lärarhandledning - tsp-stage2.spsm.se

1 LÄRARHANDLEDNING • ENKLA MASKINER www.spsm.se

Lärarhandledning


Innehåll

Om serien .........................................................................................................3

Målgrupp .........................................................................................................4

Ämne ................................................................................................................4

Läroplan ..........................................................................................................4

Kursplaner .......................................................................................................4

Teknik .................................................................................................................... 4

Fysik ....................................................................................................................... 6

Mekanikens gyllene regel ...............................................................................7

Övningsmaterial .............................................................................................7

Fråga 1 ................................................................................................................... 7

Fråga 2 ................................................................................................................... 8

Fråga 3 ................................................................................................................... 8

Fråga 4–21 ............................................................................................................ 8

Arbetsunderlag ...............................................................................................8

Skruven .................................................................................................................. 8

Kilen .................................................................................................................... 10

Hjulet ................................................................................................................... 11

Lutande planet .................................................................................................. 12

Block och talja ..................................................................................................... 14

Hävstången ......................................................................................................... 15

Praktiska övningar ........................................................................................16

Gör ett collage .................................................................................................... 16

Upptäck maskinerna längs din skolväg ............................................................. 16

Skapa din egen komplexa maskin ..................................................................... 17

Memory – Domino – Arbetskort ..................................................................17

Memory ............................................................................................................... 17

Domino ................................................................................................................ 18

Arbetskort ........................................................................................................... 19

Studera samband i vardagen ........................................................................19

Laborationer .................................................................................................20

Skruven – Arkimedes skruv ................................................................................ 20

Lutande planet – förflyttning av föremål ......................................................... 21

Hjulet – bygga en bil med hjul ......................................................................... 21

Hävstången – dra ut spikar ................................................................................ 22

Ämnesövergripande samarbeten .................................................................23

Tips på fler läromedel från SPSM .................................................................24


ENKLA MASKINER – Lärarhandledning

Om serien”Enkla maskiner” är en läromedelsserie på svenskt teckenspråk som innehåller de sex avsnitten: Skruven, Kilen, Hjulet, Lutande planet, Block och talja samt Hävstången.

Syftet med läromedelsserien är att på ett tydligt och enkelt sätt förklara och be-skriva de enkla maskinernas funktion och betydelse för människan.

Enkla maskiner hjälper oss människor att spara kraft vid arbete och har fått sitt samlingsnamn av att de bara kräver en enkel kraft för att utföra ett mekaniskt arbete. Alla enkla maskiner arbetar efter mekanikens gyllene regel: ”Det du vinner i kraft, förlorar du i väg” och tvärtom.

Varje avsnitt är uppdelat i en faktadel och en kortfilm och har en total speltid på ca tio minuter. I faktadelarna förklarar programledaren vad enkla maskiner är för något och hur de underlättar för människan. Maskinerna presenteras och beskrivs med hjälp av både fakta och visuella framställningar. I kortfilmerna ”Stig och Rut” får man följa hur Stig möter olika problem och hur han försöker lösa dem, först själv och sedan med hjälp av Rut och de enkla maski-nerna. I kortfilmerna används inget språk utan endast gester och huvudfokus ligger på att visualisera dilemman och lösningar kopplade till de olika maskinerna.

I slutet av varje faktadel dyker det upp ett tankefönster. Syftet med tankefönstret är att visa på hur maskinen kan användas, har använts, eller att lyfta fram ytterli-gare exempel som inte gick att visa i studion. Målet är även att tankefönstret ska inspirera och hjälpa eleverna att tänka utanför boxen på hur maskinerna skulle kunna användas.

Till serien ”Enkla maskiner” finns även tillhörande elevmaterial och en lärarhand-ledning:

”Övningsmaterial Enkla maskiner” (för utskrift) ”Övningsmaterial Enkla maskiner” (på teckenspråk) ”Memory – Domino – Arbetskort” (för utskrift) ”Lärarhandledning Enkla maskiner” (för utskrift)

När ni har gått igenom elevmaterialet ska eleven

• förstå vinsten med de enkla maskinerna

• veta vilka de enkla maskinerna är

• kunna ”Mekanikens gyllene regel” och förstå vad den innebär

• kunna peka ut några enkla maskiner i sin vardag.

Läromedlet har svenskt teckenspråk och svenskt tal som presentationsspråk och undertext finns som tillval.

Skruven


MålgruppPrimär målgrupp: Åk 3–4 Specialskolan döv, hörsel Sekundär målgrupp: Åk 5–6 Specialskolan döv, hörsel samt Grundskolan åk 3-6

Kommentar: Eftersom faktadelarna och kortfilmerna innehåller en hel del visuella inslag kan även elever i yngre åldrar och elever med språkbrister ha behållning av innehållet.

ÄmneÄmnet är i huvudsak teknik, men det är även ett bra material att använda inom ämnet fysik eftersom produkten lyfter ”Mekanikens gyllene regel” och begrepp som väg, kraft och friktion.

Via läromedlet får eleverna möjlighet att utveckla sin förmåga att ta till sig förkla-ringar och beskrivningar kring vilka vinster människan gör med hjälp av de enkla maskinerna.

I materialet får eleverna också tips på var i deras egen omgivning de enkla maski-nerna finns.

Förutom att läromedlet ger eleverna en grundläggande kunskap om maskinerna så ger det även ett utökat ordförråd i både svenska och svenskt teckenspråk samt kunskap om hur man beskriver maskinernas funktioner på teckenspråk.

Läroplan Under ”Övergripande mål och riktlinjer” i Läroplan Lspec11 kan man läsa att eleverna ska lära sig att

• jämföra och reflektera över tekniska lösningar i vardagen utifrån ändamålsen-lighet och funktion

• använda ämnesspecifika ord, begrepp och symboler.

