Den mekaniske tidsmåler

Introduktion

I 1714 udskrev parlamentet i Storbritannien en konkurrence, der gik ud på at opfinde en metode til at bestemme tiden præcist under sørejser, sådan at man kunne beregne, hvilken længdegrad man befandt sig på og dermed undgå katastrofale skibsforlis. I dette forløb står eleverne over for den samme opgave: de skal konstruere et mekanisk apparat, der kan måle tiden så præcist som muligt. De skal desuden specificere apparatets måleusikkerhed samt maksimal varighed af målingen – jo længere tidsrum de kan måle, desto bedre er apparatet.

Inden forløbet har eleverne i fysik stiftet bekendtskab med grundbegreber for bølger og kræfter og i matematik med trigonometriske funktioner.

Udarbejdet af

Kasper Winther og Pia Thomsen i samarbejde med Engineer the Future og med støtte fra Villumfonden, Novo Nordisk Fonden og Lundbeckfonden

Fag

Matematik B og fysik B

Kernestof

Fysik:

• Svingninger og bølger – grundbegreber (måske kendt stof)
• Tyngdekraftens arbejde
• Energibevarelse – mekanisk, kinetisk og potentiel

Matematik:

• Deskriptiv matematik
• Beskrivelse af harmonisk bevægelse
• Regression og matematisk modellering

Studieområdet:

• Læsestrategier og notatteknik
• Skrivehandlinger, fremstillingsformer og genrer i fagene og på tværs af fag, herunder sprogrigtighed og argumentation
• Kollaborative og individuelle skrivemetoder til læring, refleksion og formidling

Supplerende stof

• Evt. frit-legeme-diagrammer
• Evt. harmonisk bevægelse

Antal lektioner

40 lektioner à 60 minutter

Udfordring

Eleverne skal udvikle et mekanisk apparat, der kan måle tiden så præcist som muligt.

Kriterier til apparatet: 

• Eleverne skal specificere apparatets måleusikkerhed samt maksimal varighed af målingen. Jo længere tidsrum de kan måle i, desto bedre.
• Eleverne skal specificere forudsætningerne for, at apparatet virker (for eksempel om det vil virke på et gyngende skib eller på Månen).
• Bemærk, at apparatet ikke behøver at vise tiden på en urskive eller lignende - det skal blot være en mekanisme der kan bruges til manuelt at tælle sekunder og minutter.

Materialer til download

Lærervejledning