Opiskeletko tunneillasi eri energiamuotojen taustalla olevia tieteellisiä ajatuksia? Haluatko tehdä käytännönläheisiä harjoituksia lastesi kanssa, jotta energiantunneista tulisi eläviä? Miksi et harkitsisi energiatieteellisten kokeiden sisällyttämistä opetussuunnitelmaasi?

Kokeiden avulla voit saada lapset aidosti mukaan ymmärtämään erilaisia energiamuotoja. Se antaa oppijoille mahdollisuuden sitoutua ja osallistua kurssille, mikä lisää vuorovaikutteisen komponentin.

Potentiaalinen ja elastinen energia

1. Kuminauhan venytys

Kuminauhat ovat hyviä kimmoenergian kuvaajia, koska ne ovat venyviä. Oppilaat osallistuvat tähän harjoitukseen venyttämällä ja vapauttamalla kuminauhoja ja havainnoimalla korrelaatiota venytyksen määrän ja nauhan kulkeman matkan välillä.

2. Kuminauha-auto

Tässä ala-asteen projektissa oppilaat rakentavat auton, jota kuminauhan voima liikuttaa. Auton akselin kelaaminen venyttää kuminauhaa, jolloin siihen varastoituu potentiaalienergiaa. Auton potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi, kun kuminauha vapautetaan.

3. Paperilentokoneen laukaisulaite

Oppilaat luovat paperilentokoneille kuminauhalla toimivan laukaisulaitteen, joka käyttää kuminauhan kimmoenergiaa lähettääkseen lentokoneet lentoon. Nuoret oppivat, miten käden ja käsivarren käyttäminen lentokoneen laukaisemiseen eroaa kuminauhan laukaisulaitteen käytöstä.

4. Katapultti, joka on tehty popsicle-tikuista.

Tässä harjoituksessa alakouluikäiset lapset rakentavat peruskatapultin käyttämällä kierrätysmateriaaleja, askartelutikkuja ja kuminauhoja. Kun työnnät alaspäin laukaisukeppiä, se varastoi potentiaalienergiaa, aivan kuten kuminauha, kun sitä venytetään. Keppiin varastoitunut energia muuttuu liike-energiaksi, kun se vapautetaan.

5. Jäätelötikkujen ketjureaktio

Oppilaat punovat tässä projektissa puukeppejä varovasti yhteen varmistaen, että jokainen pala taipuu. Kierretyt kepit pysyvät paikallaan ja varastoivat potentiaalienergiaa. Vapaa keppi napsahtaa takaisin tavanomaiseen muotoonsa, kun ensimmäinen keppi päästetään irti, jolloin elastinen energia muuttuu liike-energiaksi.

Gravitaatioenergia

6. Kiihtyvyys ja painovoima

Tässä tehtävässä oppilaat tutkivat pahviputkien avulla pudotuskorkeuden ja esineen nopeuden välistä yhteyttä. Painovoima lisää esineen nopeutta 9,8 metriä sekunnissa (m/s), kun se putoaa vapaasti. Oppilaat testaavat painovoiman vaikutuksia mittaamalla, kuinka kauas marmorikuula liukuu pahviputkea pitkin alas sekunnissa, kahdessa sekunnissa jne.

7. Gravitaatiomallinnus

Tässä tehtävässä oppilaat tutkivat, miten painovoima toimii aurinkokunnassa käyttämällä leveää lehteä, biljardipalloa ja kuulapalloja. Käyttämällä biljardipalloa Aurinkona ja kuulapalloja planeettoina oppilaat testaavat Auringon massan ja vetovoiman aiheuttamaa painovoimaa.

8. Manööverit painovoiman avulla

Tällä oppitunnilla tutkitaan, miten painovoiman avulla raketit voivat saavuttaa kaukaisia planeettoja. Oppilaat tutkivat, mitkä tekijät vaikuttavat onnistuneeseen ritsaliikkeeseen, ja simuloivat samalla planeetan kohtaamista magneettien ja kuulalaakereiden avulla.