Kursplaner

TeknikTekniska lösningar har i alla tider varit betydelsefulla för människan och för samhällens utveckling. Drivkrafterna bakom teknikutvecklingen har ofta varit en strävan att lösa problem och uppfylla mänskliga behov. För att förstå teknikens roll för individen, samhället och miljön behöver den teknik som omger oss göras synlig och begriplig.

Ämnets syfte

Undervisningen i ämnet teknik ska syfta till att eleverna utvecklar sitt tekniska kunnande och ska bidra till att eleverna utvecklar intresse för teknik och förmåga att ta sig an tekniska utmaningar på ett medvetet och innovativt sätt. Genom un-


dervisningen ska eleverna ges förutsättningar att utveckla kunskaper om tekniken i vardagen och förtrogenhet med ämnets specifika uttrycksformer och begrepp.

Undervisningen ska bidra till att eleverna utvecklar kunskaper om teknikens historiska utveckling för att de på så sätt bättre ska förstå dagens komplicerade tekniska företeelser och sammanhang och hur tekniken påverkat och påverkar samhällsutvecklingen.

Centralt innehåll Årskurs 1–3 Årskurs 4–6

Tekniska lösningar • Några vanliga föremål där enkla mekanismer som hävstänger och länkar används för att uppnå en viss funktion, till exempel föremål på lekplatser och husgeråd av olika slag.

• Några vanliga tekniska lös-ningar där människan här-mat naturen, till exempel den kupade handen som förebild för förvaringskärl eller kardborren som före-bild för kardborrebandet.

• Några enkla ord och be-grepp för att benämna och samtala om teknik och tekniska lösningar

• Vardagliga föremål som består av rörliga delar och hur de rörliga delarna är sammanfogade med hjälp av olika mekanismer för att överföra och förstärka krafter.

• Hur vanliga hållfasta och stabila konstruktioner är uppbyggda, till exempel hus och broar.

• Ord och begrepp för att benämna och samtala om tekniska lösningar

Arbetssätt för ut-veckling av teknis-ka lösningar

• Egna konstruktioner där man tillämpar enkla meka-nismer.

Teknik, människa, samhälle och miljö

• Några föremål i elevens vardag och hur de är an-passade efter människans behov.

• Hur föremålen i elevens vardag har förändrats över tid.


FysikNaturvetenskapen har sitt ursprung i människans nyfikenhet och behov av att veta mer om sig själv och sin omvärld. Kunskaper i fysik har stor betydelse för samhällsutvecklingen inom vitt skilda områden. Med kunskaper om energi och materia får människor redskap för att kunna bidra till en hållbar utveckling.

Ämnets syfte

Undervisningen i ämnet fysik ska syfta till att eleverna utvecklar kunskaper om fysikaliska sammanhang och nyfikenhet på och intresse för att undersöka omvärl-den. Genom undervisningen ska eleverna ges möjlighet att ställa frågor om fysika-liska företeelser och sammanhang utifrån egna upplevelser och aktuella händelser.

Undervisningen ska ge eleverna möjligheter att använda och utveckla kunskaper och redskap genom att eleverna ges förutsättningar att hantera praktiska, etiska och estetiska valsituationer som rör energi, teknik, miljö och samhälle. Under-visningen ska skapa förutsättningar för eleverna att kunna skilja mellan natur-vetenskapliga och andra sätt att skildra omvärlden. Genom undervisningen ska eleverna ges möjlighet att utveckla perspektiv på utvecklingen av naturvetenska-pens världsbild och ges inblick i hur naturvetenskapen och kulturen ömsesidigt påverkar varandra.

Centralt innehåll Årskurs 1–3 Årskurs 4–6

Kraft och rörelse • Tyngdkraft och friktion som kan observeras vid lek och rörelse, till exempel i gung-or och rutschbanor.

• Balans, tyngdpunkt och jämvikt som kan observeras i lek och rörelse, till exem-pel vid balansgång och på gungbrädor.

Fysiken och vardagslivet

• Krafter och rörelser i vardagssituationer och hur de upplevs och kan beskrivas, till exempel vid cykling.

Fysiken och världsbilden

• Några historiska och nutida upptäckter inom fysikområdet och deras betydelse för människans levnadsvillkor och syn på världen.


Mekanikens gyllene regel”Mekanikens gyllene regel” är en allmän ”lag” inom mekaniken som beskriver nyttan av att använda ett hjälpmedel när man ska utföra en uppgift som kräver mycket kraft. Med hjälp av en enkel maskin kan energiför-brukningen/kraftansträngningen minskas för den som utför uppgiften.

Den ”gyllene regeln” kallas ibland även den ”gyllene lagen” och formuleringen kan lyda något olika beroende på var man söker. Några exempel på formuleringar:

”Det man förlorar i kraft, vinner man i väg” ”Det man vinner i kraft, förlorar man i sträcka” ”Det man förlorar i väg, vinner man i kraft”

Men oavsett formulering så är poängen alltid densamma: Man behöver inte an-vända lika mycket kraft om sträckan/längden/vägen blir längre.

Ordet mekanik kommer från det grekiska ordet mekhane som betyder redskap. Mekaniken är en del i ämnet fysik och man brukar säga att mekaniken är den äldsta delen av fysiken. Mekanik handlar om vad som händer med saker när de exempelvis rör på sig eller när man tillför en kraft.

Med hjälp av kunskaper i mekanik kan man få förståelse för varför maskiner eller verktyg fungerar som de gör. De som har studerat mekanik under vår historia har funderat över varför saker och ting rör sig på ett visst sätt eller i en viss fart. Jäm-vikt, rörelse och krafter är tre viktiga ord inom mekanik.

