Byg en Solovn er et temahæfte af Povl-Otto Nissen på cirka 30 sider designet som et længerevarende eksperimentelt forløb til brug i gymnasiet eller på hf.
Den manuelle del og de enkleste målinger kan dog godt gennemføres i folkeskolen, mens heftets teoretiske bearbejdning hører hjemme på gymnasieniveau.
Læs også hvordan aktiviteten kan bruges i projektorganiseret undervisning.
Skønnest er det jo, når det hele gå op i en højere enhed
Byg en solovn kombinerer manuelt arbejde, målinger, beregninger og teori.
Temaet er derfor velegnet til et samarbejde mellem fysik og matematik.
Selve solovnen laves af genbrugspap og alufolie. Derefter kan man gå i gang med at måle solindstråling, opvarmning og virkningsgrad. Men forinden skal man beregne, tegne og udskære sin egen parabelprofil ud fra et valg af brændvidde.
Hertil præsenteres to forskellige fremgangsmåder: Den første er “det geometriske steds metode”, som er en manuel og meget praktisk metode med lineal og blyant i snor. Den anden metode involverer derudover en lommeregner, idet man slet og ret plotter parabelgrafen ved at indsætte værdier i et kvadratrodsudtryk, hvor brændvidden indgår som en selvvalgt konstant.
Ved hjælp af analytisk geometri i et koordinatsystem føres derefter bevis for, at de to forskellige metoder fører til den samme parabel. I denne bevisførelse er det en fordel at kunne sin Pythagoras. Også refleksionen er behandlet matematisk. Der føres bevis for, at lysstråler der rammer ind parallelt med parabolaksen, ved refleksion i fladen sendes ind mod det samme punkt, nemlig brændpunktet. Dette er tilfældet, når der er en ganske bestemt tangenthældning i spejlingspunktet.
Alle interessante tangenthældninger “danner” en parabol, og tangenterne har den egenskab, at de skærer parabolaksen lige så langt under parabolskålens bund som deres berøringspunkt (en given stråles spejlingspunkt) ligger over skålens bund målt langs aksen. Dette bevis forudsætter, at man kan – eller senest nu lærer at – differentiere sig frem til tangentligningen fra parabelligningen.
I fysiktimerne har vi ofte brug for matematikken som redskab og håber på, at eleverne har lært det i matematik.
I matematiktimerne dyrkes matematikken ofte generelt abstrakt – som en neutral færdighed, der skal indlæres – uden ret megen skelen til de utallige anvendelsesmuligheder (tidnød?, eksamenspres?).
Byg en solovn er et fysiktema, der involverer matematik til beskrivelse af de bag ved liggende principper. Det kan ligesåvel anvendes som et matematiktema, hvor man ser på andengradspolynomiets praktiske anvendelser i den fysiske virkelighed.
Skønnest er det jo, når det hele går op i en højere enhed.
Byg en Solovn er et temahæfte af Povl-Otto Nissen på cirka 30 sider designet som et længerevarende eksperimentelt forløb til brug i gymnasiet eller på hf.