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Il modello STEM Zone - Earth -Moon ha molto da insegnare

di Dr. Daniel Barth

Il primo passo per comprendere un'eclissi solare è comprendere il sistema terrestre. Libri di testo e i siti Web generalmente fanno un lavoro scadente di questo; La dimensione relativa della Terra e della Luna è spesso mostrata in modo errato e la scala della distanza tra loro è di solito selvaggiamente spenta.

È la distanza tra terra e luna che è la più difficile da mostrare in un testo, su un poster o su uno schermo del computer. La luna è circa 30 volte più lontana della terra è larga - fai il tuo disegnodella Terra e della Luna abbastanza piccole da mostrare la vera distanza tra loro e non puoi vedere alcuna caratteristica che puoi riconoscere.

La nostra soluzione è avere gli studenticostruire un modello di dimensioni ragionevoli, uno che si adatterà in un'aula e poi in Lascia che i bambini giochino con quel modelloper aiutarli a comprendere la dimensione relativa - e la distanza - della terra e della luna. Puoi creare questo modello in un paio di dimensioni, puoi decidere quale è giusto per la tua classe!

La versione più piccola utilizza una gomma T-ball per la terra e un vetro standard marmo per la luna. Questo modello utilizza 7,5 piedi di stringa per collegare insieme la terra e la luna e il modello archiverà Bene in un sacco di plastica da 1 gallone. Questa taglia è abbastanza piccola da poter giocarci in una stanza vuota o anche in un corridoio scolastico, l'orbita della luna sarà larga 15 piedi.

La versione più grande utilizza una Dodgeball (o un basket) per la Terra e una palla a T di gomma per la luna. QuestoLa versione più grande utilizza 30 piedi di corda per collegare la Terra e la Luna e si riporterà bene in una borsa di generi alimentari di plastica. Il vantaggio della dimensione più grande non è solo che è più impressionante per i tuoi studenti (il L'orbita della luna è ora larga 60 piedi!), Ma la luna e la terra ora è abbastanza grande da essere dipintae decorato per rendere il modello più realistico. Giocare con questo modello richiede una caffetteria vuota, palestra o un cortile della scuola aperta.

Questo articolo ti porterà attraverso il modello più piccolo, ma non c'è davvero differenzatra i due ad eccezione delle palline che usi e la lunghezza della corda.I materiali coinvolti nella realizzazione del modello più piccolo includono: vernici e pennelli in classe, pennarelli gesso sul marciapiede, una palla a T in gomma da 3 pollici, un marmo di vetro standard o cuscinetto a sfera da 75 pollici, una bobina di spago o corda forte, colla forte o colla a caldo e vernice a spruzzo blu piatto.

In questo modello, la t-ball più grande sarà la nostra terra e Il marmo sarà la nostra luna. Si noti che la dimensione 4: 1 Il rapporto tra queste palle riflette la vera scala del dimensioni della terra e della luna nello spazio! Poiché c'è un taglio coinvolto, è necessaria la supervisione degli adulti.

Quello che ti serve:

  • Vernici e pennelli o marcatori permanenti
  • Gesso sul marciapiede
  • T-ball in gomma da 3 pollici
  • Un marmo di vetro standard o cuscinetto da 75 pollici
  • Bobina di spago o stringa forte
  • Super colla o colla a caldo
  • Vernice a spruzzo blu piatto

Per costruire il modello:

  1. Un insegnante o un altro adulto dovrebbe tagliare 8 piedi di cordone e legare un grande nodo in un'estremità del cavo. Usa un coltello da hobby o un coltello da cucina per tagliare una x circa mezzo pollice in profondità nella palla a T di gomma. Squilla una generosa quantità di super colla in x, quindi usa un cacciavite o un bastoncino di ghiacciolo per forzare l'estremità annodata della corda nella palla. Se stai usando la colla a caldo, forzare prima la corda, quindi forzare l'ugello della pistola di colla a caldo nel foro e riempirsi di colla a caldo. 