Övningsmaterial Det tillhörande övningsmaterialet ”Övningsmaterial Enkla maskiner” finns både för utskrift och på teckenspråk och nås även det via SPSM Play. Övningsmaterialet knyter an till det som tas upp i de sex avsnitten kring maski-nernas namn, utseende och funktioner.

Fråga 1I fråga 1 ligger fokus på att eleven vet vad maskinerna heter. För att skapa en igenkänning används i denna fråga både il-lustrationer och stillbilder från själva läromedlet. På så vis läggs huvudfokus på att kunna namnet på maskinerna och inte på att behöva känna igen dem i ny utformning eller i nya sammanhang.

Senare i övningsmaterialet kommer utmaningen att känna igen maskinerna även med annat utseende.

Fråga 1Vad heter de sex enkla maskinerna? Dra streck mellan de rätta bilderna och namnet:

Hävstången

Lutande planet

Hjulet

Kilen

Skruven

Block och talja


Fråga 2I fråga 2 är tanken att eleven ska associera till det som programledaren lyfter precis i början av varje avsnitt: Att enkla maskiner hjälper människor att spara kraft vid arbete. Men det finns även plats för eleven att utveckla det här området ytterligare och beskriva hur varje maskin kan hjälpa människan rent praktiskt.

Fråga 3Fråga 3 knyter an till ”Mekanikens gyllene regel”. I avsnittet kan man läsa:

”Det du vinner i kraft, förlorar du i väg”

Även här finns det plats för eleven att utveckla svaret ytterligare. Pedagogen kan exempelvis be eleven beskriva hur funktionen och kraften förändras hos en specifik maskin beroende på kort eller lång väg.

Fråga 4–21 Syftet med frågorna 4–21 är att eleven i lugn och ro ska kunna fokusera på en maskin i taget med de tre återkommande frågorna:

1. Hur fungerar den enkla maskinen?

2. Vad kan du använda den enkla maskinen till? (Rita och be-skriv)

3. Ringa in de föremål där maskinen förekommer.

Den första frågan inriktar sig på själva funktionen, den andra frå-gan kopplar maskinen till eleven och dennes vardag och den tredje är en utmaning i att känna igen maskinerna med annat utseende än vad som visats i avsnitten.

ArbetsunderlagNedan följer förslag på hur man kan arbeta vidare med respektive maskin.

SkruvenEn skruvad uppfinning

I avsnittet ”Skruven” tydliggörs ”Mekanikens gyllene regel” på ett väldigt visuellt sätt genom att programledaren mäter de olika ”vägarna” med hjälp av snören.

• Kan eleverna förklara vad ”Mekanikens gyllene regel” inne-bär?

• Diskutera i grupp varför man vinner i kraft men förlorar i väg när man använ-der en skruv jämfört med en spik.

Fråga 2Hur hjälper enkla maskiner människan?

Fråga 3Förklara Mekanikens gyllene regel.

Lutande planetFråga 13Hur fungerar det lutande planet?

Fråga 14Vad kan du använda ett lutande plan till? (Rita och beskriv)

Fråga 15Ringa in de föremål där det lutande planet förekommer:

HjuletFråga 10Hur fungerar hjulet?

Fråga 11Vad kan du använda hjulet till? (Rita och beskriv)

Fråga 12Ringa in de föremål där hjulet förekommer:

SkruvenFråga 4Hur fungerar en skruv?

Fråga 5Vad kan du använda skruven till? (Rita och beskriv)

Fråga 6Ringa in de föremål där skruven förekommer:


• Hur tror eleverna att livet skulle ha sett ut idag om skruven inte hade uppfun-nits?

• Vad har eleverna och deras familjer själva använt skruvar till?

• Skruvarna håller ihop det mesta i vår vardag. I vad runt omkring eleven har skruven använts?

Krafter/Funktion – skruven

Vid en första titt kan skruven tyckas vara ett enkelt föremål som ”bara” håller ihop olika saker. Men om man tittar närmare förstår man att det ligger mycket arbete bakom denna uppfinning. Utan skruven skulle alla våra prylar och maski-ner falla isär.

En skruv är ett föremål som används för att sätta samman två olika delar. Tittar man noga på skruven så kan man se att den är som ett lutande plan som går runt i en spiral. Det spiralformade mönstret kallas för gänga. Gängans lutning gör att den stiger en gängbredd för varje löpt varv.

Skruvar håller ihop det mesta runt omkring oss och det finns olika sorters skruvar för olika ändamål. De håller ihop elevens skrivbord, gångjärnen i dörren, kickbi-ken och cykeln. I stora byggnader och i broar används ofta stora bultar.

Tankefönstret – Arkimedes skruv

Den tidigast beskrivna skruven var en an-ordning för att forsla upp vatten från lägre nivåer. Den kallas för Arkimedes skruv, efter den grekiske vetenskapsmannen Arkimedes som sägs ha uppfun-nit apparaten någon gång på 200-talet f.Kr. Men det finns även tecken som tyder på att liknande vatten-skruvar användes i Egypten redan på 400-talet f.Kr. för att bland annat tömma fartyg på vatten.

Konstruktionen är en form av transportskruv som består av ett spiralformat rör som vrider sig runt en axel, eller en spiralform in-byggd i ett rör. Ena änden av röret placeras under den lägre vattenytan. När axeln roterar tvingar den med sig vattnet upp till en högre nivå, eftersom vattnet hela tiden befinner sig i spiralkurvornas botten. Arkimedes var den första personen som dokumenterade de enkla maskinerna.

• Vilka andra uppfinningar har Arkimedes kommit på/dokumenterat?

