Giv dine elever et skub

Eleverne skal i grupper med en slinkyfjeder lave forskellige jordskælvsbølger. Med målebånd og stopur bestemmes hastigheden af p- og s-bølger. Efterfølgende undersøges med eleverne selv som rekvisitter, hvordan bølgerne udbredes, når de bevæger sig gennem hhv. fast og flydende materiale. 

Der arbejdes med følgende faglige mål på naturgeografi C på stx:

• Identificere, genkende og klassificere rumlige mønstre
• Forstå og kritisk anvende geofaglige modeller og enkle matematiske modeller som repræsentationer af virkeligheden

Kernestofområder:

• Jordens udvikling, herunder den pladetektoniske model, jordskælv og vulkaner

Planlægning og overvejelser

Aktiviteten udgør en del af den undervisningstid, der skal afsættes til eksperimentelt arbejde.

Det er en god ide at starte aktiviteten med at demonstrere bølgerne med en slinkyfjeder i klassen. Lad en elev holde i den anden ende af fjederen. Vis eleverne, hvor langt de skal stå fra hinanden, og hvordan bølgerne skal udløses. Understreg, at fjederen skal være udstrakt i samme længde under hele øvelsen. Fjederen må gerne hænge lidt på midten og skal ikke være helt udspændt. P-bølgen bør udløses ved at 3-4 viklinger trykkes sammen og derefter slippes. S-bølgen bør udløses ved at svinge fjederen en gang fra side til side. Det er vigtigt, at eleverne udløser bølgerne på samme måde hver gang. Eleverne skal hele tiden holde fast i fjederen, og generelt være forsigtige med fjederen, da den let knudres sammen.

Når eleverne skal bestemme hastigheden af p- og s-bølge, skal der bruges noget plads, så eleverne kan enten sendes ud på skolens gange eller samles i en større sal. Til aktivitetens anden del, hvor bølgernes bevægelse i fast og flydende materiale undersøges, skal der bruges en større sal eller alternativt en lang gang. Eleverne skal helst stå i rundkreds.

Aktivitetens opbygning

Del 1

Eleverne opdeles i grupper, som hver udstyres med en slinkyfjeder og et målebånd. Først øver de sig på at lave p- og s-bølger systematisk, så de er sikre på at kunne lave bølgerne ensartet hver gang. Dernæst opmåler de afstanden mellem de to elever, der holder fjederen. Den ene elev laver bølgerne, den anden elev holder bare den anden ende af fjederen. Lad dem lave mindst 3 bølger af hver type. Tiderne og bølgernes rejselængde noteres, og gennemsnitshastigheden udregnes.

Del 2

Eleverne stilles i rundkredse med op til 15 i hver. Hvis der er flere elever, kan bølgerne have svært ved at nå rundt. P-bølgens bevægelse i fast materiale demonstreres ved at eleverne stiller sig i en rundkreds, hvor de står med ryggen til personen bag dem. Armene strækkes ligefrem, så håndfladerne berører den foranståendes skuldre. Det er vigtigt, at armene forbliver helt strakte. Læreren stiller sig bagerst og giver en elev et godt skub på skuldrene. Bølgen forplantes nu gennem kredsen af elever. 

P-bølgens bevægelse i flydende materiale demonstreres ved, at eleverne nu udvider afstanden til den foranstående så meget, at håndfladerne er ca 5 cm fra den foranståendes ryg, når armene er strakte. Læreren giver igen en elev et skub, og bølgen forplantes igen igennem kredsen.

S-bølgens bevægelse gennem fast materiale demonstreres ved at eleverne stiller sig i med siden til hinanden i rundkredsen og kigger ind mod midten. De tager hinanden under armene, og holder godt fast. Læreren bryder kæden, tager fat i armen på en elev og svinger med god kraft eleven fra side til side, altså ind mod midten og ud igen. S-bølgen forplantes nu igennem kredsen. 

S-bølgens bevægelse igennem flydende materiale demonstreres ved at eleverne fortsat står i en rundkreds med siden til hinanden med ansigtet mod midten. Nu skal de ikke holde hinanden under armene, men blot stå ved siden af hinanden. Læreren bryder igen kæden og svinger en elev med god kraft fra side til side. Eleverne vil nu se, at bølgen selvfølgelig ikke forplantes – og dermed ser en illustration af, hvorfor s-bølgen ikke bevæger sig igennem den flydende ydre kerne, hvorfor der opstår en skyggezone for s-bølgen.

Evaluering

Eleverne deler deres resultater fra bestemmelsen af hastigheden, fx i en tabel på tavlen eller et delt dokument. Eleverne kan i par diskutere og sammenligne gruppernes resultater, og vurdere, hvilke årsager der er til eventuelle uoverensstemmelser, samt om resultaterne afspejler det forventede De kan også diskutere, hvad det ville betyde for resultaterne, hvis fjederen lå på gulvet – hvor der jo er noget friktion.

Afslutningsvis kan resultaterne vurderes i en klassediskussion, hvorunder der også reflekteres over, hvordan iagttagelserne kan bruges til at forklare bølgernes skyggezone.

Kreditering

Mathilde Thorn Ljungdahl, Skive Gymnasium, i samarbejde med CFU