Μελετάτε τις επιστημονικές ιδέες πίσω από τις διάφορες μορφές ενέργειας στις τάξεις σας; Θέλετε να διεξάγετε πρακτικές δραστηριότητες με τα παιδιά σας για να ζωντανέψετε τα μαθήματα ενέργειας; Γιατί να μην σκεφτείτε να συμπεριλάβετε μερικά πειράματα επιστήμης της ενέργειας στο σχέδιο μαθήματός σας;

Χρησιμοποιώντας πειράματα, μπορείτε να εμπλέξετε πραγματικά τα παιδιά σας στην κατανόηση των διαφόρων τύπων ενέργειας. Επιτρέπει στους μαθητές να εμπλακούν και να συμμετάσχουν στο μάθημα, προσθέτοντας ένα διαδραστικό στοιχείο.

Δυνητική και ελαστική ενέργεια

1. Τέντωμα με λαστιχένια ζώνη

Οι ελαστικές ταινίες είναι εξαιρετικοί απεικονιστές της ελαστικής ενέργειας λόγω της εκτατότητάς τους. Οι μαθητές συμμετέχουν σε αυτή την άσκηση τεντώνοντας και απελευθερώνοντας τις ελαστικές ταινίες για να παρατηρήσουν τη συσχέτιση μεταξύ του ποσού της τάσης και της επακόλουθης απόστασης που διανύει η ταινία.

2. Αυτοκίνητο με λαστιχένια ζώνη

Σε αυτή την εργασία για το Δημοτικό, οι μαθητές κατασκευάζουν ένα όχημα που κινείται με τη δύναμη ενός λαστιχένιου ιμάντα. Η περιέλιξη του άξονα του αυτοκινήτου τεντώνει το λαστιχένιο ιμάντα, αποθηκεύοντας δυναμική ενέργεια. Η δυναμική ενέργεια του αυτοκινήτου μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν το λαστιχένιο ιμάντα απελευθερώνεται.

3. Εκτοξευτής χάρτινων αεροπλάνων

Οι μαθητές θα δημιουργήσουν έναν εκτοξευτή χάρτινων αεροπλάνων που θα χρησιμοποιεί την ελαστική ενέργεια μιας λαστιχένιας ταινίας για να τα στείλει στα ύψη. Οι νέοι μαθαίνουν πώς η χρήση του χεριού και του βραχίονα για την εκτόξευση ενός αεροσκάφους διαφέρει από τη χρήση ενός εκτοξευτή με λαστιχένια ταινία.

4. Καταπέλτης φτιαγμένος από ξυλάκια παγωτού

Τα παιδιά του Δημοτικού κατασκευάζουν έναν βασικό καταπέλτη σε αυτή την άσκηση χρησιμοποιώντας ανακυκλώσιμα υλικά, ξυλάκια χειροτεχνίας και λαστιχάκια. Όταν πιέζετε προς τα κάτω το ξυλάκι εκτόξευσης, αυτό αποθηκεύει δυναμική ενέργεια, όπως κάνει ένα ελαστικό λουρί όταν το τεντώνετε. Η ενέργεια που αποθηκεύεται στο ξυλάκι μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν απελευθερώνεται.

5. Αλυσιδωτή αντίδραση από ξυλάκια παγωτού

Οι μαθητές πλέκουν απαλά ξύλινα ξύλα μεταξύ τους σε αυτό το έργο, εξασφαλίζοντας ότι κάθε κομμάτι λυγίζει. Τα στριμμένα ξύλα διατηρούνται στη θέση τους και αποθηκεύουν δυνητική ενέργεια. Το ελεύθερο ξύλο επανέρχεται στο συνηθισμένο του σχήμα όταν απελευθερώνεται το πρώτο ξύλο, μετατρέποντας την ελαστική ενέργεια σε κινητική.

Βαρυτική ενέργεια

6. Επιτάχυνση και βαρύτητα

Χρησιμοποιώντας σωλήνες από χαρτόνι, οι μαθητές μελετούν τη σχέση μεταξύ του ύψους πτώσης και της ταχύτητας του αντικειμένου σε αυτή την εργασία. Η βαρύτητα αυξάνει την ταχύτητα ενός αντικειμένου κατά 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s) όταν αυτό βρίσκεται σε ελεύθερη πτώση. Οι μαθητές δοκιμάζουν τις επιδράσεις της βαρύτητας χρονομετρώντας πόσο μακριά γλιστράει μια μπίλια σε ένα σωλήνα από χαρτόνι σε ένα δευτερόλεπτο, δύο δευτερόλεπτα, κ.λπ.