Kemiallinen energia

9. Ilotulitteiden värit

Tällä kemiallisen energian oppitunnilla oppilaat testaavat, miten ilotulitteiden värit liittyvät kemikaaleihin ja metallisuoloihin. Erilaiset kemikaalit ja metallisuolat palavat tuottamansa kemiallisen energian vuoksi vaihtelevin valonvärein.

Valoenergia

10. Valon heijastuminen CD-levystä

Oletko koskaan miettinyt, miksi CD-valo heijastaa sateenkaarta? Lapsesi ovat luultavasti myös miettineet. Tämä projekti selittää lapsille, miksi ja miten valoenergia toimii. Se on hieno tapa tuoda tiedettä ulkoilmaan.

Ydinenergia

11. Ydinenergian havainnointi pilvikammiossa

Tämän energia-aktiviteetin tarkoituksena on, että oppilaat rakentavat ja testaavat pilvikammion. Pilvikammiossa on vedellä tai alkoholilla kyllästettyä höyryä. Pilvikammioon tulee hiukkasia, kun atomin ydin vapauttaa ydinenergiaa hajotessaan.

Kineettinen energia ja liike-energia

12. Auton turvallisuus onnettomuuden aikana

Oppilaat tutkivat tekniikoita, joilla estetään leluauton törmäys ja opiskelevat samalla Newtonin energian säilymislakia. Suunnitellakseen ja rakentaakseen tehokkaan puskurin oppilaiden on otettava huomioon leluauton nopeus ja liikesuunta juuri ennen törmäystä.

13. Laitteen luominen munien pudottamista varten

Tämän liike-energia-aktiviteetin tarkoituksena on saada oppilaat luomaan mekanismi, joka pehmentää eri korkeuksilta pudotetun munan iskua. Vaikka munan pudotuskokeessa voidaan opettaa potentiaalista & ampeeria, kineettisiä energiatyyppejä ja energian säilymislakia, tällä oppitunnilla keskitytään estämään munan särkyminen.

Aurinkoenergia

14. Aurinkopizzalaatikon uuni

Tässä toiminnassa lapset rakentavat pizzalaatikoiden ja muovikelmun avulla yksinkertaisen aurinkouunin. Auringon säteet vangitsemalla ja muuttamalla ne lämmöksi aurinkouuni pystyy valmistamaan aterioita.

15. Solar Updraft -torni

Tässä projektissa oppilaat luovat paperista aurinkoenergiatornin ja tarkastelevat sen mahdollisuuksia muuntaa aurinkoenergiaa liikkeeksi. Yläpotkuri pyörii, kun laitteen ilma lämpenee.

16. Imevätkö eri värit lämpöä paremmin?

Tässä klassisessa fysiikan kokeessa oppilaat tutkivat, vaikuttaako aineen väri sen lämmönjohtavuuteen. Käytetään valkoista, keltaista, punaista ja mustaa paperilaatikkoa, ja ennustetaan, missä järjestyksessä jääkuutiot sulavat auringossa. Näin he voivat määrittää tapahtumaketjun, joka aiheutti jääkuutioiden sulamisen.

Lämpöenergia

17. Kotitekoinen lämpömittari

Tässä klassisessa fysiikan kokeessa oppilaat valmistavat peruslämpömittareita nesteiden lämpölaajenemisen avulla ja tutkivat, miten lämpömittari valmistetaan nesteiden lämpölaajenemisen avulla.

18. Lämpökuristettu metalli

Tämän tehtävän yhteydessä oppilaat tutkivat lämpötilan ja eri metallien laajenemisen välistä suhdetta. Oppilaat näkevät, että kahdesta materiaalista valmistetut liuskat käyttäytyvät eri tavalla, kun ne asetetaan sytytetyn kynttilän päälle.

19. Kuumaa ilmaa ilmapallossa

Tämä koe on paras tapa osoittaa, miten lämpöenergia vaikuttaa ilmaan. Tähän tarvitaan pieni lasipullo, ilmapallo, iso muovinen dekantterilasi ja pääsy kuumaan veteen. Vedä ilmapallo pullon reunan yli. Kun olet asettanut pullon dekantterilasiin, täytä se kuumalla vedellä niin, että se ympäröi pullon. Ilmapallo alkaa laajeta, kun vesi kuumenee.