  2. Esci e usa la vernice a spruzzo blu sulla palla a T. Usa diversi cappotti sottili e uniformi: un pesante mano di vernice non avrà un bell'aspetto. Metti la palla su diversi grandi fogli di giornale: un garage è un buon posto per questo. Dovrai spruzzare un lato, lasciarlo asciugare accuratamente, quindi arrotolarlo e spruzzare l'altro lato. Il risultato finale sarà molto più bello se prendi il tuo tempo con questo passaggio. 

  3. Usa una goccia di super colla o colla a caldo per attaccare il marmo della luna all'estremità della gomma di una matita. 

  4. Misura il cavo e metti un segno a 7 piedi, 6 pollici dalla palla a T. Lega la matita con il marmo lunare attaccato in questa posizione per mostrare quanto è lontana la luna dalla nostra terra. 

    Ora che il modello è costruito, può essere decorato. I bambini possono cercare di creare una terra "realistica" se lo desiderano con tutti i continenti, ma non dovrebbero preoccuparsi se la loro "terra" non assomiglia a una cosa come il nostro pianeta natale. Non cambierà il modo in cui il modello funziona affatto! 

    La piccola luna di marmo può essere dipinta di bianca se possibile: un insegnante o un adulto può farlo con la vernice a spruzzo. Una volta che la vernice è asciutta, i bambini possono decorarla con un pennarello e disegnare crateri sulla sua superficie. 

    Ora che il nostro modello è costruito, possiamo fare diverse attività con esso, la maggior parte di queste richiede molto spazio, quindi è meglio utilizzare una grande area aperta come un parco giochi o un parco. 

 

Le immagini sono per gentile concessione di L. Eric Smith III

Nella versione più piccola del modello, la Terra è rappresentata da una palla a T di gomma. Al primo passo del processo, un insegnante o un altro adulto dovrebbe tagliare una X di mezza pollice nella teatura da 3 pollici usando un'utilità coltello.

 

 

 

 

Le immagini sono per gentile concessione di L. Eric Smith III

se sei Utilizzo della colla a caldo per fissare lo spago alla tua "terra", inserire il nodo in x e quindi avere un adulto inserire il ugello per riempire il spazio intorno il nodo.

 

Una volta la tua terra-Il modello Moon è completo, puoi usarlo per una serie di attività.

Le immagini sono per gentile concessione di L. Eric Smith III

 

Cose da fare con il tuo modello di luna:

Attività n. 1: avere un'eclissi!

  1. Per questa attività, avrai bisogno del tuo modello di luna di terra e un altro marmo incollato all'estremità della gomma di una matita per rappresentare il sole. Usiamo un marmo sia per la luna che per il sole perché i due oggetti sembrano avere le stesse dimensioni nel nostro cielo. 

  2. La persona che tiene la terra è l'osservatore. La persona che tiene il sole si trova a 6 piedi oltre la luna e cerca di tenere il modello del sole il più possibile. 

  3. La persona che tiene la luna cerca di muovere il marmo di luna uniformemente in modo che passi esattamente di fronte al sole permettendo all'osservatore della terra di vedere una "eclissi". L'osservatore terrestre è autorizzato a dare indicazioni: "un po 'più alto", "troppo basso", ecc. 

  4. Lascia che gruppi di tre provano questa attività. Quanti tentativi ci vorranno la tua squadra per fare un'eclissi in cui il modello di luna blocca completamente il modello Sun? 

Cosa abbiamo imparato?

  • L'orbita della luna è un po 'inclinata (solo 5 gradi.) Questa piccola inclinazione significa che la luna è di solito un po' sopra o sotto il sole come visto da qui sulla terra - che rende le eclissi molto rare! 

  • L'orbita della luna lo porta davanti al sole, bloccando la luce durante un'eclissi. Molte persone pensano che il sole si muova dietro la luna. In realtà, questo non è vero. È il movimento orbitale della luna che lo porta davanti al sole durante un'eclissi. 