• Ta reda på mer om hur han kom på Arkimedes skruv.

• Diskutera hur man idag skulle kunna använda metoden som Arkimedes kom på.

(Några exempel på hur metoden används idag är t.ex. olika slags pumpar som an-vänds i lantbruket, turbiner som används inom industrin och vattenkraftspumpar


som både pumpar upp vatten till en högre nivå och genererar förnybar energi.)

Förutom vatten så kan man även förflytta föremål, t.ex. små kulor och liknande, från en lägre till en högre höjd genom den här metoden.

Mer att diskutera – skruvens förekomst

I övningsmaterialet finns det sex föremål där eleven ska ringa in var skruven förekommer. De tre uppenbara svaren, och de svar som är tillräckliga för att bli godkänd är: gängorna i glödlampan, skruven och muttern och borrmaskinen. Men om eleverna även ringar in lastbilen och block och talja har de rätt även där, eftersom skruven används för att hålla ihop dessa föremål.

KilenEn av de äldsta uppfinningarna

I avsnittet ”Kilen” berättar programledaren att man tror att yxan är en av de äldsta uppfinningarna i människans historia.

• Hur gammalt är det äldsta yxbladet som man har hittat?

• Diskutera i grupp hur det kan komma sig att man inte hade några handtag på de tidigaste yxorna.

• Hur har kilen kunnat hjälpa människan?

• Hur tror eleverna att livet skulle ha sett ut idag om kilen inte hade uppfunnits?

Krafter/Funktion – kilen

En kil används både för att separera eller dela på något och för att hålla något på plats. När kraft tillförs mot kilens breda ände trycks kilen nedåt och kraften fördelas åt sidorna och sidorna trycks utåt. Kraften som kilen skapar (kraftför-stärkningen) beror på förhållandet mellan kilens längd och tjocklek och hur stor kraft som tillförs mot kilens breda ände. En spetsig kil gör jobbet snabbare och mer effektivt än en trubbig kil.

Tekniskt sett är kilen två lutande plan som är ihopsatta.

Tankefönstret – spiken och andra kilar

När man hamrar i en spik använder man sig av en kil för att sätt ihop föremål och när man skär med en kniv eller slår med en yxa i ett vedträ kom-mer kraften att trycka ner kilen för att klyva föremå-let. Kilen kan även användas för att hålla föremål på plats, som kilen i yxskaftet som gör att inte yxbladet kan flyga iväg när man svingar med yxan, eller som det kilformade dörrstoppet som håller dörren öppen.


Mer att diskutera – komplexa maskiner

Kilen kan även användas i kombination med andra enkla maskiner. När flera enkla maskiner kombineras kallas de för komplexa maskiner eller sammansatta maskiner.

Exempel på några komplexa maskiner där kilen förekommer är spaden/skyffeln och saxen (kil + hävstång).

HjuletEn av de viktigaste uppfinningarna

I avsnittet ”Hjulet” inleder programledaren med att säga att hjulet är en av människans viktigaste uppfinningar. Hjulet både under-lättar förflyttning av föremål och människor och möjliggör långa transportsträckor.

• Diskutera i grupp varför hjulet är en av de viktigaste uppfinningarna.

• Hur har hjulet kunnat hjälpa människan?

• Hur tror eleverna att livet skulle ha sett ut idag om hjulet inte hade uppfun-nits?

Krafter/Funktion – hjulet

I avsnittet ”Hjulet” lyfts även begreppet friktion – att stenen är svårflyttad när den ligger på bordet på grund av hög friktion och att friktionen minskar när stenen ligger på rundstavarna. Har eleverna sett ordet och tecknet för friktion tidigare? Skriv upp på tavlan och upprepa tecknet. Hur uppfattar eleverna vad friktion är för något? Associerar de till krafter?

Vill man gå in djupare på vad friktion är så kan man förklara att friktion uppstår när två ytor dras mot varandra. Friktion beror på att ett föremåls yta aldrig är helt slät. Den ojämna ytan gör att föremålen hakar fast i varandra och orsakar ett motstånd. Det är det här motståndet som kallas friktionskraft eller bara friktion och för att föremålet ska kunna flyttas måste en annan kraft som är större än friktionskraften tillsättas.

Man kan även gå vidare och prata om att det finns flera krafter som alltid finns runt omkring oss och att friktionskraften är en av dem. Kan eleverna kanske komma på någon mer kraft? (T.ex. tyngdkraft eller gravitationskraft.)

Tankefönstret – urmakare

I klippet i tankefönstret ser vi en urmakare som arbetar med ett urverk. En urmakare tillverkar


och renoverar klockor och urverket är det som finns inuti klockan och som får klockan att gå. Den äldsta typen av urverk har sina rötter i 1500-talet.

Men en av de äldsta teknikerna för att mäta tid är soluret. Med ett solur mäter man tiden med hjälp av solen. Ett solur består av en skiva med siffror eller mar-keringar på och något som fungerar som en visare (skuggkastare). När solen rör sig på himlen flyttas skuggan (visaren) och man får på det här sättet reda på vad klockan är. Den här tekniken användes från år 3000 f.Kr. Varför inte prova att skapa solur tillsammans?

• Har eleverna hört talas om urmakare tidigare?

• Kan eleverna komma på andra hantverksgrupper som inte är så vanliga idag? (Några exempel kan vara bokbindare, guldsmed, glasblåsare, skomakare och möbelsnickare)

• Förr var det vanligt att döva arbetade med s.k. S-yrken. Vet eleverna vilka yr-ken som ingick i S-yrkena? (snickare, skräddare, sömmerskor och skomakare)

• Vilka yrken kan personer med hörselnedsättning utbilda sig till idag? Finns det någon begränsning? Vad vill eleverna själva jobba med i framtiden?

