Fysik og matematik i vandløbet

Find 9 ideer til måling af et vandløbs strømhastighed, vandføring, dybde, fald, energi.

Mål vandløbets hældning - med en haveslange

Kort om forløbet

Fysik og matematik i vandløbet
I dette undervisningsforløb er det muligt at give eleverne en direkte oplevelse af vandløbets kræfter (i waders), samtidig med at basale fysiske målinger, principper og beregninger bliver afprøvet på en sjov måde. Det vil også være oplagt at diskutere de geografiske, kulturelle og historiske aspekter omkring vandets skæbne i det danske landskab i forbindelse med forløbet.
 
Vandløb
Vandløbet er en vigtig del af vandets kredsløb - og vandløbets fysiske forhold har betydning for livet i vandløbet. I undervisningsforløbet måler I tid, afstande, dybder, strømhastigheder, vandføring, fald og energi i et vandløb.
 

Formål med aktiviteterne

  • At eleverne får en sanselig oplevelse af vandløbets fysiske kræfter i naturen og vandets kredsløb.
  • At eleverne lærer at måle afstande, tid og hastighed, og forstår hvad hastighed er.
  • At eleverne får kendskab til feltudstyr, data-loggere og IT-databehandling.
  • At eleverne i praksis anvender forskellige målemetoder og vurderer og sammenligner resultaterne.
     

Forberedelse

Forudsætninger
I klassen bør eleverne have modtaget teoretisk gennemgang om vandets kredsløb, hastighedsmåling, og evt. saltopløsninger (vands ledningsevne).
 
Sammen med faget Geografi vil det være en fordel, hvis eleverne har stiftet bekendtskab med at give eksempler på is, vands og vinds erosions-, transport- og aflejringsformer og deres betydning for landskabers udformning. 
 
Find et vandløb
Find et vandløb som egner sig til aktiviteterne. Det skal være 4 - 6 meter bredt, have god strømhastighed (gerne over 0,2 m/sek), passende dybde, så man kan gå i det med gummistøvler eller waders, let adgang, og en venlig lodsejer som har givet tilladelse. 
 
Gruppearbejde i værksteder
Aktiviteterne kan lægges an på arbejde i mindre grupper af ca 4 elever, som cirkulerer mellem flere værksteder. Fordel aktiviteterne/værkstederne langs vandløbet, så alle grupper kan arbejde samtidig.
 
Aktivitetsark - find alt her
Forløbet består af 8 aktiviteter + en opsamling. Hver aktivitet er beskrevet på et aktivitetsark. På arket finder du øvelsesvejledning for både lærer og elever, grejliste, resultatark, spørgsmål og beregninger. Resultaterne fra de enkelte aktiviteter kan med fordel sammenlignes og diskuteres. Du finder aktivitetsark i højre margin.
 
Her er en oversigt:
  1. Mål strømhastighed med flyder
  2. Mål strømhastighed med fløde
  3. Mål strømhastighed med salt, ledningsevne og datalogger
  4. Mål strømhastighed med vingemåler
  5. Mål dybdeprofil og vandføring
  6. Vandstafet
  7. Mål vandløbets hældning (fald)
  8. Energien i vandløbet
  9. Strømhastighed - sammenligning af metoder
De fleste aktivitetsark fylder 2 sider - og hvis du printer dem ud på begge sider, kan du dele 1 ark ud til eleverne.
 
Lav om
Aktivitetsarkene er skrevet i Word - og du kan gå ind og tilpasse dem til jeres å, hvis der er behov.
 
Video med aktiviteter
Du/ kan se en kort video med nogle af aktiviteterne via QR-koden her:
 
QR-kode til film
 
Færdsel og adgang
Fra 2013 er der offentlig adgang langs åer og vandløb i Danmark. Mange af vores vandløb er sårbare, så tal med eleverne om, hvordan de færdes med respekt for flora og fauna. Vær særlig opmærksom i fuglenes yngletid, så I ikke forstyrrer.
 
Mål vandløbets fald
Vandløbets fald måles med en vandslange.
Foto: Klaus Brodersen.

