Φύλλο Εργασίας. Μάθημα 7 Τεχνητοί δορυφόροι και Σύγχρονα Επαγγέλματα ΙΙ

Transcript

1 Φύλλο Εργασίας Μάθημα 7 Τεχνητοί δορυφόροι και Σύγχρονα Επαγγέλματα ΙΙ Σχολείο:. Τάξη: Ημερομηνία: Δραστηριότητα 1: Προβολή Αφήγησης με βίντεο (7 λεπτά) Δραστηριότητα 2: Προβολή εικόνων (2 λεπτά) Παρακολουθήστε τις εικόνες σχετικές με τους δορυφόρους. Δραστηριότητα 3: Ερωτήματα μαθητών (2 λεπτά) Να διατυπώσετε τα ερωτήματα σας με βάση την αφήγηση και τις εικόνες που είδατε: Δραστηριότητα 4: Ερωτήματα του μαθήματος-εκπαιδευτικού (2 λεπτά) 1. Πως υπολογίζουμε πόσο γρήγορα στρέφεται και κινείται ένας δορυφόρος; 1. Πως χρησιμοποιούνται οι δορυφορικές εικόνες σε διαστημικές αποστολές; 2. Πως λειτουργεί ο δορυφόρος στο υπέρυθρο ή πως «βλέπουν» οι δορυφόροι τη νύχτα; 3. Μπορώ να κατασκευάσω διάταξη που να ανιχνεύει στο υπέρυθρο; 4. Πώς χρησιμοποιείται η ηλιακή ενέργεια από τους δορυφόρους; Δραστηριότητα 5: Απαντήσεις-υποθέσεις μαθητών (5 λεπτά) Καταγράψτε τις απαντήσεις-υποθέσεις σας στα παραπάνω ερωτήματα

2 5. Δραστηριότητα 6: Διερεύνηση του 1ου ερωτήματος (25 λεπτά) Υπολογισμός της ταχύτητας περιστροφής παιχνιδιού-περιστροφέα (τύπου fidget spinner). Υλικά: Παιχνίδι περιστροφέας (τύπου fidget spinner) Ανακλαστική αυτοκόλλητη ταινία Ηλεκτρονικό στροφόμετρο Χάρακας Αριθμομηχανή Βαρύδι Διαδικασία: 1. Κολλήστε σε ένα από τα πτερύγια του περιστροφέα μια ανακλαστικής αυτοκόλλητη ταινία 1. Περιστρέψτε τα πτερύγια του spinner. 2. Με τη χρήση ηλεκτρονικού στροφόμετρου μετρείστε την ταχύτητα (ιδιο)περιστροφής του παιχνιδιού. 3. Καταγράψτε τη μέτρηση: Ταχύτητα περιστροφής:... rpm (rpm = στροφές το λεπτό) 4. Μετατροπή στροφών ανά λεπτό σε συχνότητα: Συχνότητα f = (αριθμός στροφών) / 60 δευτερόλεπτα Συχνότητα f = Hz 5. Υπολογισμός γραμμικής ταχύτητας του άκρου του περιστροφέα: Μετρείστε το μήκος του πτερυγίου του περιστροφέα που έχουν κολλήσει την ταινία. Μήκος πτερυγίου περιστροφέα R =... cm

3 Υπολογίστε τη γραμμική ταχύτητα του άκρου του περιστροφέα από τη μαθηματική σχέση, όπου R είναι το μήκος του πτερυγίου που μετρήσαμε προηγουμένως και π = 3,14 δηλαδή: γραμμική ταχύτητα περιστροφέα = 2 π R f γραμμική ταχύτητα του άκρου του περιστροφέα =... m/s 6. Επαναλάβετε τους ίδιους υπολογισμούς για έναν γεωστατικό δορυφόρο. Οι γεωστατικοί δορυφόροι περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα περιστροφής με τη Γη, «βλέπουν» συνεχώς το ίδιο μέρος του πλανήτη και βρίσκονται σε τροχιά ύψους περίπου χλμ. Ταχύτητα περιστροφής δορυφόρου:... Μετατροπή σε συχνότητα: Συχνότητα f Δ = Hz Υπολογισμός γραμμικής ταχύτητας περιστροφέα: Μήκος ακτίνας περιστροφής δορυφόρου από το κέντρο της Γης R Δ =... Γραμμική ταχύτητα του άκρου του περιστροφέα = 2 π R f Γραμμική ταχύτητα δορυφόρου =... m/s 7. Συγκρίνετε τη γραμμική ταχύτητα του άκρου του περιστροφέα και τη γραμμική ταχύτητα του γεωστατικού δορυφόρου: Ποιος έχει μεγαλύτερη ταχύτητα περιστροφής: α. Το άκρο του περιστροφέα β. Ο γεωστατικός δορυφόρος

