Pozadí

V této lekci studenti použijí VEX GO k vytvoření demonstrace rotace Země. Tato rotace spolu se Sluncem způsobuje střídání dne a noci a zdánlivý pohyb Slunce po obloze. Studenti si vytvoří model VEX GO, který bude tento jev modelovat, a dozví se více o rotaci Země a o tom, jak vytváří rozpoznatelné vzorce dne a noci po celém světě.

Co způsobuje den a noc na Zemi?

Střídání dne a noci na Zemi je způsobeno její rotací, což je jako otáčení se po imaginární linii zvané osa, která vede od severního pólu k jižnímu pólu. Otáčí se kolem své osy a trvá mu asi 24 hodin, než vykoná jednu celou otáčku. Takže když je jedna část Země otočena ke slunci, je den. A když je tato část Země odvrácena od Slunce, je noc. 

Rotace Země začala před více než 4,5 miliardami let a byla způsobena způsobem, jakým byla Země formována. Když se zrodila Sluneční soustava, začínala jako velký oblak plynu a prachu. Tento mrak se zhroutil pod vlivem vlastní gravitace a při zhroucení se začal otáčet. To je dáno principem ve fyzice známým jako zákon zachování momentu hybnosti.

Představte si, když sledujete krasobruslaře, jak se točí. Když přitáhnou ruce, točí se rychleji. Je to proto, že si zachovávají moment hybnosti. Totéž se stalo s oblakem, ze kterého se stala naše sluneční soustava. Jak se hroutilo, otáčelo se stále rychleji a rychleji. Když se z tohoto rotujícího disku hmoty začaly formovat planety, včetně Země, zdědily tuto rotaci. A jakmile se objekt ve vesmíru začne otáčet, má tendenci se otáčet dál. Ve vesmíru není vzduch ani země, které by vytvářely tření, což je to, co obvykle zpomaluje věci na Zemi. Země se tedy otáčí od doby svého vzniku, což nám dává dny a noci.

Výpočet rotace Země

V laboratoři 2 budou studenti zkoumat, proč se zdá, že se Slunce po celý den pohybuje po obloze. K modelování rotace Země s časovým odstupem jednu hodinu po druhé použijí program VEXcode GO. Studenti použijí blok [Spin for] k otáčení Země v krocích po 15 stupních. 15 stupňů bylo stanoveno následujícím výpočtem: 

360 stupňů / 24 hodin = 15 stupňů/hodinu

Protože Země se každých 24 hodin otočí o 360 stupňů, lze vypočítat, že se Země otočí o 15 stupňů za hodinu. 

Běžné mylné představy o rotaci Země

Jak studenti začínají budovat porozumění o rotaci Země, často se objevují určité mylné představy. Je důležité mylné představy včas rozptýlit, aby nezpůsobovaly další zmatek, protože práce se stává složitější.

Mylná představa: „Slunce se otáčí kolem Země a vytváří den a noc.“
Je snadné pochopit, jak se studenti mohou této mylné představy dopustit, protože každý den vidí pohyb Slunce po obloze, takže to vytváří dojem, že se otáčí kolem Země. Ve skutečnosti se Země otáčí kolem své osy, ale také se otáčí kolem Slunce. Modelováním denního a nočního cyklu se studenty v této STEM laboratoři budou schopni vizualizovat pohyb rotace Země a lépe porozumět spojení mezi rotací a dnem a nocí.

 

Mylná představa: „Všechna místa zažívají den a noc ve stejnou dobu.“
Někteří studenti se domnívají, že když je den v jedné části Země, je den i všude jinde a totéž platí pro noc. Den a noc jsou však zažívány v různých časech po celém světě kvůli rotaci Země. Tato mylná představa často souvisí s nedorozuměním o časech a časových pásmech. Udržování vizuálního připomenutí různých časů po celém světě může pomoci studentům připomenout, že den a noc jsou relativní k tomu, kde se nacházíte na zemském povrchu. Hodiny nastavené na různá časová pásma nebo kontrola živých kamerových přenosů po celém světě jsou skvělým způsobem, jak studentům připomenout různé oblasti na Zemi, které zažívají různé denní nebo noční doby.

Nezapomeňte, že pochopení těchto konceptů vyžaduje čas a je v pořádku, pokud to studenti hned nepochopí. Použijte různé metody výuky k posílení myšlenky a v průběhu času by správné porozumění mělo nahradit mylnou představu.

Co je VEXcode GO?

VEXcode GO je kódovací prostředí, které se používá pro komunikaci s roboty VEX GO. Studenti používají rozhraní drag and drop k vytváření projektů VEXcode GO, které řídí jejich činnosti robotů v laboratoři 2. Účel každého bloku lze identifikovat pomocí vizuálních podnětů, jako je jeho tvar, barva a štítek. Více informací o práci s VEXcode GO v sekci VEXcode GO v knihovně.

Bloky ve VEXcode GO představují příkazy robota, které se používají k vytvoření projektu ve VEXcode GO. Níže je uveden seznam hlavních bloků použitých během této jednotky.