REGION GOTLAND, SANDA SKOLA, PEDAGOGISK PLANERING

LUFT NO & teknik åk 1-3

Cecilia Duckert

Läsår 2014-15

Med kunskaper om naturen och människan får människor redskap för att påverka sitt eget välbefinnande, men också för att kunna bidra till en hållbar utveckling. Luft finns kring oss hela tiden. Kan vi och förstår vi Luft kan vi också arbeta för en hållbar utveckling.

Vad

Vi lär oss vad luft består av, att luft blir tunnare ju längre från joden luften befinner sig. Hur

ser atmosfären (troposfär) ut och vad händer i troposfären.

Att i rymden finns ingen luft och att det kallas för vakuum. Betydelsen av syret i luften som

oss ger oss energi annars dör vi.

Vi visar på högt och lågt lufttryck och lever oss in i hur det påverkar i olika situationer,

exempel om det går hål på ett flygplan upp på 10.000 meters höjd.

Att varm luft väger mindre och hur en luftballong kan lyfta. Luftmotstånd som utnyttjas av

olika djur för att kunna flyga.

Hur människan använder sig av luft för att utvinna energi.

Vi lär oss allt detta genom föreläsning, film, laborationer och genom att bygga.

Varför

Syfte Med kunskaper om naturen och människan får människor redskap för att påverka sitt eget välbefinnande, men också för att kunna bidra till en hållbar utveckling. Undervisningen ska även bidra till att eleverna utvecklar förtrogenhet med biologins begrepp, modeller och teorier samt förståelse för hur dessa utvecklas i samspel med erfarenheter från undersökningar av naturen och människan. Luft finns kring oss hela tiden. Kan vi och förstår vi Luft kan vi också arbeta för en hållbar utveckling.

Centralt innehåll Undervisningen i de naturorienterande ämnena ska behandla följande centrala innehåll I årskurs 1-3 Material och ämnen i vår omgivning Luftens grundläggande egenskaper och hur de kan observeras. Berättelser om natur och naturvetenskap Skönlitteratur, myter och konst som handlar om naturen och människan. Berättelser om äldre tiders naturvetenskap och om olika kulturers strävan att förstå och förklara fenomen i naturen. Metoder och arbetssätt Enkla naturvetenskapliga undersökningar. Dokumentation av naturvetenskapliga undersökningar med text, bild och andra uttrycksformer. Vi nämner även om fotosyntes, växthuseffekten och hållbar utveckling! Vi arbetar med teknik när vi bygger ett flygplan och anpassar den efterhand för att den ska flyga bättre. Väder: solens inverkan på lufttemperaturen och hur luftströmmar bildas vilket blir förarbete för området Vatten.

Hur

Lektion 1 – luft, Pedagogen berättar fakta om luft. Vad luft består av, luft blir tunnare längre från joden, atmosfären

(troposfär), vakuum, högt och lågt lufttryck, varm luft väger mindre, syre i luften som ger oss energi.

Visa dessa laborationer:

1. Väger luft? jämför 2 stora svarta soppåsar som hänger på en pinne. Ta bort den ena. Vikt:1,3

g/liter (sid 50, Boken om fysik och kemi)

2. Luftmotstånd: skicka iväg en ballong längs snöre.

3. Syre i luft: tänk ett ljus, för ner glaset över ljuset, ljuset släcks när syret tar slut.

Lektion 2 – vad består luft av Repetera fakta om luft från lektion 1. Skriv i fakta i böckerna.

Visa filmen Kayos krita 9:19 (minuter)

Film: http://www.ur.se/Produkter/164299-Kayos-krita-Syre-luft-och-en-svavande-lykta

Film: Animated Science - Molekyler : Syre

http://sli.se/apps/sli/prodinfo.php?db=59&article=U41230-05

Alla elever får testa att sänka ner ett glas luft över ett ljus. Skriv hypotes, genoförande och resultat.

Läxa: Luft tar plats: sänk ett glas med luft upp och ner i vatten. Observera: vattnet fyller inte glaset

med luft.

Lektion 3 - syre Repetera luft, göra experiment från Kayos krita. Vad består luft av? 78% kväve, 21% syre, andra gaser. Berätta om betydelsen av syre. Kemisk reaktion: fotosyntes är Solenergi+Koldioxid+H2O ger O2+druvsocker Film: Fotosyntes och cellandning: http://youtu.be/O2nvqsKBwV0 Film: Fotosyntes - en livsviktig process (9-11 år) http://sli.se/apps/sli/prodinfo.php?db=59&article=D196

Diskutera: Hämta löv. Titta gärna med lupp. Hur ser undersidan ut. Kan man föreställa sig

klyvöppningarna? Tänk om vi var gröna och fyllda med klorofyll? Kan man komma på en uppfinning

som kan ta tillvara på solenergi? Har vi det idag?

