Videoanalyse med mobilen

Kinematik opfattes af mange elever som svært stof, og her kan videoanalyse være med til at anskueliggøre teorien. Det er også en motiverende faktor for eleverne at analysere egne videoer.

I artiklen er der eksempler på, hvordan videoanalyse kan inddrages i forskellige temaer i fysikundervisningen.

Mekanisk energi, også på C-niveau

På C-niveau kan vi arbejde med kinetisk, potentiel og mekanisk energi. Begreberne kan introduceres til eleverne ved at lade dem gå ud og optage en video af forbipasserende biler på den nærmeste vej. Derved kan de bestemme bilernes fart, samtidig med at de introduceres til videoanalysens grundlæggende metoder. Tilbage i klasselokalet kan de beregne bilernes kinetiske energi.

Efter denne introduktion til videoanalyse kan de optage en film af en bold, som falder lodret nedad. Med lidt instruktion kan de opstille grafer for boldens kinetiske-, potentielle- og mekaniske energi, og de kan vise, at boldens mekaniske energi med god tilnærmelse er bevaret. Se Videoanalyse af en faldende appelsin: Potentiel, Kinetisk og Mekanisk energi (YouTube)

Energiomsætning ved løb

I et samarbejde med idræt kan eleverne analysere energiomsætningen ved løb. I løb omsættes størstedelen af energien ved det løft af tyngdepunktet, som foregår i hvert skridt. Eleverne kan optage hinandens løb på sportspladsen eller i skolens hal. De kan analysere tyngdepunktets bevægelse over flere skridt på videoen og derved bestemme det gennemsnitlige løft af tyngdepunktet. Dernæst kan eleverne beregne den omsatte energi pr. skridt. Ved at bestemme skridtfrekvensen kan de beregne den omsatte effekt. Se vejledningen bestemmelse af energiforbrug ved løb (pdf)

Passer formlerne?

De kinematiske formler for bevægelse med konstant acceleration kan forekomme ret så abstrakte for B-niveau elever. Det kan være en idé at lade eleverne starte med at undersøge en legetøjsbil med indbygget fjederoptræk. Lad eleverne optage en video af legetøjsbilen, som accellererer. De kan så bestemme grafer over (tid, fart) og (tid, strækning) og diskutere, hvilke matematiske sammenhænge der ser ud til at være mellem disse variabler. Derefter kan de teoretiske formler udledes, og eleverne kan sammenligne deres målinger med teorien. Se videoanalyse med Logger Pro - Bilens hastighed (YouTube)

Parabler i virkeligheden

I et samarbejde med matematik kan man vise eleverne, at andengradspolynomier og parabler findes i naturen. Det tager ikke lang tid at optage en video af en bold, som kastes skråt opad, eller en vandstråle, som skydes skråt ud i luften. Eleverne kan med en videoanalyse påvise, at bolden og vandet følger en parabel. I videoanalysen kan de vise, at boldens vandrette hastighed er konstant, og den lodrette hastighed er accelereret. De kan som en bonus bestemme en værdi for tyngdeaccelerationen.

Stødprocesser

På A-niveauet kan eleverne undersøge stødprocesser, fx to vogne, som støder sammen på en vognbane eller en luftpudebænk. De kan også undersøge stød i 2 dimensioner ved at lade metalkugler støde sammen på et vandret bord og så optage en video ovenfra. I videoanalyseværktøjet kan de analysere flere objekters bevægelse i samme film. Derved kan de bestemme hastigheder før og efter stødet og undersøge, om der er bevarelse af bevægelsesmængde og kinetisk energi.

Vindmøller

På A-niveau kan eleverne optage en video af en vindmølle i bevægelse. Hvor stor er farten og accelerationen af møllespidserne mon? Hvilke krav stiller det til produktionen af møllevingen? Det ville jo ikke være godt, hvis spidsen faldt af! Se Analyse af en vindmøllevinges bevægelse (YouTube)

Forslag til eksperimentelle undersøgelser