7. Μοντελοποίηση βαρύτητας

Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές μελετούν πώς λειτουργεί η βαρύτητα στο ηλιακό σύστημα χρησιμοποιώντας ένα φύλλο, μια μπάλα του μπιλιάρδου και μπίλιες. Χρησιμοποιώντας μια μπάλα του μπιλιάρδου για τον Ήλιο και μπίλιες για τους πλανήτες, οι μαθητές δοκιμάζουν τη βαρυτική δύναμη της μάζας και της έλξης του Ήλιου.

8. Ελιγμοί με τη βοήθεια βαρύτητας

Αυτό το μάθημα διερευνά πώς ένας ελιγμός υποβοήθησης της βαρύτητας ή "σφεντόνα" μπορεί να βοηθήσει τους πυραύλους να φτάσουν σε μακρινούς πλανήτες. Οι μαθητές μελετούν τα στοιχεία που συμβάλλουν σε μια επιτυχημένη κίνηση σφεντόνας, ενώ προσομοιώνουν μια πλανητική συνάντηση χρησιμοποιώντας μαγνήτες και ρουλεμάν.

Χημική ενέργεια

9. Χρώματα πυροτεχνημάτων

Σε αυτό το μάθημα χημικής ενέργειας, οι μαθητές δοκιμάζουν πώς τα χρώματα των πυροτεχνημάτων σχετίζονται με τις χημικές ουσίες και τα μεταλλικά άλατα. Λόγω της χημικής ενέργειας που παράγουν, διάφορες χημικές ουσίες και μεταλλικά άλατα καίγονται με διαφορετικές φωτεινές αποχρώσεις.

Φωτεινή ενέργεια

10. Αντανάκλαση του φωτός από ένα CD

Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί το φως CD αντανακλά ένα ουράνιο τόξο; Πιθανότατα και τα παιδιά σας έχουν αναρωτηθεί. Αυτό το έργο εξηγεί στα παιδιά γιατί και πώς λειτουργεί η φωτεινή ενέργεια. Είναι ένας θαυμάσιος τρόπος να φέρετε την επιστήμη στην ύπαιθρο.

Πυρηνική ενέργεια

11. Παρατήρηση της πυρηνικής ενέργειας σε θάλαμο νεφών

Αυτή η ενεργειακή δραστηριότητα έχει ως στόχο οι μαθητές να κατασκευάσουν και να δοκιμάσουν έναν θάλαμο νέφωσης. Σε έναν θάλαμο νέφωσης υπάρχει ένας υπερκορεσμένος με νερό ή αλκοόλη ατμός. Τα σωματίδια εισέρχονται στον θάλαμο νέφωσης καθώς ο πυρήνας του ατόμου απελευθερώνει πυρηνική ενέργεια κατά τη διάσπασή του.

Κινητική ενέργεια και ενέργεια κίνησης

12. Ασφάλεια αυτοκινήτου κατά τη διάρκεια σύγκρουσης

Οι μαθητές διερευνούν τεχνικές για να αποτρέψουν τη σύγκρουση ενός αυτοκινητάκιου παιχνιδιού, ενώ παράλληλα μελετούν το νόμο του Νεύτωνα για τη διατήρηση της ενέργειας. Για να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν έναν αποτελεσματικό προφυλακτήρα, οι μαθητές πρέπει να λάβουν υπόψη τους την ταχύτητα και την κατεύθυνση της ενέργειας κίνησης του αυτοκινητάκιου παιχνιδιού λίγο πριν από τη σύγκρουση.

13. Δημιουργία μιας συσκευής για τη ρίψη αυγών

Αυτή η δραστηριότητα ενέργειας κίνησης έχει ως στόχο να βάλει τους μαθητές να δημιουργήσουν έναν μηχανισμό για να αμβλύνουν την πρόσκρουση ενός αυγού που πέφτει από διάφορα ύψη. Παρόλο που το πείραμα πτώσης αυγού μπορεί να διδάξει δυναμική & προφύλαξη, κινητικούς τύπους ενέργειας και τον νόμο διατήρησης της ενέργειας, αυτό το μάθημα επικεντρώνεται στην αποτροπή του θρυμματισμού του αυγού.