Läxa: om det är höst kan eleven få jämföra ett grönt löv och ett höstlöv. Fundera över: Var tar

klorofyllet vägen? Vad händer med fotosyntesen på natten eller på vintern? Vilka reserver har olika

växter? Vilka stärkelser äter vi? Cellulosa och kons magar…

Limma in i böckerna

http://www.svt.se/cachable_image/1357135543/pa-sparet/article937707.svt/alternates/large/pswebbfraga7_992.jpg Fotosyntes

Lektion 4 – Luft innehåller och lufttryck Diskutera frågorna i läxan från lektion 2. Förklara och beskriv och diskutera i gruppen.

Laboration 1: för ett glas över ett ljus som står i en skål med vatten. När syret tagit slut sänk glaset

ända ner till botten och visa att luft tar plats då vattnet inte kan ta sig in i glaset. Alla elever försöker

själva. (Kayos kritas experiment lektion 1). Alla har inte gjort läxan från lektion 1 men får här tillfälle

att göra den i klassrummet.

Laboration 2: Visa gruppen. Fyll ett glas med vatten. Lägg på ett papper. Vänd på glaset och visa att

luftmotståndet håller kvar papperet under glaset med vatten i. Läxa: att göra samma experiment

hemma. (sid 51, Boken om fysik och kemi)

Lektion 5 – Luftmotstånd, lufttryck och flygplan Laboration flygplansvinge: vik ett litet pappersark på mitten och tejpa fast överdelen på underdelen,

ungefär 2,5 cm från kanten. För in linjalen i vecket på vingen. Blås sedan så att det kommer luft mot

vingen. Du kommer att få se att vingen stiger upp i luften när du blåser. (Kul att kunna luft, Sid 20)

Diskutera: hur kan flygplan flyga? Hur ser vingen ut? Vad är luftgropar?

Laboration: Flygplan (testa luftmotstånd och förstå hur ett flygplan kan lyfta och flyga)

Bygg pappersflygplan (Kul att kunna luft, sid 22)

Du behöver: Hårt papper, vikmall, penna, sax.

Undersökning: Klipp ut från pappret. Vik enligt vald mall och testa att flyga. Fundera kring vad som

skulle kunna förbättra flygförmågan.

Laboration varm luft: klipp ut en orm och visa på att varm luft stiger.

Film vakuum: http://youtu.be/E43-CfukEgs

Lektion 6: Djur som flyger Film, beta sli.se Kaxiga kryp : Uppfinnarna & resenärerna

Film: ultra slow motion bird, http://youtu.be/VSzpM8vEAFA

Film: fladdermusen, http://www.ur.se/Produkter/178226-Vilda-djur-Fladdermus

Film: Kondor, http://www.ur.se/Produkter/176423-Vilda-djur-Kondor

Djur som flyger, fisk: http://www.djur.cob.lu.se/Svar/Flyga.html#segelflygning-flygning-flygfiskar-

flygekorrar-fladdermoss-insekter-flygodlor

se No film på vilka djur som flyger och film om hur fåglar flyger.

Lektion 7: Grupparbete Arbeta i par. Varje par ska välja ett djur som kan flyga och fördjupa sin kunskap om det. Fakta ska

presenteras för skolkamraterna.

Lektion 8: Vindkraftverk Vindkraftverk

Film: UR film, Fatta fakta http://www.ur.se/Produkter/168204-Fatta-fakta-Vindkraftverk

Film 2: Alice i energilandet http://sli.se/apps/sli/prodinfo.php?db=59&article=U100325-02,

eller

http://www.ur.se/Produkter/137232-Runt-i-naturen-Alice-i-Energilandet-Solenergi

Film Struten : Hur många ballonger behövs för att lyfta en människa? http://www.ur.se/Produkter/174313-Struten-Hur-manga-ballonger-behovs-for-att-lyfta-en-manniska Publicerades den 24 okt 2014 Programme website: http://www.bbc.co.uk/programmes/p0276q28 Brian Cox visits NASA’s Space Power Facility in Ohio to see what happens when a bowling ball and a feather are dropped together under the conditions of outer space. http://youtu.be/E43-CfukEgs