 

Sådan gør du

Aktivitetsark
På de 9 ark ovenfor får du vejledninger til de enkelte aktiviteter. Her står også hvad I skal bruge, hvordan eleverne skal arbejde + beregninger og spørgsmål. 
 
Print de 9 kopiark ud - og vælg de aktiviteter ud I skal arbejde med.
 
Grej
Pak det grej I skal have med - evt. sammen med eleverne. Tag ud til åen - og stil værkstederne op. Gennemgå hvert værksted / aktivitet med eleverne - og sæt dem igang.
 
Bearbejdning
Aktiviteterne kan bearbejdes med beregninger i felten - og når I kommer tilbage på skolen. Eleverne kan aflevere en samlet rapport - enten i gruppen eller hver især.
 
vandlobsfysik5_dybdeprofilvandfoering_445p_0.jpg
Tegn vandløbets dybdeprofil.
Foto: Klaus Brodersen.
 

Baggrund

Vandløb i vandets kredsløb
Vandløb er en vigtig del af vandets kredsløb. Vandløbet er bindeled mellem landjorden, søerne og havet, og vandløbet bidrager til en væsentlig stoftransport mellem land og hav.
 
Vandløbets energi
Der kan være meget energi i et vandløb. Mange steder i verden stemmer man floder op og udnytter vandets energi til vandkraft. Det kan have konsekvenser for natur og miljø i området, da dæmninger og opstemninger forhindrer fisk og andre dyr i at passere op ad floden. Vandløbets fysiske forhold har betydning for livet i vandløbet.
 
Vandløb i Danmark
Vi har 64.000 km vandløb i Danmark. Kun mellem 1.000 og 2.000 km af disse er ikke blevet rettet ud (~ 3%). Den biologiske kvalitet i udrettede og kanaliserede vandløb er ringe sammenlignet med naturligt slyngede vandløb. Læs lidt mere om vandløb i Leksikon.
 
Mål ledningsevne
Strømhastighed måles vha ledningsevnemåler og salt.
Foto: Klaus Brodersen.

 

Hvem, hvad, hvor

Fag:Fysik/Kemi, Matematik
Klasse:7. - 9. klasse, Gymnasium
Sted:Sø og å
Årstid:Forår, Sommer, Efterår

Grej

Se hvad I skal bruge på hvert aktivitetsark.

Tid

Hver aktivitet kan gennemføres på ca en halv time.
 
Ved et heldagsforløb (4 timer), kan man nå flere aktiviteter. Det giver fin mulighed for metode- og resultatsammenligning. Det forudsætter dog ofte, at målingerne foretages samme tid og sted, da vandføring og strømhastigheder kan variere over dage eller uger.
 

Undervisningsmål

Relation til fagmål: benytte enkle modeller til at beskrive fænomen...
Relation til fagmål:
  • benytte enkle modeller til at beskrive fænomener og sammenhænge
  • beskrive hovedtræk af vands og kulstofs kredsløb i naturen (fælles med biologi og geografi)
  • forklare, hvordan indgreb i naturens stofkredsløb kan påvirke miljøet
  • give eksempler og forklaringer på, hvordan energiproduktion kan ske på bæredygtig måde i forskellige dele af verden (fælles med geografi)
  • formulere enkle problemstillinger, opstille og efterprøve hypoteser samt vurdere resultater
  • benytte fysisk eller kemisk viden, opnået ved teoretisk og praktisk arbejde
  • vælge og benytte udstyr, redskaber og hjælpemidler der passer til opgaven, herunder feltudstyr og data-loggere
  • vurdere og anvende informationer med fysisk, kemisk eller teknisk indhold
  • formidle resultater af arbejde med fysiske, kemiske eller tekniske problemstillinger

Kolofon

Forfatter og foto: Klaus Peter Brodersen, lærer og naturvejleder på Rådvad Naturskole, www.naturskolerne.dk.

Redaktør: Malene Bendix.

Materialet er en del af Skoven i Skolens delprojekt "Naturfag i Naturen", som er støttet med tilskud fra Aage V. Jensens Naturfond.

 

Kommentarer