Ηλιακή ενέργεια

14. Φούρνος ηλιακού κουτιού πίτσας

Σε αυτή τη δραστηριότητα, τα παιδιά χρησιμοποιούν κουτιά πίτσας και πλαστική μεμβράνη για να κατασκευάσουν έναν απλό ηλιακό φούρνο. Συλλέγοντας τις ακτίνες του ήλιου και μετατρέποντάς τες σε θερμότητα, ένας ηλιακός φούρνος είναι σε θέση να προετοιμάσει γεύματα.

15. Ηλιακός πύργος Updraft

Σε αυτό το έργο οι μαθητές δημιουργούν έναν πύργο ηλιακού ανοδικού ρεύματος από χαρτί και εξετάζουν τις δυνατότητές του για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε κίνηση. Ο επάνω έλικας θα περιστρέφεται όταν ο αέρας της συσκευής θερμαίνεται.

16. Απορροφούν καλύτερα τη θερμότητα τα διαφορετικά χρώματα;

Σε αυτό το κλασικό πείραμα φυσικής, οι μαθητές διερευνούν αν το χρώμα μιας ουσίας επηρεάζει τη θερμική της αγωγιμότητα. Χρησιμοποιούνται λευκά, κίτρινα, κόκκινα και μαύρα χάρτινα κουτιά και προβλέπεται η σειρά με την οποία λιώνουν τα παγάκια στον ήλιο. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να προσδιορίσουν την αλληλουχία των γεγονότων που προκάλεσαν το λιώσιμο των παγάκια.

Ενέργεια θερμότητας

17. Σπιτικό θερμόμετρο

Οι μαθητές δημιουργούν βασικά υγρά θερμόμετρα σε αυτό το κλασικό πείραμα φυσικής για να εξετάσουν πώς κατασκευάζεται ένα θερμόμετρο χρησιμοποιώντας τη θερμική διαστολή των υγρών.

18. Μέταλλο που καρουλιάζει με θερμότητα

Στο πλαίσιο αυτής της δραστηριότητας, οι μαθητές διερευνούν τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και της διαστολής διαφόρων μετάλλων. Οι μαθητές θα διαπιστώσουν ότι οι λωρίδες που παράγονται από δύο υλικά συμπεριφέρονται διαφορετικά όταν τοποθετούνται πάνω από ένα αναμμένο κερί.

19. Ζεστός αέρας σε αερόστατο

Αυτό το πείραμα είναι ο καλύτερος τρόπος για να δείξετε πώς η θερμική ενέργεια επηρεάζει τον αέρα. Για το πείραμα αυτό απαιτούνται ένα μικροσκοπικό γυάλινο μπουκάλι, ένα μπαλόνι, ένα μεγάλο πλαστικό ποτήρι ζέσεως και πρόσβαση σε ζεστό νερό. Το τράβηγμα του μπαλονιού πάνω από το χείλος του μπουκαλιού πρέπει να είναι το πρώτο σας βήμα. Αφού τοποθετήσετε το μπουκάλι στο ποτήρι ζέσεως, γεμίστε το με ζεστό νερό έτσι ώστε να περιβάλλει το μπουκάλι. Το μπαλόνι αρχίζει να διαστέλλεται καθώς το νερό θερμαίνεται.

20. Πείραμα αγωγής θερμότητας

Ποιες ουσίες είναι πιο αποτελεσματικές στη μεταφορά θερμικής ενέργειας; Σε αυτό το πείραμα, θα συγκρίνετε τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικά υλικά μπορούν να μεταφέρουν θερμότητα. Θα χρειαστείτε ένα φλιτζάνι, βούτυρο, μερικές πούλιες, ένα μεταλλικό κουτάλι, ένα ξύλινο κουτάλι, ένα πλαστικό κουτάλι, αυτά τα υλικά και πρόσβαση σε νερό που βράζει για να ολοκληρώσετε αυτό το πείραμα.

Ηχητική ενέργεια

21. Κιθάρα με λαστιχένια ταινία

Σε αυτό το μάθημα, οι μαθητές κατασκευάζουν μια βασική κιθάρα από ένα ανακυκλώσιμο κουτί και λάστιχα και διερευνούν πώς οι δονήσεις παράγουν ηχητική ενέργεια. Όταν τραβιέται μια χορδή από λάστιχο, δονείται, προκαλώντας την κίνηση μορίων αέρα. Αυτό παράγει ηχητική ενέργεια, η οποία ακούγεται από το αυτί και αναγνωρίζεται ως ήχος από τον εγκέφαλο.