Länkar Jättefin hemsida med bra fakta o många experiment http://upptackargladje.wordpress.com/category/undersokningar/luft/ Rolig fakta om luft: http://www.alltomvetenskap.se/nyheter/luft Atmosfär och luft http://mynixworld.info/2013/04/24/klimat-och-vader/ Frågor och svar om hur man kan flyga i rymden: http://www.rymdforum.nu/?id=770 Bra fakta http://www.so-rummet.se/fakta-artiklar/atmosfaren-moln-och-vindar UR filmer: http://www.ur.se/Produkter?q=luft#programtv-page=3 Vindkraftverk: http://vind.kraftig.se/

Böcker Boken om fysik och kemi, av Hans Persson, Liber) Kul att kunna om luft, av Brenda Walpole (Bok) 1988, Svenska,

Fakta för pedagogen En liter luft väger 1,3 gram/liter. Det är alla de små molekyler luften består av som väger. Det

tjocka lagret med luft som finns runtomkring oss skapar ett tryck. Varm luft är lättare än kall

luft. Där luft inte finns är det vakuum. Syltburk som öppnas låter när luften sugs in i burken.

Luften i jordens atmosfär är en blandning av olika gaser, där kväve (78,1 procent) och syre

(20,9 procent) är de vanligaste. I torr luft är den tredje vanligaste gasen argon med sina 0,9

volymprocent. Koldioxid utgör omkring 0,04 procent. Därpå följer ett antal andra gaser i små

mängder; neon (0,002 procent), helium (0,0005 procent), metan (0,0002 procent) och

krypton (0,0001 procent).

Fotosyntes: http://youtu.be/kp4uuMjSvDo

När vi vilar andas vi omkring 6 liter luft i minuten. Springer vi fort stiger det till det tiodubbla,

eller till och med det tjugodubbla om vi är vältränade. Under ett liv andas en genomsnittlig

människa in och ut ungefär 400 000 000 liter luft.

Atmosfären delas in i olika lager beroende på höjd över jordytan och

temperaturförhållanden. 75-80% av luftens lösta gaser finns i det första lagret, kallat

troposfären, som sträcker sig från jordytan upp till ca 7-17 kilometers höjd (medelavstånd 11

km), beroende på var på jorden man befinner sig. Troposfären innehåller i princip allt vatten

och det är också här allt väder sker, även om vissa typer av moln kan förekomma högre upp.

Varm luft är lättare än kall luft. Varm luft väger minder och stiger, tänk på en luftballong. Luft

är en gas, ju varmare desto längre ifrån varandra vill molekylerna vara och därmed blir luften

lättare där det är som varmast.

Lyftkraft

Uttrycket lyftkraft kan användas i många sammanhang. Vad som menas är ofta underförstått.

Vanligen avses den kraft som lyfter något eller någon uppåt i tyngdkraftfältet. En luftballongs

lyftkraft på ballongkorgen med de ombordvarande verkar således rakt upp från jordens yta.

Se Arkimedes princip. I denna artikel definieras och förklaras lyftkraften hos motordrivna

flygplan, segelflygplan, glidflygplan och helikoptrar. (http://sv.wikipedia.org/wiki/Lyftkraft )

I en varmluftsballong utnyttjar man att varm luft är lättare än kall. Luften i ballongen är

omkring 80 grader varmare än omgivande luft (alltså omkring 100 grader på sommaren). Det

krävs omkring fyra kubikmeter varmluft för att lyfta ett kilo.

Segelflygplan måste dras upp i luften men när de väl är tillräckligt högt uppe, använder de

sig av stigande strömmar av varm luft för att hålla sig kvar i luften. Dessa strömmar av varm

luft kallas uppvindar. När piloten befinner sig högst uppe på en uppvind, måste han hitta och

nå fram till en annan uppvind innan segelplanet förlorar alltför mycket höjd. Ett segelflygplan

kan färdas hundratals kilometer en varm dag.

Flygplan

http://cdns2.freepik.com/bild-fritt/flygplansvinge-pa-himlen_73275.jpg

För att ett flygplan ska kunna flyga måste det generera en lyftkraft som i planflykt är lika stor

som sin tyngd samt ha tillgång till en dragkraft som är minst lika stort som sitt luftmotstånd.

Lyftkraft genereras när flygplanets vinge tvingas framåt genom luften och på grund av sin

anfallsvinkel (framkanten högre än bakkanten) accelererar luft tvärs vingens rörelseriktning, i

normalfallet nedåt. För att accelerera luften utövar vingen en kraft på denna (översidan suger

ner luft och undersidan trycker ner luft). Denna kraft motsvaras av en lika stor motkraft som

luften utövar på vingen enligt Newtons tredje lag. Denna motkraft är lyftkraften. Lyftkraften

ökar med farten och med vingens anfallsvinkel upp till den gräns där vingen överstegras.