Mer att diskutera – klockans urverk

Ett urverk består av väldigt många delar: Vridkronan drar upp drivfjädern, vil-ket gör att fjädern lagrar energi. Kugghjulen överför energin till gångpartiet och gångpartiet släpper ut energin i exakt reglerade delar. Balanshjulet använder den här reglerade energin för att slå fram och tillbaka i jämn takt. För varje visst antal slag överför visarverket energin till klockans visare och visarna rör sig framåt.

Lutande planet En sluttande upptäckt

I avsnittet ”Lutande planet” berättar programledaren om hur härligt det är att cykla nedför en backe i snabb fart, men att det också kan gå lätt att cykla uppför en backe.

• Diskutera i grupp när det är enkelt och när det är tungt att cykla uppför en backe.

• Diskutera i grupp varför det finns serpentinvägar.

• Hur har lutande planet kunnat hjälpa människan?

• Hur tror eleverna att livet skulle ha sett ut idag om lutande planet inte hade upptäckts?

Krafter/Funktion – lutande planet

Lutande planet är en av de första lösningar man känner till för att kunna hantera och förflytta riktigt tunga saker mellan olika höjder. Man tror även att egyptierna drog de stora stenblocken uppför lutande plan när de byggde pyramiderna.


Inom mekaniken är det lutande planet en plan yta som bildar en icke-rät vinkel mot horisontalplanet.

Det lutande planet är ett bra exempel på mekanikens gyllene regel: ”Det man vin-ner i kraft, förlorar man i väg” – kraftansträngningen minskar ju längre och mer plan ”vägen” blir.

Tankefönstret – serpentinväg

En serpentinväg liknar en orm som slingrar sig fram.

Om berget är mycket brant kan man inte låta vägen gå rakt uppåt, för då kan fordonen inte ta sig upp. I stället bygger man vägen lätt lutande med skarpa kurvor. Då blir lutningen uppåt betydligt mindre och det krävs mindre kraft, men den sammanlagda sträckan blir betydligt längre (mekanikens gyllene regel).

För att ytterligare beskriva det lutande planet, kan man tänka sig att man cyklar uppför en backe. Om backen är kort och brant måst man kämpa med tramporna på cykeln och ta i med benmusklerna. Är backen lång och flack så behöver man inte ta i lika mycket med benmusklerna när man trampar. Då går det lättare att trampa. Väljer man sedan att sicksacka sig uppför backen, som en slingrande orm, så går det ännu lättare att ta sig uppför backen.

! Ordet serpentin kan även betyda en pappersremsa som vecklar ut sig. Känner eleverna igen ordet serpentin? Har någon av eleverna blåst upp en serpentin eller sett dem på kalas?

Mer att diskutera – maskiner som hänger ihop

Det lutande planet går att finna även i andra enkla maskiner. I avsnittet skruven nämnde vi att skruven egentligen är ett lutande plan som går runt i en spiral, en rörlig form av ett lutande plan.

Och i avsnittet kilen kunde vi konstatera att kilen egentligen är två lutande plan som är ihopsatta.


Block och taljaEn upplyftande uppfinning

I avsnittet ”Block och talja” framgår det väldigt tydligt hur en enkel maskin kan göra det möjligt för den lilla människan att med endast lite kraft kunna lyfta tunga föremål.

• Hur har block och talja kunnat hjälpa människan?

• Diskutera i grupp varför blocken behövde vara så stora förr i tiden på skeppen.

• Hur tror eleverna att livet skulle ha sett ut idag om blocket inte hade uppfun-nits?

Krafter/Funktion – block och talja

Block och talja används för att vinna kraft när man vill lyfta eller dra något tungt. Men det man vinner i kraft förlorar man i väg och man får därför dra mer lina/rep för att lyfta något tungt en kort bit.

Blocket, som består av ett blockhus med hjul i, gör det möjligt att dra upp ett fö-remål istället för att lyfta det. Blocket gör att man byter riktning på den kraft som behövs, så istället för att lyfta föremålet rakt upp så drar man nedåt i repet. Om man sätter ihop två eller flera block med ett rep som går genom blocken så bildar de en talja och då blir det ännu lättare att lyfta, men då behöver man dra ännu längre rep.

Tankefönstret – fartyg

I faktadelen visade programledaren upp ett gammalt block i trä som användes på liknande fartyg som det som syns i tankefönstret. Att hissa segel på ett så stort skepp hade näst intill varit ett omöjligt arbete utan blockens hjälp. Uppfinningen används fortfarande, men på dagens skepp och segelbåtar har blocken och repen moderniserats.

! Principen med block och talja används även inom andra områden. Kan eleverna komma på något ytterligare? (Några exempel är vid viss klättring och när lyftkranar lyfter sin last med hjälp av vajrar.)

Mer att diskutera – Stig & Rut

I Stig & Rut-filmen i avsnitten ”Block och talja” ser vi hur en lastpall har hamnat på en spade som Stig behöver och att han försöker få loss spaden.

• På vilka sätt försöker han? (bända, skjuta, lyfta)

• Varför fungerar det inte? (lastpallen är tyngre än Stig så det går inte att rubba den oavsett om han försöker skjuta eller lyfta upp den. Här kan man prata om friktion och vikt.)


• Vilken lösning kommer Rut med?

• Behöver Stig använda mycket kraft när han till slut kan lyfta pallen med hjälp av de två blocken?

På liknande sätt kan man jobba med Stig & Rut-filmerna till de andra avsnitten.