  • Un'eclissi è molto breve. Perché la luna e il sole appaiono entrambi piuttosto piccoli dalla terra (circa 1⁄2 gradi di larghezza) l'eclissi non dura molto a lungo. Il sole è bloccato per soli 2-3 minuti durante la maggior parte delle eclissi! 

 

Attività n. 2:L'orbita della luna in movimento

  1. In un'area pavimentata all'esterno, fai in modo che una persona tiene la Terra a T-Ball in un posto. Un'altra persona con un pezzo di gesso utilizza la corda attaccata al modello per disegnare un cerchio a terra - questa è l'orbita della luna. Nota quanto è piccola la luna paragonata alla sua orbita! 

  2. Tagliare un pezzo di corda lungo 201⁄2 pollici. Posare questa stringa lungo il grande cerchio come misura e mettere un segno sull'orbita della luna ogni 201⁄2 pollici. Conta quante sezioni hai diviso l'orbita della luna. 

  3. Dovrebbero esserci 28 divisioni - e la luna impiega 28 giorni per orbitare la terra. Cosa rappresenta ogni divisione? Mostra fino a che punto la luna si muove in orbita ogni giorno! 

  4. Scegli un punto marcato e usa il gesso per etichettarlo "Luna nuova". Scegli il punto direttamente attraverso il cerchio ed etichettalo "Luna piena". Quanti giorni ci vogliono per passare dalla luna piena alla luna nuova? Dovrebbero essere 14 giorni tra luna piena e nuova. 

  5. Insegnanti e genitori possono sfidare i bambini a pianificare un'indagine per testare il loro modello dell'orbita della luna. Possono svolgere questa indagine da soli e dimostrare le previsioni del modello? 

    Gli studenti potrebbero osservare la luna nel loro cortile e contare i giorni dalla luna nuova alla luna piena, oppure potrebbero cercare un calendario che mostra fasi della luna e contare i giorni tra la luna piena e nuova in diversi mesi. 

Cosa impariamo?

  • La luna, in effetti, si muove in orbita intorno alla terra. Ci viene detto tutti questo, ma pochi studenti hanno l'opportunità di fare un modello e giocarci per vedere questo fatto in azione da soli. 

  • La luna si muove a un ritmo relativamente costante in orbita, coprendo circa la stessa distanza ogni giorno. Questa velocità orbitale determina quanto tempo ci vuole per passare dalla luna piena alla luna nuova e la durata approssimativa di un mese nel nostro anno solare. 

Attività n. 3:Portami sulla luna!

(Funziona meglio su un'aula piatta o in palestra.)

  1. Usa la corda e posiziona il marmo luna sul pavimento alla distanza corretta dal modello terrestre. 

  2. I partecipanti si inginocchiano dal modello terrestre e cercano di rotolare un altro marmo sul pavimento per colpire il marmo della luna. 

Cosa impariamo?

Semplice come questa divertente attività/gioco, la sfida sarà quella di fermare i bambini una volta che inizieranno.

  • Colpire un bersaglio molto distante con un piccolo proiettile è molto difficile! I bambini tengono il punteggio per vedere quanti tentativi ci sono voluti per "atterrare" sulla luna?

  • Chiedi ai tuoi studenti di ricordare che la luna reale non è stazionaria - lo è Muoversi rapidamente in orbita! La terra Non rimane neanche ancora, sta girando rapidamente sul suo asse quando si lancia Il tuo razzo lunare. Ci vuole un sacco di calcolo e precisione per lanciare un razzo dalla Terra e farlo atterrare sulla luna!

Il Dr. Daniel Barth ha lasciato una carriera come ricercatore per insegnare. Ha trascorso più di 30 anni a insegnare astronomia, fisica e chimica a livello di liceo e college. Uno scrittore di fantascienza di successo, Barth è l'autore di Maurice On The Moon, Doomed Colony of Mars e altre opere. Attualmente è assistente professore di educazione STEM presso l'Università dell'Arkansas a Fayetteville e autore del programma Astronomy for Educators.

Le immagini sono per gentile concessione di L. Eric Smith III

Articolo daSky's Up Magazine | Luglio-settembre 2017