Tillräcklig lyftkraft kan erhållas genom lämpliga kombinationer av fart och anfallsvinkel (högre

fart kräver lägre anfallsvinkel och tvärtom). En vingprofil (motsvarande vingens lodräta

genomskärning i flygriktningen) har strömlinjeform och är oftast något välvd för att ge ett

lämpligt förhållande mellan lyftkraft och motstånd beroende på typ av flygplan. (http://sv.wikipedia.org/wiki/Flygplan )

Hur drivs/styrs en raket i rymden då det ej finns någon luft eller annan materia "att ta

tag i"?

En raketmotor får drivkraft genom att med hög hastighet kasta ut materia. Det ger en

reaktionskraft i motsatt riktning oavsett om det finns något "att ta tag i". Som exempel kan

man tänka sig en astronaut som "flyter" en bit ifrån sin rymdkapsel. Om vi nu tänker oss att

astronauten och rymdkapseln är stilla relativt varandra så skulle astronauten kunna ta sig till

rymdkapseln genom att kasta bort ett föremål i motsatt riktning till rymdkapseln och på så

sätt ge sig själv en "knuff" mot rymdkapseln. På samma sätt fungerar en raketmotor, fast den

"kastar" oftast ifrån sig heta gaser.

Luftrörelse i ett rum där varm luft stiger och kall luft strömmar in kallas konvektionsström.

Fjädrarna på vingen överlappar varandra delvis, så att när vingen rör sig uppåt släpps luften

igenom genom att fjädrarna öppnar sig. När fågeln sedan rör vingarna nedåt sluts fjädrarna

mot varandra. De släpper då inte längre igenom luften, utan luften trycks nedåt i stället för att

passera genom vingarna och på så sätt får fågeln kraft som för den framåt. Lyftkraften beror

på vingens utformning precis som på ett flygplan. De stora rovfåglarnas spretande djupt

slitsade handpennor, de så kallade "fingrarna", motverkar en viss form av virvelbildning och

bidrar till att skapa stabilare uppåtgående luftströmmar vilket underlättar segelflygning.

(http://sv.wikipedia.org/wiki/Fj%C3%A4der_(biologi) )

http://mynixworld.info/wp-content/uploads/2013/06/atmosphere.png

År 1738 upptäckte Bernoulli att luft i rörelse har mindre tryckkraft än stillastående luft.

Vind är flödet av luft i atmosfären. Skillnader i lufttryck får luften att röra sig från områden

med högtryck till områden med lågtryck. Ju större tryckskillnad desto kraftigare vind.

Vindar kan röra sig i alla riktningar - horisontellt, vertikalt och i virvlar. Vind uppstår av

tryckskillnader i atmosfären. Luften rör sig från ställen med högt tryck mot ställen med lågt

tryck – en slags utjämningseffekt. Ju större skillnad det är i lufttrycket, desto kraftigare blir

vinden.

Vindkraft är när man generar (skapar) elektricitet med hjälp av vinden. För att göra detta

använder man stora vindsnurror (vindkraftverk). Den största vanliga storleken på

vindkraftverk är 150 meter för kroppen och 50 meter för bladen. Från mark till yttersta blad

blir det 200 meter.

För att bladen ska börja snurra måste det blåsa i 4 m/s. Då börjar elektricitet genereras. Vid

13 m/s uppnås maxeffekten som oftast ligger på 2,5 MW. Börjar det blåsa för mycket - över

25 m/s - stängs vindkraftverken av för att förhindra slitage.

4 % av Sveriges el kommer från vindkraftverk.

Anteckningar

LUFT

Luft består av

78% Kväve

21% Syre

1 % andra gaser

Luft tar plats. Tänk på experimentet med glaset i vattenskålen.

Luft väger. En liter luft väger 1,3 gram.

I vakuum finns inga luftmolekyler.

Lufttrycket på denna ruta är 1 kg

Högt lufttryck innehåller fler luftmolekyler än lågt lufttryck.

Varm luft är lättare och stiger. Luftballong

Syre ger våra celler energi. Utan syre kvävs vi och dör. Syret får vi av växterna

Luft finns runt jorden upp till 10.000 meter från jordens yta.

Luften är tätast (lufttrycket är högst) närmast jorden.