HävstångenEn bändande uppfinning

I avsnittet ”Hävstången” visar programledaren olika sätt som en hävstång kan användas på och berättar att även saxen är en hävstång och visar hur en fårsax fungerar.

• Diskutera i grupp om när eleverna tror att saxen kom till.

• Hur har hävstången kunnat hjälpa människan?

• Hur tror eleverna att livet skulle ha sett ut idag om hävstången inte hade upp-funnits?

Krafter/Funktion – hävstången

När man trycker ner hävstången, pressar man hävstången mot vridningspunkten (stödpunkten). Om hävstången är kort behöver man trycka hår-dare för att flytta föremålet, men om hävstången är lång behöver man inte lika mycket kraft för att flytta på föremålet.

Det finns två olika typer av hävstänger: enarmade och tvåarmade. Det som skiljer dessa åt är var vridningspunkten befinner sig. En enarmad hävstång har kraften på en sida om vridningspunkten, som t.ex. skottkärran och spaden/skyffeln. En tvåarmad hävstång har istället kraften på två sidor om vridningspunkten, som t.ex. gungbrädan och saxen.

Den allra första saxen var ullsaxen, det var bland annat romarna som kom på att de kunde lägga två knivblad i kors och på så sätt fick de den första saxen. I Sve-rige är ullsaxen känd sedan långt innan vikingatiden men dagens handsax kom ganska sent till Sverige och blev vanlig i hemmen först på 1500-talet.

Tankefönstret – hockeyklubba

En hockeyklubba eller en bandyklubba, hur kan den vara en hävstång? Jo, när man i slaget tryck-er klubban mot isen/marken och sedan träffar puck-ens/bollens vridningspunkt så far pucken/bollen iväg. Om skaftet på klubban är kort, eller om man håller långt ner på skaftet, så får man använda mer kraft för att skjuta iväg pucken/bollen. Om man har ett längre skaft och håller högre upp så behövs mindre


kraft för att skjuta iväg pucken/bollen.

Mer att diskutera – Cykeln och bilen

I avsnittet ”Kilen” nämnde vi komplexa maskiner/sammansatta maskiner – ma-skiner där två eller flera enkla maskiner är kombinerade i en och samma maskin. Där nämnde vi bland annat att spaden/skyffeln och saxen är några exempel där hävstången är kombinerad med kilen.

• En lite mer sammansatt maskin är cykeln. Var på cykeln hittar man hävstångs-funktionen och vilka andra enkla maskiner kan eleverna hitta på cykeln? (T.ex. bromshandtaget är en spak/hävstång, skruvar håller ihop cykeln, hjulet för den framåt,)

• Ytterligare en sammansatt maskin är bilen. Var i en bil används hävstångsfunk-tionen och vilka andra enkla maskiner kan eleverna komma på som ingår i en bil? (Växelspaken, blinkers- och vindrutespakarna är några exempel på hävstänger. Ratten är exempel på hjul och hela bilen är monterad med skruvar)

Praktiska övningarTips och idéer om praktiska övningar.

Gör ett collageBe eleverna tänka efter vad det finns för föremål runt omkring dem där t.ex. hju-let ingår, både i skolan och hemma. Det kan vara stort som smått, allt från mam-mas cykel, pappas elscooter eller kompisens kickbike till lillasysterns leksakshund på trähjul.

Om det är möjligt, be dem även att fotografera och skriva ut bilderna. Annars kan de leta efter bilder på nätet och skriva ut, eller rita själva.

Be eleverna klippa ut föremålen från bilderna och skapa sedan ett stort collage tillsammans och sätt upp det på väggen. Det här ger en tydlig visuell bild av hur många olika hjul det faktiskt finns, och då är det ändå bara ett axplock av allt som finns i elevernas egen vardag. Tänk då hur många olika varianter av hjul det finns runt om i världen!

Gör sedan liknande collage med de andra maskinerna.

Upptäck maskinerna längs din skolvägEfter att ha jobbat med de enkla maskinerna i skolan får nu eleverna i uppdrag att se vilka maskiner som finns på deras skolväg. Vilka enkla maskiner upptäcker de på vägen mellan skolan och hemmet/elevboendet?

Kanske ser de nu alla de saker de brukar passera dagligen med nya ögon och noterar hjulen på cykeln, gungbrädan på lekplatsen, handikapprampen utanför skolan, allt det som skruvarna har gjort det möjligt att fästa och bygga, fönster-


putsarens säkerhetslina och hävstången i handtaget till klassrummet.

Be dem att notera och lämna in en lista. De bör se till att få med minst en av varje enkel maskin.

Skapa din egen komplexa maskinDe enkla maskinerna är i sig fantastiska uppfinningar. Men skulle eleverna kunna skapa en ny maskin genom att kombinera de olika maskinerna till en komplex/sammansatt maskin?

Dela in eleverna i grupper och be dem att tillsammans hitta på en ny maskin som innehåller minst tre av de enkla maskinerna. De får även lägga till andra hjälpme-del på maskinen om det skulle behövas.

Maskinen ska ha ett syfte och tillsammans ska gruppen komma på ett namn på den, rita upp maskinen och sedan presentera den för klassen.

Kanske att maskinen ska användas för att mata farliga krokodiler som ingen våg-ar gå in till. Eller så är det en lat tonåring som bara vill behöva dra i en tamp för att flytta sin smutstvätt till tvättstugan. Eller så vill några skapa en juicemaskin. Det finns inga gränser för vad maskinerna skulle kunna göra.

Önskar pedagogen utveckla konceptet ytterligare kan eleverna inför presentatio-nerna få bygga små prototyper av maskinerna av papp, kartong, återvinningsma-terial eller annat pysselmaterial.

