Siirry sisältöön

Hyppykorkeuden määrittäminen

Fysiikkaa, liikuntaa, biologiaa ja terveystietoa (2-4 h)

Sisällöt ja tavoitteet

Oppimiskokonaisuudessa oppilaat tutkivat hyppykorkeuttaan tietokoneavusteisen mittalaitteen avulla. Alla oleva video havainnollistaa mittalaitteen käytön.

Oppimiskokonaisuudessa oppilaat

  • tutustuvat tietokoneavusteiseen fysiikan mittaustekniikkaan
  • perehtyvät luonnontieteellisen tutkimuksen vaiheisiin
  • perehtyvät painopisteen käsitteeseen ja määrittävät kehonsa painopisteen
  • harjoittelevat eri hyppytekniikoita ja tutkivat niiden vaikutuksen hyppykorkeuteen
  • voivat hyödyntää matematiikan tietojaan ja taitojaan hyppykorkeuden määrittämisessä
  • voivat tarkastella hypyssä käytettäviä lihaksia ja lihasryhmiä
  • voivat harjoittelevat algoritmista ajattelua
  • työskentelevät toiminnallisessa ja vuorovaikutteisessa oppimisympäristössä

Oppimiskokonaisuus on toteutettu Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskuksella ja Joensuun lähialueen kouluilla. Jos olet kiinnostunut kokeilemaan oppimiskokonaisuutta koulusi oppilaiden kanssa mutta teiltä puuttuu välineitä tai kaipaat vinkkejä, ota yhteyttä Itä-Suomen yliopiston LUMA-keskukseen.

Oppimiskokonaisuuden voi toteuttaa lukuisin eri tavoin. Alle on kuvaus eräästä toteutustavasta, jonka kesto on noin 3 x 45 minuuttia noin 20 oppilaan kanssa. Tätä toteutustapaa tukevat materiaalit löytyvät alla olevista linkeistä.

Työohje (Word-tiedosto)

Työohje (pdf-tiedosto)

Hyppykorkeuden määritys (Excel-tiedosto)

Toteutus ja toiminnot

Kehon painopiste ja tasapainoehto
Oppimiskokonaisuus on hyvä aloittaa painopisteen käsitteestä, koska mittalaitteella määritetään hyppääjän painopisteen nousukorkeus. Painopisteen tarkastelun tavoitteena on, että oppilaat oivaltavat missä kehon painopiste sijaitsee.

Painopisteen käsitettä voi lähestyä näyttämällä oppilaille erilaisia pahvinpaloja (ks. kuva alla) ja kysymällä heiltä missä pahvinpalojen painopisteet sijaitsevat.

 
Jos oppilaille painopisteen käsite on tuntematon, sen voi määrittää kappaleen pisteeksi, josta tuettuna kappale pysyy tasapainossa. Lopuksi oppilaat voivat kokeilla löytävätkö he pahvinpalojen painopisteen asettamalla niitä tasapainoon sormenpään tai kynän terän päälle.
Ihmisen muotoisesta pahvinpalasta keskustelu siirtyy luontevasti ihmiskehon painopisteen paikkaan. Opetuskokonaisuudessa navan ajatellaan kuvaavan kehon painopistettä.Arviot kehon painopisteen nousukorkeudesta
Seuraavaksi oppilaat arvioivat kuinka korkealle heidän painopisteensä nousee hypyn aikana. Arvio aktivoi oppilaiden ajatteluja. Lisäksi se kuvaa luonnontieteellisen tutkimuksen ensimmäistä vaihetta eli ennusteen/hypoteesin asettamista.Tämän jälkeen oppilaille kerrotaan, että he hyppäävät kahdella eri tyylillä:

  • kädet kiinni lantiolla koko hypyn ajan
  • kädet voivat liikkua vapaasti hypyn aikana.

Oppilaat ennustavat kummalla tyylillä heidän painopisteensä nousee korkeammalle.

Hyppääminen ja hyppykorkeuden laskeminen
Seuraavaksi oppilaat harjoittelevat voimalevyn päältä hyppäämistä, kunnes he ovat valmiina tekemään suorituksen, josta mitataan hyppykorkeus.

Hypyn jälkeen jokaiselle oppilaalle tulostetaan heidän ponnistusvoimakuvaaja, josta oppilaat laskevat hyppykorkeuden annettujen ohjeiden avulla (ks. kuva alla). Hyppykorkeus voidaan laskea oppilaiden kanssa yhdessä, jos oppilaille toiseen potenssiin korottaminen on vierasta.

Jos hyppykorkeuden laskeminen on oppilaille hankalaa, he voivat määrittää sen Excel-tiedostolla Hyppykorkeuden määritys.xls, joka löytyy sivulta Työohje ja muu oheismateriaali. Tiedostoon syötetään ponnistusvoimakuvaajan pinta-ala (yllä olevassa kuvassa arvo A) ja voima alaspäin (yllä olevassa kuvassa arvo G). Tiedosto laskee automaattisesti hyppykorkeuden ja ilmoittaa sen metreinä (ks. Kuva alla).

Seuraavaksi oppilaat hyppäävät toisella tyylillä. Hypystä he saavat ponnistusvoimakuvaajan, josta he laskevat hyppykorkeutensa toisella hyppytyylillä.

Hyppyjä tehtäessä oppilaat joutuvat odottamaan omaa hyppyvuoroaan. Odotellessaan oppilaat voivat tehdä hyppäämiseen liittyviä tehtäviä, kuten esitetty alla (lisää tehtäviä, katso linkki Työohje ja muu oheismateriaali).

Tulosten tarkastelu ja pohdinta
Lopuksi yhteisesti tarkastellaan kuinka paljon hyppykorkeus poikkesi aluksi tehdystä arviosta (ennusteesta/hypoteesista). Lisäksi tarkastellaan kummalla hyppytyylillä oppilaiden painopiste nousee korkeammalle. Hyppytyylien vertailuun liittyen katsotaan alla oleva video, jossa Christiana Ronaldo havainnollistaa hyppytyylien vaikutusta hyppykorkeuteen.

Lopuksi käydään yhteisesti läpi oheistehtävien vastaukset ja päätetään oppimiskokonaisuus.