4 Ποιος έχει μεγαλύτερη γραμμική ταχύτητα: α. Το άκρο του περιστροφέα β. Ο γεωστατικός δορυφόρος Σε ποιούς παράγοντες οφείλεται αυτή η διαφορά; Δραστηριότητα 7: Διερεύνηση του 2ου ερωτήματος (7 λεπτά) Παρακολουθήστε την δορυφορική εικόνα του κομήτη Comet 67P/Churyumov- Gerasimenko από το διαστημόπλοιο Rosetta. Παρατηρήστε την εικόνα και προσπαθήστε να εντοπίσετε τη διαστημοσυσκευή Philae. Το Philae βρίσκεται: Δραστηριότητα 8: Διερεύνηση του 3 ου ερωτήματος (15 λεπτά) Υλικά: Χάρτινο κουτί Συσκευή κινητού τηλεφώνου ή ψηφιακή κάμερα από την οποία έχει αφαιρεθεί το φίλτρο υπέρυθρου Πηγή υπέρυθρου Ειδική πλακέτα άμεσης συναρμολόγησης αποσυναρμολόγησης κυκλωμάτων Αντιστάτης 150 Ohm Καλώδια διασύνδεσης Πηγή συνεχούς 6V (μπαταρίες ή τροφοδοτικό) Διακόπτης Κοπίδι ή ψαλίδι Εκτέλεση πειράματος: 1. Κατασκευάστε το ηλεκτρικό κύκλωμα της εικόνας. 1. Τοποθετείστε διάφορα αντικείμενα σε τραπέζι και σκεπάστε τα με το χάρτινο κουτί. 2. Ανοίξτε μια μικρή οπή με το κοπίδι ή το ψαλίδι στο πάνω μέρος του κουτιού στο μέγεθος του φακού της κάμερας. 3. Κοιτώντας από την οπή τα αντικείμενα δεν είναι ορατά. 4. Τοποθετήστε την κάμερα στην οπή. 5. Τοποθετήστε το κύκλωμα στο εσωτερικό του κουτιού. Κλείστε το κύκλωμα.

5 6. Καταγράψτε τις παρατηρήσεις σας. Εικόνα: Σχεδιάγραμμα του κυκλώματος Εικόνα: Απεικόνιση του κυκλώματος

6 Δραστηριότητα 9: Διερεύνηση του 4ου ερωτήματος (35 λεπτά) Ορισμένοι δορυφόροι λειτουργούν στο φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που δεν είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι. Πως γίνεται η ανίχνευση της ακτινοβολίας από τα κυκλώματα των δορυφόρων; 1. Καταγράψτε τις υποθέσεις σας για το τι υλικά θα χρειαζόταν ένα κύκλωμα ενός δορυφόρου ώστε να ανιχνεύει στο σκοτάδι Πραγματοποιήστε το κύκλωμα του σχήματος με τα υλικά που σας δίνονται: Υλικά: Ειδική πλακέτα άμεσης συναρμολόγησης αποσυναρμολόγησης κυκλωμάτων Αντιστάτης 62 Ohm Λαμπτήρας LED Φωτοτρανζίστορ 940 nm Καλώδια διασύνδεσης Πηγή συνεχούς 3V (μπαταρίες ή τροφοδοτικό) Τηλεχειριστήριο ηλεκτρικής συσκευής Κουτάλι ΠΡΟΣΟΧΗ: Τάση τροφοδοσίας στο κύκλωμα 3V αυστηρά! Για τις συνδέσεις στην πλακέτα: Οι στήλες που βρίσκονται στο εσωτερικό της πλακέτας στην περιοχή που ορίζεται από τα γράμματα ABCDE και FGHIJ είναι κάθετα βραχυκυκλωμένες, που σημαίνει ότι οι 5 οπές κάθε στήλης έχουν το ίδιο ρεύμα. Οι γραμμές στο πάνω και κάτω μέρος της πλακέτας είναι οριζόντια βραχυκυκλωμένες, που σημαίνει ότι οι 60 οριζόντιες οπές έχουν το ίδιο ρεύμα. Εκεί συνδέουμε την πηγή. Σε ορισμένες πλακέτες στη μέση έχουν ένα κενό. Σε αυτές τις πλακέτες οι οριζόντιες οπές είναι σε δύο ομάδες βραχυκυκλωμένες: από 0 έως 30 και από 31 έως 60. Το μακρύ πόδι του LED και του φωτοτρανζίστορ είναι το Προσπαθήστε να ανιχνεύσετε υπέρυθρη ακτινοβολία πλησιάζοντας στον φωτοτρανσίστορ το τηλεχειριστήριο. Τι συμβαίνει στο κύκλωμα; Πως λειτουργεί;...

7 Προσπαθήστε να ενισχύσετε το σήμα που λαμβάνει ο φωτοανιχνευτής χρησιμοποιώντας ένα κουτάλι. Τι παρατηρείτε; Γιατί συμβαίνει αυτό; Δραστηριότητα 10: Διερεύνηση του 5ου ερωτήματος (10 λεπτά) Οι δορυφόροι και τα διαστημόπλοια χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν και να εκτελέσουν τα πειράματά τους. Υλικά: Ηλιακό πάνελ Λαμπτήρας LED Καλώδια σύνδεσης Εκτέλεση: 1. Παρακολουθείστε τις εικόνες. Πως πιστεύετε ότι καλύπτονται οι ενεργειακές ανάγκες των δορυφόρων; 1. Κατασκευάστε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε σειρά χρησιμοποιώντας σαν πηγή το ηλιακό πάνελ. 2. Τι παρατηρείτε; Λειτουργεί ο λαμπτήρας; Τι ενεργειακές μετατροπές έχουμε στο κύκλωμα που κατασκευάσαμε;......

8 4. Πως θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν από τη διαστημική τεχνολογία παρόμοιες διατάξεις; Ποια επαγγέλματα μπορούν να εμπλακούν στα ενεργειακά θέματα των δορυφόρων; Δραστηριότητα 11: Σύγκριση συμπερασμάτων και των απαντήσεων των μαθητών (5 λεπτά) Συγκρίνετε τις αρχικές σας απαντήσεις με τα συμπεράσματα