Achtergrond

In deze unit gaan leerlingen met behulp van VEX GO een demonstratie maken van de rotatie van de aarde. Deze rotatie, samen met de zon, veroorzaakt de dag- en nachtcyclus en de schijnbare beweging van de zon aan de hemel. Leerlingen maken een VEX GO-model om dit fenomeen te modelleren en leren meer over de rotatie van de aarde en hoe dit de herkenbare patronen van dag en nacht over de hele wereld creëert.

Wat veroorzaakt dag en nacht op aarde?

Dag en nacht op aarde worden veroorzaakt door de rotatie van de aarde. Deze rotatie is te vergelijken met het draaien om een denkbeeldige lijn, de zogenaamde as, die van de Noordpool naar de Zuidpool loopt. De planeet draait om zijn as en het duurt ongeveer 24 uur om één volledige omwenteling te maken. Wanneer een deel van de aarde naar de zon is gericht, is het dag. En als dat deel van de aarde van de zon af is gericht, is het nacht. 

De rotatie van de aarde begon 4,5 miljard jaar geleden en werd veroorzaakt door de manier waarop de aarde is ontstaan. Toen het zonnestelsel ontstond, begon het als een grote wolk van gas en stof. Deze wolk stortte in onder zijn eigen zwaartekracht. Terwijl hij instortte, begon hij te draaien. Dit komt door een natuurkundig principe dat bekend staat als het behoud van impulsmoment.

Denk eens aan wat je ziet als je een kunstschaatser rondjes ziet draaien. Als ze hun armen intrekken, gaan ze sneller draaien. Dat komt omdat ze hun impulsmoment behouden. Hetzelfde gebeurde met de wolk waaruit ons zonnestelsel ontstond. Terwijl het instortte, ging het steeds sneller draaien. Toen de planeten, waaronder de Aarde, uit deze draaiende schijf van materie ontstonden, erfden ze die rotatie. En zodra een object in de ruimte begint te draaien, blijft het meestal draaien. In de ruimte is er geen lucht of grond die wrijving kan veroorzaken, wat normaal gesproken de oorzaak is van vertragingen op aarde. De aarde draait dus al sinds haar ontstaan en dat is de reden dat we dagen en nachten hebben.

De rotatie van de aarde berekenen

In Lab 2 onderzoeken leerlingen waarom het lijkt alsof de zon gedurende de dag langs de hemel beweegt. Ze gaan VEXcode GO gebruiken om de rotatie van de aarde uur voor uur te modelleren. Studenten gebruiken het [Spin for]-blok om de aarde in stappen van 15 graden te draaien. 15 graden werd bepaald met behulp van de volgende berekening: 

360 graden / 24 uur = 15 graden/uur

Omdat de aarde elke 24 uur een rotatie van 360 graden maakt, kun je berekenen dat de aarde elk uur 15 graden draait. 

Veelvoorkomende misvattingen over de rotatie van de aarde

Naarmate studenten begrip beginnen op te bouwen over de rotatie van de aarde, ontstaan er vaak bepaalde misvattingen. Het is belangrijk om de misvattingen in een vroeg stadium weg te nemen, zodat ze niet meer verwarring veroorzaken naarmate het werk complexer wordt.

Misvatting: “De zon draait om de aarde om dag en nacht te creëren.”
Het is gemakkelijk te begrijpen hoe studenten in deze misvatting terecht kunnen komen, aangezien ze de beweging van de zon elke dag aan de hemel zien, waardoor het lijkt alsof deze om de aarde draait. In werkelijkheid draait de aarde zowel om haar as als om de zon. Door de dag- en nachtcyclus met studenten in dit STEM-lab TE modelleren, kunnen ze de beweging van de rotatie van de aarde visualiseren en de verbinding tussen de rotatie en dag en nacht beter begrijpen.

 

Misvatting: “Overal ter wereld is het dag en nacht tegelijk.”
Sommige studenten geloven dat als het op een bepaald deel van de aarde dag is, het overal elders ook dag is, en dat dit ook geldt voor de nacht. Dag en nacht worden echter op verschillende tijdstippen over de hele wereld ervaren vanwege de rotatie van de aarde. Deze misvatting gaat vaak gepaard met misverstanden over tijden en tijdzones. Het bijhouden van een visuele herinnering aan de verschillende tijden over de hele wereld kan helpen om studenten eraan te herinneren dat dag en nacht relatief zijn aan waar je je op het aardoppervlak bevindt. Klokken ingesteld op verschillende tijdzones of het controleren van live camerafeeds over de hele wereld is een geweldige manier om studenten te herinneren aan de verschillende gebieden op aarde die verschillende tijden van de dag of nacht ervaren.

Onthoud dat het begrijpen van deze concepten tijd kost en dat het goed is als studenten het niet meteen begrijpen. Gebruik verschillende lesmethoden om het idee te versterken en na verloop van tijd zou het juiste begrip de misvatting moeten vervangen.

Wat is VEXcode GO?

VEXcode GO is een codeeromgeving die wordt gebruikt om te communiceren met VEX GO-robots. Studenten gebruiken de interface voor slepen en neerzetten om VEXcode GO-projecten te maken die hun robotacties in Lab 2 besturen. Het doel van elk blok kan worden geïdentificeerd met behulp van visuele aanwijzingen zoals de vorm, kleur en label. Voor meer informatie over het werken met VEXcode GO, de VEXcode GO-sectie van de VEX-bibliotheek

De blokken in VEXcode GO vertegenwoordigen robotcommando's die worden gebruikt om een project aan te maken in VEXcode GO. Hieronder vindt u een lijst met de belangrijkste blokken die tijdens dit apparaat worden gebruikt.