22. Χορεύοντας πασπαλίσματα

Οι μαθητές μαθαίνουν σε αυτό το μάθημα ότι η ηχητική ενέργεια μπορεί να προκαλέσει δονήσεις. Χρησιμοποιώντας ένα σκεπασμένο με πλαστικό σκεύος και καραμελωμένα πασπαλίσματα, οι μαθητές θα βουίζουν και θα παρατηρούν τι συμβαίνει στα πασπαλίσματα. Μετά τη διεξαγωγή αυτής της έρευνας, μπορούν να εξηγήσουν γιατί τα πασπαλίσματα αντιδρούν στον ήχο πηδώντας και αναπηδώντας.

23. Χάρτινο κύπελλο και σπάγκος

Τα παιδιά σας θα πρέπει να έχουν συνηθίσει να συμμετέχουν σε δραστηριότητες όπως αυτό το πείραμα ήχου. Είναι μια εξαιρετική, διασκεδαστική και απλή επιστημονική ιδέα που δείχνει πώς τα ηχητικά κύματα μπορούν να περάσουν μέσα από τα πράγματα. Χρειάζεστε μόνο λίγο σπάγκο και μερικά χάρτινα ποτήρια.

Ηλεκτρική ενέργεια

24. Μπαταρία με κέρματα

Μπορεί ένας σωρός από κέρματα να παράγει ηλεκτρική ενέργεια; Στο πλαίσιο αυτής της δραστηριότητας, οι μαθητές φτιάχνουν τις δικές τους μπαταρίες χρησιμοποιώντας μερικές δεκάρες και ξύδι. Μπορούν να μελετήσουν τα ηλεκτρόδια καθώς και την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων από το ένα μέταλλο στο άλλο μέσω ηλεκτρολυτών.

25. Ηλεκτρική ζύμη παιχνιδιού

Οι μαθητές αποκτούν βασικές γνώσεις σχετικά με τα κυκλώματα σε αυτό το μάθημα χρησιμοποιώντας αγώγιμη ζύμη και μονωτική ζύμη. Τα παιδιά κατασκευάζουν βασικά "μαλακά" κυκλώματα χρησιμοποιώντας τους δύο τύπους ζύμης που ανάβουν ένα LED, ώστε να παρατηρήσουν από πρώτο χέρι τι συμβαίνει όταν ένα κύκλωμα είναι ανοιχτό ή κλειστό.

26. Αγωγοί και μονωτήρες

Τα παιδιά σας θα λατρέψουν να χρησιμοποιήσουν αυτό το φύλλο εργασίας για τους αγωγούς και τους μονωτές για να εξερευνήσουν τον τρόπο με τον οποίο η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ταξιδέψει μέσα από διάφορα υλικά. Το έγγραφο περιλαμβάνει έναν κατάλογο με διάφορα υλικά, τα οποία θα πρέπει να μπορείτε να προμηθευτείτε γρήγορα. Οι μαθητές σας πρέπει να μαντέψουν αν κάθε μία από αυτές τις ουσίες θα είναι μονωτής που δεν μεταφέρει ηλεκτρική μορφή ενέργειας ή αγωγός του ηλεκτρισμού.

Συνδυασμός δυναμικής και κινητικής ενέργειας

27. Χάρτινο τρενάκι του λούνα παρκ

Σε αυτό το μάθημα, οι μαθητές κατασκευάζουν χάρτινα τρενάκια και δοκιμάζουν να προσθέσουν βρόχους για να δουν αν μπορούν. Η μπίλια στο τρενάκι περιέχει δυνητική ενέργεια και κινητική ενέργεια σε διαφορετικές θέσεις, όπως στην κορυφή μιας πλαγιάς. Η πέτρα κυλάει σε μια πλαγιά με κινητική ενέργεια.

28. Αναπήδηση μπάσκετ

Οι μπάλες του μπάσκετ έχουν δυνητική ενέργεια κατά την πρώτη ντρίμπλα, η οποία μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια μόλις η μπάλα χτυπήσει στο έδαφος. Όταν η μπάλα συγκρούεται με οτιδήποτε, μέρος της κινητικής ενέργειας χάνεται- ως αποτέλεσμα, όταν η μπάλα αναπηδά ξανά, δεν μπορεί να φτάσει στο ύψος που είχε φτάσει πριν.