Memory – Domino – Arbetskort Länken till utskriftsmaterialet Memory-Domino-Arbetskort.pdf ligger i av-snittstexterna under alla ”Enkla maskiner”-avsnitt på SPSM Play.

Bilderna som finns i det här materialet kan användas till antingen Memory- eller Domino-spel och som Arbetskort.

MemoryHär följer förslag på olika sätt att spela Memory:

1. Traditionellt memory – likadana bilder Välj ut vilka kort som ska vara med och lägg dem upp och ner på bordet och blanda dem. Spelarna vänder i tur och ordning upp två kort per gång för att leta efter matchande par. Man har hittat ett matchande par när två likadana bilder är uppvända.

KilenKilen


2. Traditionellt memory med en twist Välj ut vilka kort som ska vara med och lägg dem upp och ner på bordet och blanda dem. Spelarna vänder i tur och ordning upp två kort per gång för att leta efter matchande par. När man har fått upp ett matchande par ska man tala om vilken enkel maskin korten visar. Är man osäker på vilken maskin det är så hjälps spelarna åt.

3. Fritt memory Välj ut vilka kort som ska vara med och lägg dem upp och ner på bordet och blanda dem. Spelarna vänder i tur och ordning upp två kort per gång för att leta efter matchande par. Para ihop bilderna fritt – det enda kravet som finns är att de ska tillhöra sam-ma enkla maskin. Får man t.ex. upp ett namn kan det paras ihop med en illustration, ett foto eller ett föremål där maskinen ingår. Får man upp ett foto kan det paras ihop med en illustration, ett namn eller något föremål där maskinen ingår osv. Några exempel:

DominoLänken till utskriftsmaterialet Memory-Domino-Arbetskort.pdf ligger i av-snittstexterna under alla ”Enkla maskiner”-avsnitt på SPSM Play.

Lägg ut alla korten upp och ner på bordet och blanda dem. Varje spelare tar upp sex kort på handen och visar dem inte för någon annan. Ett kort från bordet vänds upp och blir startkortet som spelarna nu ska bygga vidare på.

I dominospelet ska man nu i tur och ordning försöka bygga vidare på en och sam-ma maskin så långt det är möjligt. Tanken är att man ska kunna se att en enkel maskin har olika användningsområden och kan se ut på olika sätt. Exempel på en dominokedja skulle kunna vara:

Skruven

Kilen

Kilen


När en spelare inte längre kan bygga vidare på den maskin som ligger på bordet så får hen först ta upp ett kort från bordet. Kan spelaren fortfarande inte bygga vidare på samma maskin så finns fortfarande chansen att komma vidare genom att lägga ut ett kort på en ny maskin OM man hittar en gemensam nämnare med maskinen innan.

En gemensam nämnare skulle kunna vara att båda ingår i en och samma kom-plexa maskin, t.ex. spaden som består av både kilen och hävstången. Eller om man använder den ena för att sedan kunna använda den andra, t.ex. en ramp som går upp på ett släp som har hjul som man sedan forslar iväg föremålet med.

Kan man inte komma på en gemensam nämnare själv så spånar spelarna till-sammans kring om det finns någon gemensam nämnare. Om inte så får spelaren plocka upp kortet igen och turen går vidare till nästa spelare att fortsätta med den gamla maskinen eller att komma med förslag på en ny maskin. Alla bygger vidare på den nya maskinen så länge det går, tills det blir dags att byta till en ny. Och så fortsätter spelet tills någon har tomt på handen.

ArbetskortSamma kort som används till Memory och Domino kan även användas på lite olika sätt som så kallade arbetskort. Det är bara fantasin som sätter gränser.

• Man kan t.ex. dela ut bilderna från kortfilmerna ”Stig & Rut” och be eleverna återberätta vad som hände i kortfilmerna.

• Man kan dela ut bilderna från Tankefönstren och be eleverna skapa historier kopplade till bilderna.

• Eller så kan eleverna få 3–4 kort på olika maskiner och bli ombedda att skapa en historia med en början och ett slut och en röd tråd som berättar hur man använder/tar hjälp av maskinerna.

Studera samband i vardagenKan eleverna hitta egna exempel på hur de olika maskinerna hänger ihop?

Exempel 1: Tunga stenar

Med en hävstång kan man bända loss tunga stenar ur marken. Man kan sedan använda en ramp eller block och talja för att få upp stenarna på en vagn och hjulen på vagnen gör det lätt att forsla bort dem. Vagnen är ihopsatt med hjälp av bland annat skruvar.

Exempel 2: Rullstol

En rullstolsburen person kan ta sig fram i en rullstol som är ihopsatt med skruvar och rullar fram på hjul. För att kunna ta sig förbi trappor eller åka in i färdtjänst-bussar används en ramp.

Exempel 3: Småbarnsfamiljen


En barnvagn har hjul och är ihopsatt med skruvar, bromsen fälls på plats med hjälp av en hävstång och bromsklossen fungerar som en kil så att inte vagnen rullar iväg och en barnvagnsramp gör det möjligt att ta sig förbi trappor.

Laborationer Här följer förslag på några enkla laborationer som eleverna kan genomföra.

Skruven – Arkimedes skruvSyfte: Se och uppleva hur man kan förflytta vatten uppåt med hjälp av Arkimedes skruv.

Plats: Klassrummet

DU BEHÖVER:

• 3 små petflaskor med kapsyl

• Sax eller brödkniv

• 10 liters spann eller en diskho

• Karamellfärg, röd eller blå

• 2 meter genomskinlig slang (6–10 mm invändigt)

• Dubbelhäftande tejp eller tejp som fäster bra på plast

GÖR SÅ HÄR:

• För att göra en axel till vattenpumpen, klipp eller såga med en brödkniv bort bottnarna på två av flaskorna.