20. Lämmönjohtamiskokeet

Mitkä aineet siirtävät lämpöenergiaa tehokkaimmin? Tässä kokeessa vertaat, miten eri aineet voivat siirtää lämpöä. Tarvitset tämän kokeen suorittamiseen kupin, voita, paljetteja, metallilusikan, puulusikan, muovilusikan, nämä aineet ja kiehuvaa vettä.

Äänienergia

21. Kuminauhakitara

Tällä oppitunnilla oppilaat rakentavat kierrätettävästä laatikosta ja kuminauhoista peruskitaran ja tutkivat, miten värähtely tuottaa äänienergiaa. Kun kuminauhan jousesta vedetään, se värähtelee, jolloin ilmamolekyylit liikkuvat. Tämä tuottaa äänienergiaa, jonka korva kuulee ja aivot tunnistavat ääneksi.

22. Tanssivat rippeet

Oppilaat oppivat tällä oppitunnilla, että äänienergia voi aiheuttaa värähtelyjä. Muovilla päällystetyn lautasen ja karkkipirtelöiden avulla oppilaat hyräilevät ja tarkkailevat, mitä pirtelöille tapahtuu. Tutkimuksen jälkeen he voivat selittää, miksi pirtelöt reagoivat ääneen hyppimällä ja pomppimalla.

23. Paperikuppi ja naru

Lasten pitäisi olla tottuneita osallistumaan tämän äänikokeen kaltaisiin aktiviteetteihin. Se on hieno, viihdyttävä ja suoraviivainen tieteellinen idea, joka osoittaa, miten ääniaallot voivat kulkea esineiden läpi. Tarvitset vain narua ja paperikuppeja.

Sähköenergia

24. Kolikkokäyttöinen paristo

Voiko kasa kolikoita tuottaa sähköenergiaa? Tämän tehtävän yhteydessä oppilaat valmistavat omia paristojaan käyttäen muutamia pennejä ja etikkaa. He saavat tutkia elektrodeja sekä varattujen hiukkasten liikkumista metallista toiseen elektrolyyttien kautta.

25. Sähköinen leikkitaikina

Oppilaat saavat tällä oppitunnilla taustatietoa virtapiireistä käyttämällä johtavaa taikinaa ja eristävää taikinaa. Lapset rakentavat näiden kahden taikinatyypin avulla peruspiirejä, jotka sytyttävät LED-valon, jotta he voivat havainnoida omakohtaisesti, mitä tapahtuu, kun virtapiiri on auki tai kiinni.

26. Johtimet ja eristeet

Lapsesi tulevat rakastamaan tämän johtajia ja eristeitä käsittelevän työarkin käyttöä tutkiessaan, miten sähköenergia voi kulkea eri materiaalien läpi. Asiakirja sisältää luettelon useista materiaaleista, jotka kaikki pitäisi pystyä hankkimaan nopeasti. Oppilaidesi on arvattava, onko kukin näistä aineista eriste, joka ei kuljeta sähköistä energiamuotoa, vai sähköä johtava aine.

Potentiaalinen ja kineettinen energia yhdistettynä

27. Paperinen vuoristorata

Tällä oppitunnilla oppilaat rakentavat paperisia vuoristoratoja ja kokeilevat silmukoiden lisäämistä. Vuoristoradan marmorissa on potentiaalienergiaa ja liike-energiaa eri paikoissa, kuten rinteen huipulla. Kivi rullaa alas rinnettä liike-energian avulla.

28. Koripallon pomputtelu

Koripallossa on potentiaalienergiaa, kun sitä ensin dribblataan, ja se muuttuu liike-energiaksi, kun pallo osuu maahan. Kun pallo törmää johonkin, osa liike-energiasta katoaa, minkä seurauksena pallo ei pysty nousemaan takaisin ylös, kun se pomppaa takaisin, eikä se pääse enää samaan korkeuteen kuin aiemmin.