stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og

isomeri

– simple kemiske beregninger, herunder stofmængdeberegning og pH-beregning

– kvantitative og kvalitative analyser

– anvendelser af kemi i hverdag og inden for teknik, produktion og teknologi.

Eleverne skal i et problemorienteret projektarbejde:

formulere en problemstilling, der omhandler ”Recirkulation i Rummet

indsamle og bearbejde informationer, så de kan dokumentere deres problemstilling

udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse problemet

Aktivitetsoversigt:

Uge Aktivitet


2 Virksomhedsbesøg










12 PP Fremlæggelse

Tidsforbrug:


forløbet.

32

Materialeoversigt:





detaljeret, at de kan gennemføres uden forfatterenes viden om forløbet. Da eleverne selv

designer og udfører forsøgene, er det eleverne der producerer forsøgsbeskrivelser.

- Det er et krav til eleven at der skal indsættes skitsetegninger/illustrationer/billeder af

forsøgsopstillinger og forsøgsbeskrivelser mv.

Dataark

– eleverne medtager følgende i teknologirapporten:

- Eventuelle ark til opsamling af data, indsættes i forløbet


Links:

http://www.nasa.gov/pdf/146558main_RecyclingEDA%28final%29%204_10_06.pdf

http://www.nasa.gov/pdf/146558main_RecyclingEDA%28final%29%204_10_06.pdf

33

Titel på forløb: Rummad

Eventuel virksomhed: MemPhys, SDU

Kort beskrivelse af

forløb:

I rummet er mad en udfordring. Der er ingen tyngdekraft, så

krummer og dråber svæver omkring. Duftmolekyler cirkuleres

ikke uden tyngdekraft, så maden dufter ikke og bliver kedelig.

Dette har en ikke ubetydelig indflydelse på humøret hos

astronauter.


Formulere en problemstilling, der omhandler ”Rummad”

Indsamle og bearbejde informationer, så de kan

dokumentere deres problemstilling

Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse

problemet

Søgeord/tags: kost, sundhed, rummad, http://www.spacekids.co.uk/spacefood/

Niveau: 1. G 2.G

Fag der indgår i

forløb:

Kemi, biologi & Teknologi


Tidsplan for forløb: Teknologiprojekt: 10-12 uger

Kernestof Teknologi - Produktudvikling

Biologi

Kemi

34

Uge Aktivitet


2 Virksomhedsbesøg










12 PP Fremlæggelse

Beskrivelse af forløbet

I rummet er mad en udfordring. Der er ingen tyngdekraft, så krummer og dråber svæver

omkring. Duftmolekyler cirkuleres ikke uden tyngdekraft, så maden dufter ikke og bliver

kedelig. Dette har en ikke ubetydelig indflydelse på humøret hos astronauter. Tubemad bliver

kedeligt og mangler lækker tekstur. Smagen begrænses til sur, sød, salt, bitter og umami. Dette

bevirker at astronauter mister appetitten og får svært ved at vedligeholde deres krop, da de

ikke indtager de nødvendige kalorier og næringsstoffer. En fremtidsvision er rumkapsler, hvor

astronauter dyrker jordnødder, spinat, kål, ris mm., men dette er endnu ikke teknisk muligt.

35

Opstartsidé: Lad eleverne leve af astronautmad projektets første dag.


Formulere en problemstilling, der omhandler ”Rummad”

Indsamle og bearbejde informationer, så de kan dokumentere deres problemstilling

Udvikle og fremstille et produkt, der bidrager til at løse problemet

Da der er tale om et teknologiforløb, skal eleverne selv sørge for at nedenstående bliver

udarbejdet.

Kernestof:

Teknologiforløbet dækker kernestoffet i de emner som eleverne vælger at fordybe sig i.

- HTX

Teknologi - Produktudvikling

– metoder til idéudvikling

– systematisk produktudvikling med faserne behovserkendelse, behovsundersøgelse,

produktprincip, produktudformning og produktionsforberedelse

– form og funktion i forbindelse med design af udvalgte produkter

– produktionsformer, enkeltstyks-, serie- og masseproduktion.

Biologi

– udvalgte organsystemers opbygning og funktion

- opbygning af og eksempler på biologisk betydning af kulhydrater, fedtstoffer, proteiner

Kemi

– stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og

isomeri

– simple kemiske beregninger, herunder stofmængdeberegning og pH-beregning

Fag/studieretninger der indgår i forløbet

Aktivitetsoversigt og lektionsplan

36

- Oversigt over antallet af lektioner der skal forventes for at gennemføre hele forløbet

- Oversigt over progression af lektionerne

Samarbejdsmuligheder

- Lokale fødevarervirksomheder

Materialeoversigt

- Angivelse af materialer ud over det der må forventes at kunne findes i basissamlingen

- Henvisninger til relevante websteder hvor materialer kan købes

Forsøgsbeskrivelser


detaljeret, at de kan gennemføres uden forfatterens viden om forløbet.

- Hvis det er nødvendigt, skal skitsetegninger/illustrationer/billeder af forsøgsopstillinger

mv. indsættes.

Dataark

- Hvis der findes ark til opsamling af data, indsættes de i forløbet


Documents

Rumfart på skoleskemaet Inspirationskatalog file1 Rumfart på skoleskemaet Inspirationskatalog Indhold: - Fysisk udfoldelse i rummet - Fysisk sundhed og rumfart - Komponenttest til