• Ta en av de bottenlösa flaskorna och tryck in den en bit i den an-dra bottenlösa.

• Tryck in den tredje flaskan i botten på den förra. Tillsammans bildar de tre flaskorna nu ett rör.

• Tejpa ihop de tre flaskorna med tejp

• Linda slangen utanpå flaskorna/axeln ca 8–10 varv, fördela varven jämnt och fäst slangen med tejpen men var noga med att slangens öppningar inte blir övertejpade.

• Häll upp vatten i en hink eller diskho och droppa ner lite karamellfärg.

• Stoppa ner den nedre änden av flaskorna/axeln i det färgade vattnet och snur-ra flaskorna/axeln och se hur vattnet stiger upp i slangen. Kom ihåg att ha en lutning på flaskorna/axeln precis som Arkimedes hade.


Lutande planet – förflyttning av föremålSyfte: Se och uppleva skillnaden på mängden kraft som behövs för att förflytta föremål uppför ett brantare plan och ett mer sluttande plan.

Plats: Idrottshall/gymnastiksal

DU BEHÖVER:

• 2 plintar

• 4 bänkar

• 1 gymnastikmadrass, pilatesboll, medicinboll eller liknade

GÖR SÅ HÄR:

• Ställ fram två plintar i olika höjd.

• Lyft upp ena änden av två bänkar per plint så att de lutar mot plintarna.

• Rulla ihop en liten gymnastikmadrass eller ta fram valfritt föremål och be elev-erna att rulla det uppför bänkarna.

• I nästa steg får eleverna prova att själva ta sig uppför bänkarna.

• Vilken plint var lättast och vilken var svårast att rulla upp föremålen på och att ta sig upp på?

Hjulet – bygga en bil med hjul Syfte: Att vara kreativ, förstå hur hjulaxlar fungerar och se hur bilen beter sig när man tillför en kraft.

Plats: Klassrummet

DU BEHÖVER:

• 1 tom mjölkförpackning

• 2 sugrör

• 2 blompinnar

• Tejp

• 4 hjul, små hobbyhjul eller annat som fungerar som hjul

• 1 ballong (men alltid bra att ha flera i reserv)

GÖR SÅ HÄR:

• Mjölkförpackningen ska fungera som en ”kaross”.

• Klipp till två sugrörsbitar som är lika breda som mjölkförpackningen. De ska fungera som hjulaxlar.

• Klippt till två blompinnar som är lite längre än sugrörsbitarna.


• Trä sugrören över blompinnarna och stoppa in blompinnarna genom hjulens hål.

• Tejpa fast hjulaxlarna med hjulen under mjölkförpackningen/karossen.

• Fäst ballongen med dubbelhäftande tejp på bakre delen av bilen.

• Blås upp ballongen, släpp och kör!

Hävstången – dra ut spikarSyfte: Se /Uppleva skillnaden på hur en hävstång kan underlätta människans arbe-te beroende på var på hävstången man tillför kraft.

PLATS: Träslöjden

DU BEHÖVER:

• 1 planka

• Hammare

• 4–6 olika långa spikar

• 2 hovtänger med olika långa skaft (eller så får man hålla längre ner eller längre upp på skaftet om man bara har tillgång till en)

GÖR SÅ HÄR:

• Låt eleverna slå i spikarna i en planka till olika djup.

• Jämför hur det fungerar när man håller långt in eller långt ut på hammarskaf-tet.

• Låt sedan eleverna dra ut spikarna med hjälp av tången

• Vilket var lättast/svårast?


Ämnesövergripande samarbetenHär följer några förslag på hur man kan ha ämnesövergripande samarbeten kring de enkla maskinerna

Skruven • Prova att skruva med skruvmejsel och skruvdragare.

• Borra med borrmaskin.

Träslöjd

Kil • Skapa ett eget dörrstopp av trä.

• Prova att hamra med olika spikar

Träslöjd

Lutande planet Hur ser tillgängligheten och fram-komligheten ut i vårt samhälle idag? Skulle vägen från ditt hem till klassrummet se annorlunda ut beroende på om man är en gående person eller en rullstolsanvändare?

Samhällsorientering

Lutande planet Geometri:Om man vill titta ytterligare på vinklar kan man bland annat prata om att höjden, basen och längden bildar de tre sidorna i en rätvinklig triangel.

Matematik

Lutande planet Rulla upp madrasser eller bollar upp-för bänkar till olika höga plintar. Se laborationen ”Lutande planet”.

Idrott

Hävstången Prova att hålla långt ner och långt upp på en hockey- eller bandyklub-ba och se vilken skillnad det blir i kraften när man skjuter.

Idrott

Hävstången Titta på hur bönderna nyttjade hävstänger för att få bort stenarna från ytan där de skulle anlägga åkrar eller bygga sina hus förr i tiden, för att sedan återanvända dem till sten-murar runt åkrar, till att bygga hus med m.m.

SO

Alla maskinerna Se några förslag under rubriken ”Arbetskort”.

SvenskaTeckenspråk


Tips på fler läromedel från SPSMKreativ NO

Ytterligare ett läromedel hos SPSM som lyfter olika krafter är ”Kreativ NO” kreativno.spsm.se. Produkten finns i SPSM:s webbutik: webbutiken.spsm.se/kreativ-no Målgrupp: Åk 7–9

Energi – (lanseras VT-21)

I SPSM:s kommande läromedel ”Energi” beskrivs energi i olika former och där lyfter man bland annat gravitations- och friktionskraften. Håll ögonen öppna på webbutiken.spsm.se Målgrupp: Åk 4–6

lärarhandledning - tsp-stage2.spsm.se

Documents